Bài giảng môn Sinh học lớp 9 năm học 2021-2022 - Chủ đề 3: ADN và gen (Trường THCS Thành phố Bến Tre) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp học sinh hiểu được cấu tạo hóa học của ADN, ARN, Protein; cấu trúc không gian của ADN, ARN và Protein; chức năng ADN, ARN, Protein; bản chất của gen; mối quan hệ giữa gen và tính trạng;... Mời quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Trang 1CH Đ : “ADN VÀ GEN” Ủ Ề
Trang 2CH Đ : “ADN VÀ GEN” Ủ Ề
N i dung ộ : I/ C u t o hóa h c c a ADN, ấ ạ ọ ủ ARN, Protein.
II/ C u trúc không gian c a ấ ủ ADN, ARN và Protein
III/ Ch c năng ADN, ARN, ứ Pr.
Trang 3I. C u t o hoá h c c a phân t ADN, ARN VÀ Protein ấ ạ ọ ủ ử
ADN (mục I-bài 15) ARN (mục I-bài 17) PROTEIN (mục I-bài 18)
O
N
HH
axit amin 1
axit amin 2
PROTEI N
Trang 4Nuclêôtit Bazơ nitric
1 mạch của phân tử ADN
I. C u t o hoá h c c a phân t ADN, ARN VÀ ấ ạ ọ ủ ử
Phân tử ADN (ARN hay Pr) cấu tạo theo nguyên tắc nào?
Các loại đơn phân của chúng?
Tính đa dạng và đặc thù của ADN (ARN; Protein) thể hiện như thế nào?
Trang 5Phân t ADN ử ( acide désoxyribonucléique ADN hay deoxyribonucleic acid
- Nguyên tắc cấu tạo: đa phân
- Có 4 loại đơn phân: A, T, G, X
Đo n ạ
m ch ạ
ban đ u ầ
Tính đa dạng và đặc thù của ADN có ý nghĩa gì với sinh vật?
Trang 6I. C u t o hoá h c c a phân t ADN, ARN VÀ Protein ấ ạ ọ ủ ử
ADN ARN (I, bài 17) PROTEIN (I, bài 18)
C
HC OH
R2
O
N
HH
axit amin 1
axit amin 2
PROTEI N
-ADN (axit đêôxiribônuclêic)
được cấu tạo từ các nguyên tố:
C, H, O, N và P.
-ADN thuộc loại đại phân tử có
kích thước và khối lượng lớn.
- ADN được cấu tạo theo nguyên
tắc đa phân, gồm nhiều đơn
phân là các nuclêôtit
- Có 4 loại nuclêôtit: A ( A đênin), T
( T imin), G ( G uanin), X ( X itôzin).
•* ADN có tính đa dạng và đặc
thù do số lượng, thành phần và
trình tự sắp xếp các loại nu.
•* Cách sắp xếp khác nhau của 4
loại nuclêôtit, tạo nên tính đa
dạng của ADN, là cơ sở phân tử
cho tính đa dạng và đặc thù của
- Có 4 loại nuclêôtit: A (Ađênin), U
(Uraxin), G (Guanin), X (Xitôzin)
- Có 3 loại ARN: ARN thông tin, ARN ribôxôm, ARN vận chuyển
+ Prôtêin được cấu tạo bởi các nguyên tố chính: C, H,
O, N.
+ Prôtêin là đại phân tử có kích thước và khối lượng lớn.
+ Prôtêin được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm hàng trăm đơn phân là các axit amin (aa)
+ Có hơn 20 loại aa
Trang 7II. C u trúc không gian c a phân t ADN, ARN và Protein ấ ủ ử
O
N
HH
axit amin 1
axit amin 2
PROTEI N
Trang 8II.C u trúc không gian c a phân t ADN ấ ủ ử
James Whatson (United States) và Francis Crick (United Kingdom), công bố năm 1953, cùng Maurice Wilkins (New Zealand) đạt giải
Trang 9- Phân tử ADN là một chuỗi xoắn kép gồm
hai mạch song song xoắn.
- Mỗi vòng xoắn có đường kính 20Å, dài
34Å, gồm 10 cặp nuclêôtit (1nu =3,4Å và m=
300đvC).
