Khái niệm: Điều hoà hoạt động gen là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra, giúp tế bào điều chỉnh sự tổng hợp protein cần thiết vào lúc cần thiết.. Tế bào nhân thực vì có màng nhâ
Trang 1BÀI 3 : ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN
Ngày soạn Thời gian dạy .
I/ MỤC TIÊU BÀI HỌC:
1/ Kiến thức: Học xong bài này hs phải:
- Nêu được khái niệm và 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 protein khi cần thiết.
- Trọng tâm: Cơ chế điều hoà hoạt động gen của sinh vật nhân sơ.
2/ Kỹ năng: Rèn luyện và phát triển khả năng phân tích và khái quát hoá.
3/ Thái độ:
II/ CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH:
1/ Chuẩn bị của học sinh: Chuẩn bị phiếu học tập
2/ Chuẩn bị của giáo viên:
- Các hình 3.1, 3.2, SGK phóng to
III/ TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC TIẾT DẠY:
1/ Tổ chức:
2/ Kiểm tra bài cũ:
- HS1: Diễn biến và kết quả của quá trình phiên mã?
- HS2: Quá trình dịch mã tại riboxom diễn ra như thế nào?
3/ Bài mới :
Mở bài: - GV: Em nào có thể cho biết sự khác
biệt giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực?
HS: nhớ lại kiến thức lớp 10 trả lời
- GV: từ những khác biệt đó các đặc điểm di
truyền của chúng có khác nhau không?
Hoạt động 1: Tìm hiểu về điều hòa hoạt động gen
- GV: Yêu cầu HS nghiên cứu mục I SGK và cho
biết điều hòa hoạt động gen là gì? Quá trình này
phụ thuộc và những yếu tố nào?
- HS: Nghiên cứu thông tin trang 15 SGK trả lời
-GV: Cơ chế nào giúp tế bào chỉ tổng hợp protein
cần thiết vào lúc thích hợp?
- HS: cơ chế điều hoà hoạt động của gen
- GV: Hãy so sánh cấp độ điều hòa hoạt động của
gen ở tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực? Tại sao
lại có sự khác nhau đó?
HS:+Tế bào nhân sơ: chủ yếu ở cấp độ phiên mã
I/ KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN
1 Khái niệm: Điều hoà hoạt động gen là
điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra, giúp tế bào điều chỉnh sự tổng hợp protein cần thiết vào lúc cần thiết
- Phụ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cơ thể hay thích ứng vào các điều kiện môi trường
- Tế bào chỉ tổng hợp protein cần thiết vào lúc thích hợp
2/ Các cấp độ điều hòa hoạt động gen:
-Tế bào nhân sơ:chủ yếu ở cấp độ phiên
Trang 2+ Tế bào nhân thực: Ở tất cả các cấp độ.
+ Tế Bào nhân sơ quá trình phiên mã và dịch mã
xảy ra đồng thời Tế bào nhân thực vì có màng nhân
nên 2 quá trình này xảy ra không đồng thời
Hoạt động 2: Điều hòa hoạt động của operon lac
- GV: Treo tranh 3.1, Yêu cầu HS đọc các thông
tin chú thích hình 3.1 SGK , mô tả cấu trúc của
operon Lac ở E coli Vai trò của từng thành phần?
- HS: Yêu cầu trả lời được : gồm 3 phần: Vùng
khởi động (Promoter), vùng vận hành (Operator),
và cụm gen cấu trúc
GV: Openon là gì? Các kí hiệu biểu thị gì?
- HS: nghiên cứu SGK, nêu được khái niệm và
các kí hiệu của hình 3.1
- GV: giải thích vai trò của các vùng tương ứng
với các kí hiệu trong hình 3.1.
- GV: Vị trí của gen điều hòa? Vai trò của gen
điiều hòa?
- HS: Gen điều hòa R không nằm trong cấu trúc
opron, nhiệm vụ kiểm soát tổng hợp protein ức chế
- GV: Treo tranh vẽ hình 3.2a, b hướng dẫn HS
quan sát:
+ Yêu cầu HS cho biết điểm khác nhau giữa hai
hình 3.1a và 3.2b.
+ Mô tả quá trình diễn ra ở hai hình.
- HS: 1HS trình bày, các HS khác bổ sung
- GV: Yếu tố nào dẫn đến quá trình khác nhau đó?
