Giáo án Tiết 1, Sinh học 12 hệ GDTX (Bám sát chuẩn kiến thức kĩ năng và chương trình giảm tải theo công văn số 5842 của Bộ Giáo dục và Đào tạo). Soạn chi tiết, đầy đủ.Tại sao con người sinh ra lạ đi bằng 2 chân mà không đi bằng 4 chân; con gà sinh ra có cánh mà không chịu bay, tại sao con kiến lại sinh ra con kiến mà không phải là con voi,...?Tại sao con cái sinh ra lại giống bố mẹ hoặc anh em trong gia đình nhiều hơn giống người ngoài?Tất cả đều là do di truyền, do gen quy định. Vậy tại sao có người lại có đuôi, có nhiều đôi vú hoặc có đầy lông trên cơ thể,...? => Do đột biến gen. Tại sao thiên tài Einstain lại là cha ruột của 2 người con bình thường?Vậy mục đích học chương cơ chế di truyền và biến dị là gì?
Trang 1Tiết Lớp Ngày dạy
1
12A 12B 12C
PHẦN V: DI TRUYỀN HỌC CHƯƠNG I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Bài 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN
I Mục tiêu:
1 Kiến thức: Sau khi học xong bài này HS phải:
- Nêu được định nghĩa gen và kể tên được một vài loại gen (gen điều hòa và gen cấu trúc)
- Nêu được định nghĩa mã di truyền và một số đặc điểm của mã di truyền
- Trình bày được những diễn biến chính của cơ chế sao chép ADN ở tế bào nhân sơ
2 Kĩ năng:
- Xử lý tài liệu theo sự định hướng của giáo viên
- Năng lực làm việc theo nhóm Rèn luyện và phát triển kỹ năng quan sát, mô tả
- Khái quát được nội dung cơ bản của bài Xây dựng được mối liên hệ giữa các khái niệm cũ
và mới
- Kĩ năng sống: Kĩ năng tìm kiếm và xử lí thông tin về khái niệm gen; mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN Kĩ năng thể hiện sự tự tin khi trình bày ý kiến trước lớp
3 Thái độ:
- Hứng thú với những nội dung kiến thức mới và một số vận dụng của nội dung đó trong cuộc sống
- Áp dụng những điều được học và trong cuộc sống Đặc biệt HS có ý thức bảo vệ môi trường, bảo vệ động thực vật quý (bảo vệ nguồn gen quý)
II Chuẩn bị của GV và HS:
1 Chuẩn bị của GV:
- Hình 1.1, 1.2 - SGK và bảng 1 - bảng mã di truyền SGK
- Sơ đồ động cơ chế tự nhân đôi của ADN Máy chiếu (Nếu có)
- Mô hình cấu trúc không gian của ADN Sơ đồ liên kết các nucleotit trong chuỗi pôlinuclêôtit (Trong PTN)
2 Chuẩn bị của HS: SGK, đồ dùng học tập.
III Bài mới:
1 Ổn định tổ chức lớp: Kiểm tra sĩ số - Sự chuẩn bị đồ dùng phục vụ học tập của HS.
2 Kiểm tra bài cũ: Không kiểm tra.
3 Giảng bài mới:
ĐVĐ: Tại sao con người sinh ra lạ đi bằng 2 chân mà không đi bằng 4 chân; con gà sinh ra có
cánh mà không chịu bay, tại sao con kiến lại sinh ra con kiến mà không phải là con voi, ?
Tại sao con cái sinh ra lại giống bố mẹ hoặc anh em trong gia đình nhiều hơn giống người ngoài?
Tất cả đều là do di truyền, do gen quy định Vậy tại sao có người lại có đuôi, có nhiều đôi
vú hoặc có đầy lông trên cơ thể, ? => Do đột biến gen
Tại sao thiên tài Einstain lại là cha ruột của 2 người con bình thường?
Trang 2Tiết 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN
Hoạt động I: Tìm hiểu về gen:
GV: Cho VD về một số gen mà em biết ? Từ đó cho
biết vai trò của gen là gì?
GV: Vậy gene là gì ? Gen khác gì so với ADN?
HS: Trả lời
GV: N.xét, bổ sung: 1 ADN = n gen
HS: Trả lời.
