Năm học 2008 – 2009 Giáo án sinh 12
Chương I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ
Ngày soạn: 02-08-2008
Lớp dạy: 12A4, 12C3
Tiết PPCT: 1
δ 1. GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI CỦA ADN
I. Mục tiêu:
- Học sinh trình bày được khái niệm cấu trúc chung của gen và nêu được hai loại gen chính.
- Học sinh nêu và giải thích được mã di truyền.
- HS mô tả quá trình nhân đôi ADN ở Ecoli và phân biệt được sự khác nhau giữa nhân sơ và nhân chuẩn.
- Phát triển năng lực quan sát, phân tích, so sánh, khái quát hoá.
- Rèn kỹ năng làm việc độc lập với sách giáo khoa.
II. Phương pháp và phương tiện dạy học:
1. Phương pháp dạy học:
- Phương pháp thuyết trình
- Phương pháp hỏi đáp
- Hoạt động nhóm
2. Phương tiện dạy học:
Tranh SGK, bảng mã di truyền
III. Tiến trình bài giảng:
1. Kiểm tra bài củ:
2. Giảng bài mới:
Nội dung Hoạt động
I. Khái niệm và cấu trúc của gen.
1. Khái niệm.
Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hoá
cho một sản phẩm xác định như chuỗi polipeptit
hay ARN.
2. Cấu trúc của gen.
a. Cấu trúc chung của gen cấu trúc
Mỗi gen gồm 3 vùng trình tự nucleotit:
- Vùng điều hoà: Mang mã gốc của gen, mang tín
hiệu khởi động, kiểm soát quá trình phiên mã.
- Vùng mã hoá: Mang thông tin mã hoá các axit
amin.
- Vùng kết thúc: Mang tín hiệu kết thúc phiên mã.
b. Cấu trúc không phân mảnh và phân mảnh
của gen.
- Ở sinh vật nhân sơ: Các gen có vùng mã hoá
liên tục gọi là gen không phân mảnh.
- Ở sinh vật nhân thực: Hầu hết các gen có vùng
mã hoá không liên tục (các đoạn êxon xen kẽ các
đoạn intron) gọi là gen phân mảnh.
1. Các loại gen:
Có nhiều loại như gen cấu trúc, gen điều hoà ...
- Em hiểu thế nào là gen ?
- Yêu cầu h/s q/s hình 1.1và nghiên cứu sgk. trả lời
câu hỏi :
- Cấu trúc của gen?
- Vị trí nhiệm vụ từng vùng ?
- HS tìm hiểu sự giống và khác nhau về gen của SV
nhân sơ và nhân chuẩn ?
- Có những loại gen nào ?
Nguyễn Kiến Huyên 1
Năm học 2008 – 2009 Giáo án sinh 12
II. Mã di truyền
Mã di truyền là trình tự các nuclêôtit trong gen
quy định trình tự các aa trong phân tử prôtêin.
Mã di truyền được đọc trên cả mARN và ADN.
Mã di truyền là mã bộ ba.
Có tất cả 4
3
= 64 bộ ba, trong đó có 61 bộ ba mã
hoá cho 20 loại axit amin.
* Đặc điểm của mã di truyền
- Mã di truyền là mã bộ ba, cứ 3 nu đứng kế tiếp
nhau mã hoá một axit amin.
- Có tính đặc hiệu, tính thoái hoá, tính phổ biến.
- Trong 64 bộ ba có 3 bộ ba kết thúc (UAA,
UAG, UGA) và một bộ ba mở đầu (AUG) mã hoá
aa mêtiônin ở sv nhân thực (ở sv nhân sơ là
foocmin mêtionin).
III. Quá trình nhân đôi của ADN.
1. Nguyên tắc: ADN có khả năng nhân đôi để tạo
thành 2 phân tử ADN con giống nhau và giống
ADN mẹ theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo
toàn.
2. Quá trình nhân đôi của ADN.
a. Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ (VK E.
coli).
- Nhờ các enzim tháo xoắn phân tử ADN được
tách làm 2 mạch tạo ra chạc chữ Y (một mạch có
đầu 3
’
- OH, một mạch có đầu 5
’
- P). Enzim ADN
pôlimeraza bổ sung Nu vào nhóm 3
’
- OH.
- Trên mạch có đầu 3
’
- OH (mạch khuôn), sẽ tổng
hợp mạch mới một cách liên tục bằng sự liên kết
các nuclêôtit theo nguyên tắc bổ sung.