- HS: + Khi không có lactozơ, protein ức chế
được tổng hợp liên kết với vùng vận hành O
(operato) chế ức làm ngăn cản quá trình phiên mã
+ Sự có mặt của lactozơ Lactozơ gây bất hoạt
protein ức chế các gen cấu trúc hoạt động phiên
mã dịch mã tổng hợp các protein là các enzim
phân giải lactozơ phân hủy lactozơ trong môi
trường, khi lactozơ trong môi trường hết thì protein
ức chế lại hoạt động ức chế quá trình phiên mã
ngừng lại
mã
- Tế bào nhân thực: Ở tất cả các cấp độ
ADN, phiên mã, dịch mã, sau dịch mã
II ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ
1 Mô hình cấu trúc operon (ở vi khuẩn):
Khái niệm Operon: Các gen cấu trúc có
liên quan chức năng thường được phân
bố liền nhau thành từng cụm có chung 1
cơ chế điều hòa được gọi là operon
- Operon gồm 3 vùng:
+ Vùng khởi động: P (promoter) là nơi ARN polimeraza gắn vào
+ Vùng vận hành : O (operator) là nơi có các nu đặc biệt, nơi protein ức chế có thể liên kết ngăn cản quá trình phiên mã + Cụm gen cấu trúc tổng hợp protein có cùng chức năng
2/ Sự điều hoà hoạt động của operon Lac.
+ Khi không có lactozơ, gen điều hòa tổng hợp protein ức chế, protein ức chế gắn với vùng chỉ huy (vùng vận hành O (operator) ức chế, làm ngăn cản quá trình phiên mã và dịch mã
+ Sự có mặt của lactozơ, gen điều hòa tổng hợp protein ức chế, lactozơ là chất cảm ứng gắn với protein ức chế, gây bất hoạt protein ức chế, không gắn được với vùng chỉ huy các gen cấu trúc hoạt động phiên mã dịch mã tổng hợp các protein
- Các protein được tổng hợp là các enzim phân giải lactozơ phân hủy lactozơ trong môi trường, khi lactozơ trong môi trường hết thì protein ức chế lại hoạt động
Trang 3IV / CỦNG CỐ :
- GV: + Khái niệm về điều hoà hoạt động của gen? các cấp điều hoà hoạt động
của gen?
+ Operon là gì? Cấu trúc điều hoà operon lac?
Cơ chế hoạt động của operon Lac ở vi khuẩn E.coli
1 Trạng thái ức chế
Gen điều hòa (R) Tổng hợp chất ức chế
Chất ức chế Tương tác với vùng chỉ huy (vùng vận hành)
Các gen cấu trúc Z,Y, A Không phiên mã
1 Trạng thái hoạt động
Gen điều hòa (R) Tổng hợp chất ức chế
Chất ức chế Gắn với lactozơ, bị bất hoạt
Các gen cấu trúc Z,Y, A Hoạt động tổng hợp protein (các enzim sử dụng
lactozơ)
Bài tập củng cố: Chọn câu trả lời đúng:
Câu 1 Trong cấu trúc của 1 operon, vùng nằm ngay trước các gen cấu trúc là
A gen điều hòa B vùng khởi động C các gen điều hoà D.vùng vận hành
Câu 2 Gen điều hoà của operon hoạt động khi môi trường
A có chất cảm ứng B không có chất ức chế C không có chất cảm ứng
D có hoặc không có chất cảm ứng
Câu3 Trong cơ chế điều hòa hoạt động của operon Lac, khi môi trường có lactozơ thì
A sản phẩm của gen cấu trúc không được tạo ra
B Enzim ARN – polimeraza không gắn vào vùng khởi đầu
C protein ức chế không gắn vào vùng vận hành.
D protein ức chế không được tổng hợp
Câu 4 Điều hoà hoạt động của gen chính là
A điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo ra
B điều hoà lượng mARN của gen được tạo ra
C điều hòa lượng tARN của gen được tạo ra
D điều hoà rARN của gen được tạo ra
Trang 4Câu 5: Điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ chủ yếu xảy ra ở giai đoạn
A phiên mã B sau phiên mã C dịch mã D sau dịch mã
Câu 6 Ở vi khuẩn, trong cơ chế điều hoà sinh tổng hợp protein, chất cảm ứng có vai
trò
A hoạt hoá enzim ARN – Polimeraza
B ức chế gen điều hòa, ngăn cản quá trình tổng hợp protein ức chế
C hoạt hoá vùng khởi động
D vô hiệu hoá protein ức chế, giải phóng gen vận hành
Câu 7: Trong cơ chế điều hòa hoạt động của operon, khi môi trường không có chất
cảm ứng thì
A protein ức chế bị bất hoạt
B gen cấu trúc hoạt động
C protein ức chế hoạt động
D enzim ARN – polimeraza bám vào vùng khởi động
Câu 8: Trong cơ chế điều hòa hoạt động của gen, protein ức chế gắn vào gen chỉ huy
của operon sẽ làm
A phát huy vai trò của gen điều hòa
B tiết kiệm năng lượng
C hạn chế hoạt động của nhóm gen cấu trúc
D hạn chế hoạt động của enzim ARN - polimeraza