GV: Cung cấp: Đặc điểm cấu trúc của gen.
* GV Cung cấp cho HS biết sự khác nhau giữa gen
của SVNS và gen của SVNT
Hoạt động 2 : Tìm hiểu về mã di truyền:
GV: yêu cầu HS nghiên cứu SGK, thảo luận và cho biết:
+ Mã di truyền là gì?
HS: Trả lời.
GV khẳng định: MDT là mã bộ ba: Tức là cứ 3 Nu
kế tiếp nhau trên mạch mã gốc của gen mã hoá
cho 1 aa hoặc làm nhiệm vụ kết thúc sự tổng
chuỗi Polipeptit
GV: Yêu cầu HS nghiên cứu thông tin SGK và cho
biết: (Vẽ mô hình phân tử ADN đơn giản): Mã
bộ ba được xác định trên ADN theo nguyên tắc
I Gen:
1 Khái niệm:
a) Ví dụ:
+ Gen Hbα mang thông tin mã hoá cho Hbα, + Gen tARN mang thông tin mã hoá cho tARN
b) Định nghĩa:
- Gen là 1 đoạn của phân tử ADN (hoặc ARN) mang thông tin mã hoá cho 1 sản
phẩm xác định (chuỗi polipeptit hay 1 phân
tử ARN)
c) Cấu trúc:
- Mạch có chiều 3’– 5’/gen → Mạch mã gốc.
- Mạch có chiều 5’–3’/gen → Mạch bổ sung
d) Phân loại:
- Trên cơ sở chức năng của gen: gen điều
hòa và gen cấu trúc
- Trên cơ sở cấu trúc của gen:
+ Gen phân mảnh: Được cấu tạo bởi các
đoạn Exon (đoạn mã hóa acid amine) và Intron (đoạn không mã hóa acid amine) xen
kẽ nhau, có ở TB nhân thực
+ Gen không phân mảnh: Được cấu tạo bởi
1 loại đoạn Exon, có ở TB nhân sơ
II Mã di truyền (MDT):
1 Định nghĩa:
- Mã di truyền là trình tự sắp xếp của các Nu
trong gen quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin
- Mã di truyền là mã bộ 3: cứ 3 Nu đứng kế tiếp nhau mã hoá cho 1 a.a hoặc làm nhiệm
vụ kết thúc chuỗi pôlipeptit
2 Đặc điểm của MDT:
Trang 3Hoạt động của thầy và trò Nội dung
ntn ?
+ Cách đọc mã di truyền trên 1 gen?
+ Mã di truyền có đặc trưng riêng cho loài nào
không? -> Không
+ Nghiên cứu bảng 1 (T8): Mỗi bộ ba mã hoá được
bao nhiêu axit amin? Có trường hợp ngược lại
không?
+ Có bộ ba nào không mã hoá axit amin?
HS: Trả lời
GV: Cung cấp: Các bộ ba cùng quy định 1 axit
amin thường có 2 Nu đầu giống nhau
VD: XGU, XGX, XGA, XĐ, AGA, AGG đều mã
hóa cho axit amin Arginin
GV: Lưu ý:
Bộ ba trên ADN: Bộ ba mã hóa
Bộ ba trên mARN: Bộ ba mã sao
Bộ ba trên tARN: Bộ ba đối mã
GV: Vẽ một đoạn gen và cách sắp xếp của các Nu
trên gen:
VD: AUG AXG AGX AUX UXG
giải thích cho HS các đặc điểm của MDT.
GV: (Đặt vấn đề sang mục III): Vậy thông tin di
truyền được mã hóa trong các mã bộ ba được
truyền đạt qua các thế hệ như thế nào?