- Các nu giữa 2 mạch đơn liên kết nhau theo
nguyên tắc bổ sung (NTBS): A – T bởi 2 lk
hidro; G – X bằng 3 lkH và ngược lại.
- Khi biết trình tự đơn phân của 1 mạch
biết trình tự đơn phân của mạch còn lại.
Trang 10II. 2. C u trúc không gian c a phân t ấ ủ ử ARN (I, bài 17, 51/SGK)
* Phân tử ARN chỉ gồm 1 chuỗi xoắn đơn (1 mạch đơn)
* Bài tập: Tìm điểm giống nhau và khác nhau cơ bản giữa hai phân tử ADN và ARN
(ARN m
Acide ribonucléique ARN (RNA ribonucleic acid)
ARN de transfert (transfer RNA)
ARN ribosomiques
(ribosomal RNA)
ARN messagers (messenger RNA)
Trang 11? Tìm điểm giống nhau và khác nhau cơ bản giữa hai phân tử ARN và ADN
Giống nhau: cấu tạo từ C, H, O, N, P Đại phân tử
Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân là các nucleotide, có 4 loại nu Mỗi nu có 3 thành phần.
Có 1 mạch đơn Có 2 mạch đơn
4 loại nu: A, U, G, X 4 loại nu: A, T, G, X
Kích thước, khối lượng nhỏ hơn ADN Kích thước, khối lượng nhỏ hơn ARN
Mỗi nu có đường ribose
C5H10O5
Mỗi nu có đường deoxyribose
C5H10O4
Trang 12- Mỗi axit amin ( aa ) có khối lượng trung bình là 110 đvC , kích thước trung bình là 3Å và có 3 thành phần:
O
N
H H
axit amin (aa)
II. C u trúc không gian c a phân t ấ ủ ử Protein:
Trang 13Liên k t peptit ế
S hình thành liên k t peptit gi a 2 axit amin ự ế ữ
II. C u trúc không gian c a phân t ấ ủ ử
Protein:
* Các axit amin liên kết với nhau
bằng liên kết peptit là liên kết giữa
nhóm amin của axit amin này với
nhóm cacbôxil của axit amin kế
- Mỗi phân tử prôtêin không chỉ đặc
trưng bởi thành phần, số lượng và
trình tự sắp xếp của các axit amin
mà còn đặc trưng bởi cấu trúc
không gian, số chuỗi axit amin
Trang 14II. C u trúc không gian c a phân t ADN, ARN và Protein ấ ủ ử
Phân tử ARN chỉ gồm 1 chuỗi xoắn đơn (1 mạch đơn)
* Cấu trúc không gian của prôtêin: bậc
1, bậc 2, bậc 3 và bậc 4 (SGK, 55)
* Trình tự sắp xếp khác nhau của hơn
20 loại aa tạo nên tính đa dạng của Pr
* Mỗi phân tử prôtêin không chỉ đặc trưng bởi thành phần, số lượng và trình
tự sắp xếp của các axit amin mà còn
đặc trưng bởi cấu trúc không gian, số chuỗi axit amin
Phân tử ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch song song xoắn.
Mỗi vòng xoắn có đường kính 20Å, dài 34Å, gồm 10 cặp nuclêôtit.
Các nu giữa 2 mạch đơn liên kết nhau theo nguyên tắc bổ sung
(NTBS): A – T; G – X và ngược lại.
Khi biết trình tự đơn phân của 1 mạch biết trình tự đơn phân của mạch còn lại.
* Theo NTBS thì: A = T và G = X;
A + G = T + X Tổng số nu: N = A +T +G + X Chiều dài: L = N/2 3,4Å;
Vòng xoắn: C = N/20
* Tỉ số (A + T)/(G + X) đặc trưng cho loài
Trang 15III. Ch c năng c a ADN, ARN và Protein ứ ủ : ( HS t h c, SGK ự ọ )
ADN (III, bài 16, 49) ARN (I, bài 17, 51/SGK) PROTEIN (II, bài 18, 55/SGK)
Lưu giữ và truyền đạt
thông tin di truyền.
+ ARN thông tin (mARN): truyền đạt thông tin di truyền về cấu trúc của phân tử Prôtêin cần tổng hợp.