- Trên mạch có đầu 5
’
- P (mạch bổ sung), việc
liên kết các nuclêôtit được thực hiện gián đoạn
theo từng đoạn Okazaki (ở tế bào vi khuẩn dài
1000 – 2000Nu). Sau đó enzim ligaza sẽ nối các
đoạn Okazaki lại với nhau tạo thành mạch mới.
- Hai phân tử ADN được tạo thành. Trong mỗi
phân tử ADN được tạo thành thì một mạch là mới
được tổng hợp còn mạch kia là của ADN mẹ ban
đầu (bán bảo toàn).
b. Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực.
- Cơ chế giống với sự nhân đôi ADN ở sinh vật
nhân sơ. Tuy nhiên có một số điểm khác:
- Vai trò của từng loại ?
-VD?
- Y/c h/s tìm hiểu tại sao mã di truyền lại có 3
nucleotit mã hoá 1 aa
+ Tự đọc sách thảo luận tìm câu trả lời
+ Chia nhóm yêu cầu h/s tự đưa ra đặc điểm của mã
di truyền vào phiếu học tập
- Treo sơ đồ nhân đôi của ADN ở E.coli cho h/s quan
sát:
- Nguyên tắc nhân đôi ADN?
- Hai mạch của ADN có chiều ngược nhau mà ezim
ADN polimeraza chỉ xúc tác theo chiều 5
’
– 3
’
, vậy
quá trình liên kết các nuclêôtit diễn ra trên 2 mạch của
ADN là giống nhau hay khác nhau ?
Nguyên tắc bán bảo toàn thể hiện như thế nào trong
quá trình tổng hợp ADN ?
- Hãy nghiên cúu hình vẽ và nội dung trong SGK để
tìm ra sự giống và khác nhau trong cơ chế tự nhân đôi
của ADN ở sv nhân sơ và sv nhân thực ?
Nguyễn Kiến Huyên 2
Năm học 2008 – 2009 Giáo án sinh 12
+ Nhân đôi ở sv nhân thực có nhiều đơn vị nhân
đôi, ở sv nhân sơ chỉ có một.
+ Nhân đôi ở sv nhân thực có nhiều enzim tham
gia.
IV. Củng cố và dặn dò:
- Gen là gì ? Cấu trúc như thế nào ? Có những loại gen nào ?
- Trình bày đặc tính của mã di truyền ?
- Tóm tắt quá trình tự nhân đôi ở sv nhân sơ ? So sánh với quá trình đó ở sv nhân thực ?
Ngày soạn: 12-08-2008
Lớp dạy: 12A4, 12C3
Tiết PPCT: 2
δ 2. PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ
I. Mục tiêu:
- Học sinh trình bày được khái niệm phiên mã, dịch mã.
- Học sinh nêu cơ chế phiên mã.
- HS mô tả quá trình dịch mã.
- Nâng cao nhận thức đúng đắn và khoa học về gen và mã di truyền.
- Hình thành thái độ yêu thích khoa học tìm tòi nghiên cứu.
II. Phương pháp và phương tiện dạy học:
1. Phương pháp dạy học:
- Phương pháp thuyết trình
- Phương pháp hỏi đáp
- Hoạt động nhóm
2. Phương tiện dạy học:
Tranh SGK, bảng mã di truyền
III. Tiến trình bài giảng:
1. Kiểm tra bài củ: .
- Gen là gì ? Trình bày cấu trúc chung của gen mã hoá prôtêin ?
- Trình bày quá trình tự nhân đôi của ADN ở sinh vật nhân sơ ?
2. Giảng bài mới:
Nội dung Hoạt động
I. Cơ chế phiên mã:
1. Khái niệm:
Sự truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN
mạch kép sang phân tử ARN mạch đơn là quá
trình phiên mã (còn gọi là sự tổng hợp ARN).
- Quá trình phiên mã diễn ra trong nhân tb , ở
kì trung gian giữa 2 lần phân bào, lúc NST
đang giãn xoắn.
2. Diễn biến của cơ chế phiên mã
Gồm 3 giai đoạn: khởi đầu, kéo dài và kết
thúc.
- Quá trình phiên mã hay sao mã là quá trình truyền
thông tin từ đâu đến đâu ?
Quá trình đó xảy ra ở đâu và vào trhời điểm nào ?
Kết quả tạo ra sản phẩm gì ?
Enzim nào tham gia vào quá trình phiên mã ?
- Điểm khởi đầu đứng trước gen phía đầu 3’ của mạch
Nguyễn Kiến Huyên 3
Năm học 2008 – 2009 Giáo án sinh 12
- Phiên mã ở SV nhân thực tạo ra mARN sơ
khai gồm các exon và intron. Sau đó các
intron bị loại bỏ chỉ còn lại các exon tạo thành
mARN trưởng thành.
