Hoạt động dạy - học

Nội dung

- Em hiểu thế nào là gen ?

+ Đưa k/n 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 ?

- Trả lời câu hỏi

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.

+ HS tìm hiểu sự giống và khác nhau về gen của SV nhân sơ và nhân chuẩn ?

HS trả lời :

- GV đưa thêm thông tin về exon và intron

- Có những loại gen nào ?

- Vai trò của từng loại ?

-VD?

+HS : trả lời

- Y/c h/s tìm hiểu tại sao mã di truyền lại có 3 nucleotit mã hoá 1 aa?(cho h/s xây dựng về mã di truyền )

+ 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 ecoli

hoặc máy tính đưa quá trình nhân đôi ADN chiếu cho h/s quan sát

- Đưa ra nguyên tắc nhân đôi ADN

- Chia nhóm học tập y/c h/s tìm hiểu thảo luận và lên trình bày qt nhân đôi ADN ở SV nhân sơ

- 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

- 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 ...

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 43 = 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.

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 ?

- 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:

+ 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.

Tuần: 01      

Ngày soạn: 20/8/2008

Tiết: 02

Ngày dạy: 25…/8/2008

Hoạt động dạy - học

Nội dung

- 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 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 ?

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.

- 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.

- 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.

Qua cơ chế phiên mã và dịch mã em hãy cho biết mối quan hệ giữa ADN – mARN – tính trạng.

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 tARN  tạo nên phức hợp aa - tARN.

b. Dịch mã và hình thành chuỗi  polipeptit:

Giai đoạn mở đầu

- tARN mang aa mở đầu tiến vào vị trí codon mở đầu sao cho anticodon  trên tARN của nó khớp bổ sung với codon mở đầu  trên mARN.

Giai đoạn kéo dài chuỗi pôlipeptit

- tARN 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 tARN mang aa mở đầu rời khỏi RBX.

- tARN 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 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.

Tuần: 02      

Ngày soạn: 29/8/2008

Tiết: 03

Ngày dạy: 01…/9/2008

Hoạt động dạy - học

Nội dung

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.

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 đ

- 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.

- Tại sao khi môi trường có chất cảm ứng lactôzơ thì các gen cấu trúc hoạt đông phiên mã.

- Điều hòa hoạt động ở sinh vật nhân thực diễn ra như thế nào ?

ược).

* 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.

III. Điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực (nhân chuẩn).

- Chỉ một phần nhỏ ADN mã hóa các thông tin di truyền, đại bộ phận đóng vai trò điều hòa hoặc không hoạt động.

- Điều hòa hòa động của gen ở SV nhân thực qua nhiều mức điều hòa, qua nhiều giai đoạn.

+ NST tháo xoắn.

+ Phiên mã.

+ Biến đổi sau phiên mã.

+ Dịch mã.

+ Biến đổi sau dịch mã.

- Có các gen gây tăng cường, gen gây bất hoạt tác động lên gen điều hòa gây tăng cường hoặc ngừng sự phiên mã.

Tuần: 02      

Ngày soạn: 01/9/2008

Tiết: 04

Ngày dạy: 05…/9/2008

Hoạt động dạy - học

Nội dung

- GV đặt vấn đề thế nào là đột biến gen ?

- Em hãy phân biệt đột biến gen và thể đột biến.

HS trả lời câu hỏi.

GV yêu cầu h/s q/s hình 4.1 sgk và cho biết sự thay đổi các nucleotit sau khi đột biến xảy ra.

- Vậy có những dạng đột biến nào ?

- Hậu quả của từng loại ?

HS trả lời có 3 loại.

- Đột biến thay thế làm thay đổi 1 bộ ba có thể thay đổi 1 aa.

- Đột biến thêm và mất 1 nuclêôtit gây dịch khung nên dẫn đến thay thế các aa từ vị trí đột biến.

- Đột biến do những nguyên nhân nào ?