+ ARN vận chuyển (tARN): vận chuyển axit amin đến ribôxôm để tổng hợp prôtêin
+ ARN ribôxôm (rARN): thành phần cấu tạo của ribôxôm, nơi
tổng hợp prôtêin
- Thành phần cấu trúc của tế bào.
- Xúc tác, điều hoà các quá trình trao đổi chất (enzim và hoocmôn).
- Bảo vệ cơ thể (kháng thể).
- Vận chuyển và chuyển động.
- Cung cấp năng lượng.
Prôtêin có nhiều chức năng quan trọng, liên quan đến hoạt động sống của tế bào, biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể
O
N
HH
axit amin 1
axit amin 2
PROTEI N
Trang 16+ ARN thông tin (mARN):
c u t o ấ ạ m t ộ m ch th ng, có kho ng 600 – 1500 đ n phân, ạ ẳ ả ơ có ch c năng ứ
truy n đ t thông tin di truy n v c u trúc c a phân t Prôtêin c n t ng h p ề ạ ề ề ấ ủ ử ầ ổ ợ
+ ARN v n chuy n (tARN): ậ ể
có ch c năng ứ v n chuy n axit amin ậ ể
Trang 17- Cung cấp năng lượng.
Prôtêin có nhiều chức năng
quan trọng, liên quan đến hoạt
động sống của tế bào, biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể
III/ Chức năng của prôtêin
( HS tự học đoạn 2, ghi nhớ SGK, trang 56 )
Trang 18IV/ Nguyên t c t ng h p ADN, ARN, Protein: ắ ổ ợ
Quá trình tự nhân đôi ADN diễn ra ở đâu?
Hoạt động đầu tiên của ADN khi bắt đầu tự nhân đôi?
Quá trình tự nhân đôi diễn
ra trên mấy mạch của ADN?
Các loại nu nào liên kết với nhau thành từng cặp và sự hình thành mạch mới ở ADN con diễn ra theo nguyên tắc nào?
Nhận xét về cấu trúc của ADN mẹ và ADN con? Giải thích vì sao?
Trang 19b/- Nguyên tắc nhân đôi ADN:
+ Nguyên tắc bổ sung: Mạch mới của ADN được tổng hợp
dựa trên mạch khuôn của ADN mẹ
Các nuclêôtit ở mạch khuôn liên kết với các nuclêôtit tự do
trong môi trường theo nguyên tắc: A - T bằng 2 liên kết
hiđrô, G - X bằng 3 liên kết hiđrô và ngược lại.
+ Nguyên tắc giữ lại một nửa (bán bảo toàn): trong mỗi
ADN con có một mạch là của ADN mẹ, mạch còn lại
được tổng hợp mới.
a) Sự tự nhân đôi (tự sao) ADN:
+ Phân tử ADN tháo xoắn, 2 mạch đơn tách ra dần dần.
+ Các nuclêôtit của mỗi mạch đơn lần lượt liên kết với các
nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào để dần hình thành mạch
mới.
+ Khi quá trình tự nhân đôi kết thúc, 2 phân tử ADN con
được tạo thành rồi đóng xoắn (hình 16 SGK).
Trang 20III 2. Nguyên t c t ng h p (sao mã, phiên mã) phân t ARN ắ ổ ợ ử : ( mục II, SGK, trang 51 )
+ Gen (đo n ADN) đ ạ ượ c tháo xo n và tách d n 2 m ch đ n ắ ầ ạ ơ
+ Các nuclêôtit trên m ch khuôn ạ v a tách ra liên k t v i các nuclêôtit t do c a môi ừ ế ớ ự ủ
tr ườ ng n i bào thành t ng c p đ d n hình thành m ch ARN ộ ừ ặ ể ầ ạ
+ Khi k t thúc, ế 1 phân t ARN đ ử ượ c hình thành tách kh i gen, r i nhân ra ch t t ỏ ờ ấ ế bào.
Enzim
M ch ARN đang đ ạ ượ ổ c t ng h p ợ
M ch khuôn c a ADN ạ ủ
+ Khuôn m u ẫ là m t m ch c a gen (đo n ADN); ộ ạ ủ ạ
+ Nguyên t c b sung ắ ổ : A U , T A, G X, X G.