II. Cơ chế dịch mã.
1. Khái niệm:
- Là quá trình chuyển mã di truyền chứa trong
mARN thành trình tự các aa trong chuỗi
polipeptit của prôtêin.
2. Diễn biến:
a. Hoạt hoá aa:
- Trong tb chất nhờ các enzim đặc hiệu và
năng lượng ATP, các aa đựơc hoạt hoá và gắn
với
t
ARN tạo nên phức hợp aa -
t
ARN.
b. Dịch mã và hình thành chuỗi polipeptit:
Giai đoạn mở đầu
-
t
ARN mang aa mở đầu tiến vào vị trí codon
mở đầu sao cho anticodon trên
t
ARN của nó
khớp bổ sung với codon mở đầu trên mARN.
Giai đoạn kéo dài chuỗi pôlipeptit
-
t
ARN mang aa thứ nhất đến codon thứ nhất
sao cho anticodon của nó khớp bổ sung với
codon thứ nhất trên mARN. Enzim xúc tác tạo
liên kết péptit giữa aa 1 và aa mở đầu
- Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ ba đồng thời
t
ARN mang aa mở đầu rời khỏi RBX.
-
t
ARN mang aa thứ hai đến codon thứ hai sao
cho anticodon của nó khớp bổ sung với codon
thứ hai trên mARN. Enzim xúc tác tạo liên kết
péptit giữa aa 2 và aa 1.
- Sự dịch chuyển của RBX lại tiếp tục theo
từng bộ ba trên mARN.
Giai đoạn kết thúc chuỗi pôlipeptit
- Quá trình dịch mã tiếp diễn cho đến khi
RBX gặp codon kết thúc trên mARN thì quá
trình dịch mã dừng lại.
- RBX tách khỏi mARN và chuỗi polipeptit
được giải phóng, aa mở đầu cũng rời khỏi
chuỗi polipeptit để trở thành prôtêin hoàn
chỉnh.
3. Poliriboxom:
- Trên mỗi phân tử mARN thường có một số
khuôn, đoạn ARN polimeraza hoạt động tương ứng
với 1 gen.
Quá trình tổng hợp mARN diễn ra theo nguyên tắc nào
?
- Thế nào là quá trình dịch mã ?
- Trong quá trình dịch mã có những thành phần nào
tham gia ?
- Hãy nghiên cứu SGK và tóm tắt diễn biến quá trình
dịch mã ?
- Trong tb chất nhờ các en đặc hiệu và năng lượng
ATP, các aa đựoc hoạt hoá và gắn với
tARN tạo nên phức hợp aa- tARN .
- Hoàn thiện kiến thức.
Và giải thích thêm cho học sinh
- Các bộ ba trên mARN gọi là các codon
- Bộ ba trên t ARN là các anticodon
- Lk giữa các aa gọi là lk peptit được hình thành do
enzim xúc tác.
- Rib dịch chuyển trên m ARN theo chiều 5’-3’ theo
từng nấc , mỗi nấc ứng với 1 codon.
- Các codon kết thúc là UAG, UGA, UAA.
Nguyễn Kiến Huyên 4
Năm học 2008 – 2009 Giáo án sinh 12
RBX cùng hoạt động được gọi là
poliriboxom. Như vậy, mỗi một phân tử
mARN có thể tổng hợp được từ 1 đến nhiều
chuỗi polipeptit cùng loại rồi tự huỷ.
- RBX có tuổi thọ lâu hơn và đa năng hơn.
4. Mối liên hệ ADN – mARN – tính trạng:
Cơ chế của hiện tượng di truyền ở cấp độ
phân tử:
ADN m ARN Prôtêin
tính trạng.
Qua cơ chế phiên mã và dịch mã em hãy cho biết mối
quan hệ giữa ADN – mARN – tính trạng.
IV. Củng cố.
- Bài tập :
A. Với các codon sau trên mARN, hãy xác định các bộ ba đối mã của các
t
ARN vận chuyển aa
tương ứng:
Các codon trên mARN : AUG UAX XXG XGA UUU
Các bộ ba đối mã trên
t
ARN: ................................................
B. Với các nuclêôtit sau trên mạch khuôn của gen, hãy xác định các codon trên mARN, các bộ ba
đối mã trên
t
ARN và các aa tương ứng trong prôtêin đựoc tổng hợp:
Các bộ ba trên ADN : TAX GTA XGG AAT AAG
Các codon trên mARN : ...............................................
Các anticodon trên
t
ARN: ...............................................
Các aa: ...............................................