Hoạt động 3 : Tìm hiểu về quá trình nhân đôi của
ADN ở sinh vật nhân sơ:
GV: Yêu cầu HS quan sát H 1.2 - Sơ đồ minh họa
quá trình nhân đôi ADN:
- Tính có hướng và liên tục: MDT được
đọc từ 1 điểm xác định theo từng bộ ba Nuclêôtit, không gối lên nhau
- Tính phổ biến: Các loài đều có chung 64
bộ mã di truyền (trừ một vài ngoại lệ)
- Tính đặc hiệu: Mỗi một bộ ba chỉ mã hoá
cho 1 loại axit amin
- Tính thoái hoá: Hai hay nhiều bộ ba khác
nhau có thể cùng mã hoá cho 1 loại axit amin (trừ AUG và UGG chỉ mã hoá 1 axit amin và
3 bộ ba kết thúc không mã hoá axit amin nào)
VD: Leu có 6 bộ ba cùng mã hoá.
3 Phân loại:
- Mã không mã hóa axit amin mà có vai trò
kết thúc dịch mã: UAA, UAG, UGA
- Mã mã hóa axit amin: Các bộ ba còn lại Trong đó:
+ AUG là bộ ba mở đầu (trên ADN là TAX) quy định axit amin mở đầu (điểm khởi đầu dịch mã):
+ + Ở SVNS: formyl methionine + + Ở SVNT: Metionin
III Qúa trình nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ:
Trang 4 Thảo luận và trả lời câu hỏi:
+ Sự nhân đôi ADN xảy ra ở đâu trong TB và vào
thời điểm nào của chu kì tế bào?
+ Kể tên những thành phần tham gia quá trình
nhân đôi ADN.
+ Quá trình nhân đôi ADN diễn ra qua mấy giai
đoạn?
GV: + Tóm tắt diễn biến cơ bản của quá trình tự sao?
+ Enzim nào tham gia vào quá trình tự sao?
+ Mạch nào trên ADN được dùng làm khuôn để
tổng hợp mạch mới?
+ Quá trình tổng hợp mạch ADN mới có đặc điểm là gì?
HS: Trả lời.
1 Vị trí:
- Sinh vật nhân sơ: Xảy ra trong tế bào chất
- Sinh vật nhân thực: Xảy ra trong nhân, trong các bào quan (ty thể, lục lạp)
2 Thời điểm: Xảy ra ở pha S thuộc kì trung
gian của chu kì tế bào
3 Diễn biến: Gồm 3 bước:
*Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN.
Dưới tác dụng của enzim tháo xoắn
(helicase), 2 mạch đơn của ADN tách nhau dần tạo nên chạc sao chép (hình chữ Y) và
để lộ ra 2 mạch khuôn
* Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới:
- Enzim primase tổng hợp các đoạn ARN mồi ở đầu 5' của mỗi đoạn ADN mới được
tổng hợp cũng như đầu 5’ ở mỗi doạn Okazaki (là cơ sở để ADN-Polimeraza tổng hợp mạch mới trên 2 mạch khuôn
- Enzim ADN-Polimeraza sử dụng 2 mạch của ADN làm khuôn để tổng hợp 2 mạch ADN mới bằng cách lắp ráp các nuclêôtit tự
do trong môi trường nội bào với nuclêôtit
trên mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung
(A-T; G-X)
Trang 5Hoạt động của thầy và trò Nội dung
GV: Bổ sung thông tin: Các đoạn mồi được tổng
hợp và mạch mới được kéo dài theo chiều 5' -> 3',
ngược chiều tháo xoắn hình thành nên các đoạn
mạch ngắn từ 1000 - 2000 nu (đoạn Okazaki) Khi
tích luỹ được nhiều đoạn Okazaki (có ít nhất 2 đoạn
Okazaki) E ADN pol I hoạt động: loại bỏ ARN mồi
và bổ sung Nu vào đầu 3’ của mỗi đoạn Okazaki
sau đó các đoạn này được nối lại nhờ enzim nối
(ligaza)
GV: Nguyên tắc nào đảm bảo cho thông tin di
truyền được sao chép chính xác ?
HS: Trả lời.
GV: Vẽ lại hình quá trình tự sao ADN và giảng giải
về các nguyên tắc
GV: Kết quả thu được 2 phân tử ADN con có đặc điểm
gì? Điều đó có ý nghĩa như thế nào đối với SV?