Trang 211 Nêu các thành phần tham gia tổng hợp chuỗi axit amin
mARN, tARN, axit amin, ribôxôm, …
III 3 Sự hình thành chuỗi axit amin (giải mã-dịch mã di truyền): I, bài 19,
A-U, G-X và ngược lại
Cứ 3 nuclêôtit (1 bộ ba) tương ứng với 1 axit amin
Trang 23mARN
Trang 28B ba ộ
k t thúc ế
Trang 29PRO CYS
Phân t protein ử
III.3 Sự hình thành chuỗi aa:
+ mARN rời khỏi nhân đến ribôxôm để tổng hợp chuỗi aa.
+ Các tARN một đầu gắn với 1 aa, đầu kia mang bộ 3 đối mã vào
ribôxôm khớp với mARN theo nguyên tắc bổ sung A – U; G – X.
+ Khi ribôxôm dịch 1 nấc trên mARN thì 1 aa được lắp ghép vào chuỗi aa.
+ Khi ribôxôm dịch chuyển hết chiều dài của mARN thì 1 chuỗi aa
được tổng hợp xong.
Chu i axit amin ỗ
- Khuôn mẫu: là mARN
- Nguyên tắc bổ sung: A-U, G -X và ngược lại
* Nguyên tắc hình thành chuỗi axit amim:
Trình tự các nuclêôtit trên mARN quy định trình tự các axit
amin trong prôtêin (cứ 3 nuclêôtit tương ứng với 1 axit amin).
Trang 30MET PRO
Chu i axit amin ỗ
Bi t t ng s Nu ế ổ ố s b ba ố ộ
+ S axit amin trong chu i axit amin = s b ba – 1 ố ỗ ố ộ
+ S axit amin trong phân t prôtêin = s b ba –2 ố ử ố ộ
Phân t prôtêin ử
Khi bi t s nu c a m ch ARN. Làm th nào đ tính đ ế ố ủ ạ ế ể ượ ố c s
b ba? S axit amin trong chu i aa? S aa trong phân t ộ ố ỗ ố ử
Trang 31IV. Nguyên t c t ng h p ADN, ARN Protein: ắ ổ ợ
ADN (I, bài 16, 49/SGK) ARN (II, bài 17, 52,SGK) PROTEIN (I, bài 19, 58/SGK)
+ Nguyên tắc bổ sung: Mạch mới của ADN
được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của
ADN mẹ
Các nuclêôtit ở mạch khuôn liên kết với
các nuclêôtit tự do trong môi trường theo
nguyên tắc: A - T bằng 2 liên kết hiđrô, G -
X bằng 3 liên kết hiđrô và ngược lại.
toàn): trong mỗi ADN con có một mạch là
của ADN mẹ, mạch còn lại được tổng hợp
mới.
+ Khuôn mẫu là một mạch của gen (đoạn ADN);
+ Nguyên tắc bổ sung :
Ak - Umt , Tk - Amt, Gk - Xmt, Xk - Gmt.
- Khuôn mẫu: là mARN
- Nguyên tắc bổ sung: A-U, G -X và ngược lại
(AmARN – UtARN , GmARN – XtARN)
* Kết quả:
ADN con giống hệt nhau và giống ADN
* Kết quả:
- Ribôxôm 1 lần di chuyển (trượt) qua 1 mARN ( giải mã-
Trang 32AD N
TÍNH TRẠNG CỦA CƠ THỂ
?
Biểu hiện
PRÔTÊI N
Trang 33- Mối quan hệ giữa gen và tính trạng được thể hiện qua sơ đồ: ( ghi nhớ SGK, 59 )
Gen (1 đoạn ADN) mARN Protein Tính trạng
- Trong đó, trình tự các nucleôtit trên ADN quy định trình tự các nucleôtit trong ARN , thông qua đó ADN quy định trình tự các axit amin tạo thành
protein và biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể.
V Mối quan hệ giữa gen và tính trạng: (II, bài 19, 58/SGK)
Gen 1 mARN Prôtêin Tính tr ng ạ
Trang 34BT1: Giả sử trình tự đơn phân trên một đoạn mạch ADN như sau:
Phân tử ARN được tạo thành có số nuclêôtit là bao nhiêu?