Ngày soạn: 12-08-2008
Lớp dạy: 12A4, 12C3
Tiết PPCT: 3
Bài 3. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
I. Mục tiêu:
- Nêu được khái niệm và các cấp độ điều hòa hoạt động của gen.
- Sự điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ.
- Ý nghĩa của sự điều hòa hoạt động của gen.
- Giải thích được tại sao trong tế bào lại chỉ tổng hợp prôtêin khi cần thiết.
- Phát triển tư duy phân tích logic và khả năng khái quát hoá.
- Rèn kỹ năng làm việc độc lập với sách giáo khoa.
- Nâng cao nhận thức đúng đắn và khoa học về điều hoà hoạt động cua gen.
II. Phương pháp và phương tiện dạy học:
1. Phương pháp dạy học:
- Phương pháp thuyết trình
- Phương pháp hỏi đáp
- Hoạt động nhóm
2. Phương tiện dạy học:
Nguyễn Kiến Huyên 5
Năm học 2008 – 2009 Giáo án sinh 12
Tranh SGK về điều hòa phiên mã ở sinh vật nhân sơ
III. Tiến trình bài giảng:
1. Kiểm tra bài củ:
Vẽ và giải thích sơ đồ mối liên hệ giữa ADN – mARN – Prôtêin ?
Trong tế bào lúc nào thì gen hoạt động tạo ra sản phẩm ?
2. Giảng bài mới:
Nội dung Hoạt động
I. Khái niệm
Điều hòa hoạt động của gen là điều khiển gen có
được phiên mã và dịch mã hay không, bảo đảm
cho các gen hoạt động đúng thời điểm cần thiết
trong quá trình phát triển cá thể.
II. Cơ chế điều hoà hoạt động của gen ở sinh
vật nhân sơ.
1. Khái niệm opêron.
Là cụm gen cấu trúc có liên quan về chức năng,
có chung một cơ chế điều hòa.
a. Cấu tạo của opêron Lac theo Jacôp và
Mônô.
- Nhóm gen cấu trúc liên quan nhau về chức
năng nằm kề nhau.
- Vùng vận hành (O) nằm trước gen cấu trúc là vị
trí tương tác với chất ức chế.
- Vùng khởi động (P) nằm trước vùng vận hành,
đó là vị trí tưong tác của ARN polimeraza để
khởi đầu phiên mã.
b. Cơ chế hoạt động của opêron Lac ở E.coli.
Sự hoạt động của opêron chịu sự điều khiển của
1 gen điều hoà nằm ở phía trước opêron.
Bình thường gen R tổng hợp ra prôtêin ức chế
gắn vào vùng vận hành, do đó gen cấu trúc bị ức
chế nên không hoạt động khi có chất cảm ứng thì
opêron chuyển sang trạng thái hoạt động.
* Khi môi trường không có lactozơ: Prôtêin ức
chế gắn với gen vận hành O làm ức chế phiên mã
của gen cấu trúc A, B, C (gen cấu trúc không
hoạt động được).
* Khi môi trường có lactozơ:
Prôtêin ức chế bị lactozơ cảm ứng, nên prôtêin
ức chế bị bất hoạt không gắn với gen vận hành O
nên gen vận hành hoạt động bình thường và gen
cấu trúc bắt đầu dịch mã.
Ví dụ: về điều hòa hoạt động của gen.
- Ở động vật có vú các gen tổng hợp prôtêin sữa chỉ
hoạt động ở cá thể cái, vào giai đoạn sắp sinh và cho
con bú.
- Ở VK E.coli các gen tổng hợp những enzim chuyển
hóa đường lactozơ chỉ hoạt động khi môi trường có
lactozơ.
- Vậy khi nào thì điều hòa hoạt động gen ?
- Trong tế bào có những loại gen nào ? Vai trò của
gen cấu trúc, gen điều hòa ? (gen cấu trúc mang
thông tin mã hóa cho các sản phẩm tạo nên thành
phần cấu trúc hay chức năng của tế bào. Gen điều
hòa tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động cảu các
gen khác).
- Quan sát hình ảnh trả lời: Opêron là gì ?
- Điều hòa hoạt động của gen ở SV nhân sơ chủ yếu
ở giai đoạn phiên mã. Ở SV nhân thực điều hòa hoạt
động gen diễn ra như thế nào ? (NST ở TB nhân sơ
chính là ADN trần dạng vòng, nằm ở TBC, không có
màng nhân cách biệt, gen không có cấu trúc phân
mảnh.
- Khi môi trường không có chất cảm ứng lactôzơ thì
gen điều hoà (R) tác động như thế nào để ức chế các
gen cấu trúc không phiên mã.
Nguyễn Kiến Huyên 6