GV yêu cầu h/s q/s hình 4.2 SGK

HS trình bày cơ chế gây đột biến do chất 5-BU gây nên.

GV giảng cơ chế gây đột biến của acrdin.

I. khái niệm và các dạng đột biến gen.

1. Khái niệm.

Là những biến đổi nhỏ xảy ra trong cấu trúc của gen. Những biến đổi này liên quan đến một cặp nucleotit gọi là đột biến điểm hoặc một số cặp nucleotit.

- Tần số đột biến trong tự nhiên 10-6 - 10-4.

- Nhân tố gây đột biến gọi là tác nhân gây đột biến.

* Thể đột biến là những cá thể mang đột biến gen đã biểu hiện ra kiểu hình.

2. Các dạng đột biến gen.

a. Đột biến thay thế.

Một cặp nuclêôtit riêng lẻ trên ADN được thay thế bằng một cặp nuclêôtit khác

b. Đột biến thêm hay mất một họac một số cặp nuclêôtit.

II. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gen.

1. Nguyên nhân.

- Sai sót ngẫu nhiên trong phân tử ADN do đứt gãy các liên kết hoá học.

- Tác động của các tác nhân vật lí, hoá học sinh học làm biến đổi cấu trúc của gen dẫn đến đột biến.

2. Cơ chế phát sinh đột biến.

* Sự kết cặp không đúng trong tái bản ADN các bazơ nitơ tồn tại dạng thường và dạng hiếm, dang hiếm có vị trí liên kết hidrro thay đổi làm chúng kết cặp không đúng trong tái bản dẫn đến phát sinh đột biến gen.

- Đột biến gen phụ thuộc vào loại tác nhân liều lượng, cường độ và đặc điểm cấu trúc của gen.

- Tác nhân hóa học như 5- brôm uraxin gây thay thế A-T bằng G-X (5-BU).

- Chất acridin có thể làm mất hoặc xen thêm một cặp nuclêôtit trên ADN. Nếu acridin chèn vào mạch mới đang tổng hợp sẽ tạo nên đột biến mất một cặp nuclêôtit.

-GV đặt đột biến xảy ra sẽ làm a/h đến tính trạng như thế nào ?

HS thảo luận và trả lời

HS bổ xung

Đột biến có ý nghĩa gì ?

HS cho VD về thành tựu của gây đột biến

GV giảng về đột biến tự nhiên hay gây tạo và đưa ra VD cho h/s

GV chia nhóm cho h/s tự tìm hiểu thảo luận về sự biểu hiện của đột biến và hoàn thành phiếu học tập.

3. Hậu quả và vai trò của đột biến gen.

Hậu quả của đột biến gen là làm rối loạn quá trình sinh tổng hợp protein nên nhiều đột biến là có hại, làm giảm sức sống của cơ thể. Một số đột biến tạo ra cơ thể có sức sống tốt hơn và có khả năng chống chịu, một số là trung tính.

* Ý nghĩa của đột biến gen.

- Đối vơi tiến hoá: xuất hiện các alen mới cung cấp cho tiến hoá.

- Đối với chọn giống: cung cấp nguyên liệu cho quá trình tạo giống.

III. Sự biểu hiện của đột biến gen.

- Đột biến giao tử: phát sinh trong quá trình giảm phân hình thành giao tử qua thụ tinh sẽ đi vào hợp tử.

đột biến gen trội sẽ biểu hiện ngay, đột biến gen lặn sẽ phát tán trong quần thể giao phối và thể hiện khi có tổ hợp đồng hợp tử lặn.

- Đột biến tiền phôi: xảy ra ở lần nguyên phân đầu tiên của  hợp tử trong giai đoạn 2-8 phôi bào sẽ truyền lại cho thế hệ sau qua sinh sản hữu tính.

- Đột biến xôma: xảy ra trong nguyên phân ở một TB sinh dưỡng sẽ được nhân lên ở một mô, được nhân  lên qua sinh sản sinh dưỡng.