Trang 35Bà i t p ậ :
3) Một gen có 3000 nuclêôtit và có A/G = 2/3 Hỏi:
c Số nuclêôtit mỗi loại môi trường cung cấp khi gen
e Số lượng từng loại nuclêôtit cả đoạn ADN?
f Chiều dài của ADN?
Trang 36A + G = T + X = A + X = T + G.
Trang 37Bài tập 5: một đoạn mạch ADN có cấu trúc như sau
-A – U – G – X – U – U – G – A – X-
Xác định trình tự các nu trong đoạn gen đã tổng hợp đoạn ARN trên?
Mạch khuôn : -T – A – X – G – A – A – X – T – G-
Mạch bổ sung: -A – T – G – X – T – T – G – A – X-
Trang 39BÀI T P 8 Ậ
S hình thành chu i (1) ………đ ự ỗ ượ c th c hi n ự ệ
d a trên (2) ……… c a mARN. M i quan h ự ủ ố ệ
gi a (3) ……… và tính tr ng đ ữ ạ ượ c th hi n ể ệ
trong (4) ……… gen (m t đo n ADN) mARN ộ ạ
prôtêin tính tr ng ạ
Trong đó, trình t (5) ……… trên ADN quy ự
đ nh quy đ nh trình t các nuclêôtit trong mARN, thông qua ị ị ự
đó ADN (6) ……… trình t các axitamin trong ự chu i axitamin c u thành prôtêin và bi u hi n thành tính ỗ ấ ể ệ
* Đi n c m t thích h p cho s n ( ề ụ ừ ợ ẵ Axitamin, khuôn
m u, gen, s đ , các nuclêôtit, quy đ nh ẫ ơ ồ ị ) đi n vào ch ề ỗ
tr ng đ hoàn ch nh các câu sau: ố ể ỉ
Trang 40BÀI T P 9 Ậ
Câu 1: Đo n mARN có 120 nucleotit quy đ nh s axit ạ ị ố amin t ươ ng ng là ứ
A. 38 B. 39 C. 40 D.41
Câu 2: Phân t mARN có 330 nuclêôtit tham gia t ng ử ổ
h p prôtêin. Chu i axit amin v a đ ợ ỗ ừ ượ ạ c t o thành có
Trang 41BÀI T P TR C NGHI M Ậ Ắ Ệ
Câu 1: Tên g i c a phân t ADN là:ọ ủ ử
A. Axit đêôxiribônuclêic B. Axit nuclêic C. Axit ribônuclêic D. Nuclêôtit
Câu 2: Các nguyên t hoá h c tham gia trong thành ph n c a phân t ADN là:ố ọ ầ ủ ử
A. C, H, O, Na, S B. C, H, O, N, P C. C, H, O, P D. C, H, N, P, Mg
Câu 3: Đi u đúng khi nói v đ c đi m c u t o c a ADN là:ề ề ặ ể ấ ạ ủ
A. Là m t bào quan trong t bàoộ ế B. Ch có đ ng v t, không có th c v tỉ ở ộ ậ ở ự ậ
C. Đ i phân t , có kích thạ ử ước và kh i lố ượng l nớ D. Ch g m 1 m ch đ n.ỉ ồ ạ ơ
Câu 4: Đ n v c u t o nên ADN là:ơ ị ấ ạ
A. Axit ribônuclêic B. Axit đêôxiribônuclêic C. Axit amin D. Nuclêôtit
Câu 5: B n lo i đ n phân c u t o ADN có kí hi u là:ố ạ ơ ấ ạ ệ
A. A, U, G, X B. A, T, G, X C. A, D, R, T D. U, R, D, X
Câu 6: C ch nhân đôi c a ADN trong nhân là c sơ ế ủ ơ ở
A. đ a đ n s nhân đôi c a NST. ư ế ự ủ B. đ a đ n s nhân đôi c a ti th ư ế ự ủ ể
C. đ a đ n s nhân đôi c a trung t ư ế ự ủ ử D. đ a đ n s nhân đôi c a l p th ư ế ự ủ ạ ể