HS: Trả lời
Vì ADN-Polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’ – 3’ nên theo chiều 2 mạch khuôn tách nhau ra:
+ Trên mạch khuôn 3' – 5': Chiều mạch mới
được tổng hợp (5' – 3') thuận chiều với chiều 2 mạch tách nhau ra nên chỉ cần 1 đoạn ARN mồi duy nhất ADN pol III sẽ
gắn vào vị trí đoạn mồi này và xúc tác phản ứng kéo dài chuỗi (bằng việc lắp ráp các nu vào đầu 3’ theo NTBS ) cho đến khi kết thúc mạch ADN làm khuôn (mạch mới được tổng hợp liên tục)
+ Trên mạch khuôn 5’→ 3’: Mạch mới bổ
sung được tổng hợp gián đoạn do chiều tổng hợp ngược chiều với chiều 2 mach ADN tách nhau ra nên sau khi mở xoắn được một đoạn, enzim primase và ADN- pol tranh thủ tổng
hợp các đoạn Okazaki Quá trình cứ diễn ra
như vậy, sau đó các đoạn mồi được enzim loại bỏ và enzim ligase nối các đoạn Okazaki lại với nhau thành mạch hoàn chỉnh
+ Bước 3: Tạo thành 2 phân tử ADN con.
Các mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoắn đến đó tạo các phân tử ADN con, trong đó mỗi phân tử có 1 mạch được tổng hợp mới hoàn toàn còn mạch kia của ADN ban đầu
4 Nguyên tắc:
+ Nguyên tắc bổ sung: A = T; G X + Nguyên tắc bán bảo tồn: là nguyên tắc giữ lại 1 nửa trong quá trình nhân đôi
5 Kết quả: Từ 1 phân tử ADN mẹ ban đầu
→ 2 phân tử ADN con giống nhau và giống hệt ADN mẹ
6 Ý nghĩa:
+ Đảm bảo thông tin di truyền được truyền ổn định qua các thế hệ TB
+ Là cơ sở cho NST tự nhân đôi, giúp bộ NST của loài giữ được tính đặc trưng và ổn định
4 Củng cố:
Trang 65 Dặn dò:
- Học thuộc các bộ ba mở đầu và bộ ba kết thúc
- Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK Chuẩn bị nội dung bài 2 Phiên mã Dịch mã.
- Tìm hiểu cấu trúc không gian và cấu trúc hoá học, chức năng của ARN
THAM KHẢO
I MỘT SỐ ĐIỂM KHÁC BIỆT CƠ BẢN GIỮA QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN
Ở SV NHÂN THỰC VÀ SV NHÂN SƠ
Chiều dài các đoạn ARN
Thời gian sao chép Ngắn (VD : E coli là khoảng 40’) Dài hơn (thường 6 – 8 giờ)
Số điểm khởi đầu sao chép
(Đơn vị tái bản) 1 điểm duy nhất
Nhiều điểm ( VD: Ở người có khoảng 20000 – 30000 điểm khởi đầu sao chép trong toàn hệ gen)
Số loại enzim
ADNpolimerase
Ít ( VD: E.coli 5 loại : ADN pol I,
II, III, IV, V)
Nhiều (VD : ở người có ít nhất
15 loại)
Quá trình sao chép ADN Diễn ra liên tục và đồng thời với
quá trình phiên mã và dịch mã
Diễn ra ở giai đoạn S của chu trình tế bào, diễn ra trong nhân
tế bào trong khi đó quá trình dịch mã diễn ra trong tế bào
chất
II Phân biệt chạc sao chép, đơn vị tái bản Mối tương quan giữa số lượng đoạn mồi và số lượng đoạn Okazaki được hình thành ở 1 chạc sao chép và 1 đơn vị tái bản.
- Chạc sao chép có hình chữ Y Đơn vị tái bản gồm 2 chạc sao chép
- Mối tương quan giữa số lượng đoạn mồi và số lượng đoạn Okazaki được hình thành ở 1 chạc sao chép và 1 đơn vị tái bản:
+ Xét 1 chạc sao chép: Có k đoạn Okazaki cần k + 1 đoạn mồi
+ Xét 1 đơn vị tái bản: Do gồm 2 chạc sao chép nên cần có 2.(k + 1) = 2k + 2 đoạn mồi Nếu đặt 2k = m là số đoạn Okazaki của đơn vị tái bản thì số đoạn mồi là: m + 2