Câu 7: Ng i có công mô t chính xác mô hình c u trúc không gian c a phân t ADN l n đ u tiên là:ườ ả ấ ủ ử ầ ầ
A. Mendel B. Whatson, Crick C. Morgan D. Mendel và Morgan
Câu 8: Chi u xo n c a phân t ADN là:ề ắ ủ ử
A. Chi u t trái sang ph i ề ừ ả B. Chi u t ph i qua tráiề ừ ả
C. Cùng v i chi u di chuy n c a kim đ ng hớ ề ể ủ ồ ồ D. Xo n theo m i chi u khác nhauắ ọ ề
Câu 9: Đ ng kính ADN và chi u dài c a m i vòng xo n c a ADN l n l t b ng:ườ ề ủ ỗ ắ ủ ầ ượ ằ
A. 20 Å và 34 Å B. 34 Å và 10 Å C. 3,4 Å và 34 Å D. 3,4 Å và 20 Å
Câu 10: M i vòng xo n c a phân t ADN có ch a :ỗ ắ ủ ử ứ
A. 20 c p nuclêôtitặ B. 20 nuclêôtit C. 10 nuclêôtit D. 30 nuclêôtit
Trang 42Câu 11: Quá trình t nhân đôi x y ra :ự ả ở
A. bên ngoài t bào. ế B. bên ngoài nhân C. trong nhân t bào.ế D. trên màng t bào.ế
Câu 12: S nhân đôi c a ADN x y ra vào kì nào trong nguyên phân?ự ủ ả
A. Kì trung gian B. Kì đ uầ C. Kì gi aữ D. Kì sau và kì cu iố
Câu 13: T nào sau đây còn đ c dùng đ ch s t nhân đôi c a ADN?ừ ượ ể ỉ ự ự ủ
A. T sao ADNự B. Sao mã ADN C. Gi i mã ADNả D. Mã hóa ADN
Câu 14: Y u t giúp cho phân t ADN t nhân đôi đúng m u làế ố ử ự ẫ
A. S tham gia c a các nuclêôtit t do trong môi trự ủ ự ường n i bàoộ B. Nguyên t c b sungắ ổ
C. S tham gia xúc tác c a các enzimự ủ D. C 2 m ch c a ADN đ u làm m ch khuônả ạ ủ ề ạ
Câu 15: Có 1 phân t ADN t nhân đôi 3 l n thì s phân t ADN đ c t o ra sau quá trình nhân đôi b ng:ử ự ầ ố ử ượ ạ ằ
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
Câu 16: K t qu c a quá trình nhân đôi ADN là:ế ả ủ
A. 1 phân t ADN con đử ược đ i m i so v i ADN mổ ớ ớ ẹ B. 2 phân t ADN con gi ng h t ADN mử ố ệ ẹ
C. 1 phân t ADN con dài h n ADN mử ơ ẹ D. 2 phân t ADN con ng n h n ADN mử ắ ơ ẹ
Câu 17: Trong m i phân t ADN con đ c t o ra t s nhân đôi thì:ỗ ử ượ ạ ừ ự
A. C 2 m ch đ u nh n t ADN mả ạ ề ậ ừ ẹ B. C 2 m ch đ u đả ạ ề ượ ổc t ng h p t nuclêôtit môi trợ ừ ường
C. Có 1 m ch nh n t ADN mạ ậ ừ ẹ D. Có n a m ch đử ạ ượ ổc t ng h p t nuclêôtit môi trợ ừ ường
Câu 18: Trong nhân đôi ADN thì nuclêôtitt do lo i T c a môi tr ng đ n liên k t v i:ự ạ ủ ườ ế ế ớ
A. T m ch khuônạ B. G m ch khuôn ạ C. A m ch khuônạ D. X m ch khuônạ
Câu 19: Trong nhân đôi c a gen thì nuclêôtit t do lo i G trên mach khuôn s liên k t v i:ủ ự ạ ẽ ế ớ
A. T c a môi trủ ường B. A c a môi trủ ường C. G c a môi trủ ường D. X c a môi trủ ường
Câu 20: M t gen có chi u dài 3570 Å. Hãy tính s chu kì xo n c a gen.ộ ề ố ắ ủ
A. 210 B. 119 C. 105 D. 238