- Dựa vào kiến thức đã học kết hợp quan sát hình 1.1 SGK t6 bạn nào có thể trình bày được gen cấu trúc có mấy vùng?. đó là những vùng nào??[r]
Trang 1Bộ môn : Sinh học Người soạn : Lê Thị Phương Thảo Lớp dạy : lớp 12 Ngày soạn :
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
Tiết :
Là bài đầu tiên của chương I, đồng thời là bài mở đầu cho phần
di truyền học, kiến thức ứng dụng cho bài 2.
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
Sau khi học xong bài này học sinh phải:
- Hiểu rõ về các khái niệm cơ bản về gen, mã di truyền, quá trình nhân đôi ADN.
- HIểu rõ về cấu trúc chung của gen, các đặc tính chung của mã
di truyền.
- Hiểu rõ và mô tả được 3 bước trong quá trình nhân đôi ADN.
- Phân biệt được gen, ADN, mã di truyền.
2 Kỹ năng:
- Rèn luyện kỹ năng phân tích, so sánh, tổng hợp KQH thông qua viêc ngiên cứu SGK kết hợp với kiến thức đã được học để phâ biệt được gen, mã di truyền, ADN.
- Rèn kỹ năng quan sát hình và rút ra kiến thức.
3 Thái độ:
Vận dụng kiến thức đã học giải thích được vì sao con cái giống cha mẹ, bồi dưỡng kiến thức duy vật biện chứng cho học sinh.
Trang 2II CHUẨN BỊ ĐỒ DÙNG DẠY HỌC
1 Chuẩn bị của giáo viên:
- Giáo án
- Phiếu học tập
Phiếu số 1: Tìm hiểu cấu trúc chung của gen cấu trúc
Vùng cấu trúc Vùng điều hòa Vùng mã hóa Vùng kết thúc
Vị trí
Nằm ở đầu 3’của mạch mã gốc của gen
Nằm ở trung tâm của gen
Nằm ở đầu 5’ của mạch mã gốc của gen
Cấu trúc,
Chức năng
- Có trình tự nuclêootit đặc biệt giúp ARN polimelaza nhận biết và liên kết để khởi động quá trình phiên mã
- Có trình tự nuclêôtit điều hòa quá trình phiên mã
- Mang thông tin mã hóa các axit amin
Mang tín hiệu kết thúc phiên mã
Phân biệt
vùng mã
hóa
Ở sinh vật nhân sơ Có vùng mã hóa liên tụcgen không phân mảnh)
Ở sinh vật nhân chuẩn
Có vùng mã hóa không liên tục (gen phân mảnh) xen kẽ các đoạn mã hóa aa (êxôn) là các đọa không mã hóa aa (intron)
2 Chuẩn bị của học sinh:
- Vở ghi
Trang 3III HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
1 Ổn định lớp 1- 2’
2 Kiểm tra bài cũ ( không)
3 Giảng bài mới 35’
Giới thiệu bài
tl Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Nội dung
HĐ1: I Gen
pp : TQ kết hợp với vấn đáp
giảng giải
GV vẽ hình minh họa một số gen:
- Dựa vào hình trên bảng kết hợp
với SGK và kiến thức đã học ở lớp
9 em nào có thể nêu được gen là gì?
GV gợi ý trên phân tử ADN có các
đoạn ADN mã hóa cho các chuỗi
polipeptit hay phân tử ARN khác
nhau và những đoạn ADN đó gọi là
gen thế gen là gì?
- Bạn đã định nghĩa gen các em đã
hiểu chưa nào, bây giờ bạn nào cho
cô một vài vi dụ về gen nào?
- Nghiên cứu hình GV
vẽ kết hợp với SGK trả lời câu hỏi:
HS trả lời:
Gen là một đoạn phân tử ADN
HS có thể trả lời được gen là 1 đoạn ADN mang thông tin di truyền
mã hóa cho một chuỗi polipeptit hay 1 phân tử ARN
- HS nc SGK và nêu ví dụ
I Gen
1 Khái niệm
Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã một chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN
VD Gen Hemôglôbin
anpha là gen mã hóa chuỗi pôlipeptit anpha tạo nên Hb
Trang 4- GV bổ sung : 2 mạch pôlipeptit
của gen ngược chiều nhau: một
mạch chứa thông tin ó chiều 3’-5’
( Mạch khuôn hay mạch có nghĩa),
mạch kia chứa thông tin có chiều
5’-3’( Mạch bổ sung hay mạch đối
nghĩa)
*Chúng ta đã hiểu được gen là gì
rồi phải không nào Thế nó có cấu
trúc như thế nào sau đây cô trò ta đi
tìm hiểu cấu trúc chung của gen
- Dựa vào kiến thức đã học kết hợp
quan sát hình 1.1 SGK t6 bạn nào
có thể trình bày được gen cấu trúc
có mấy vùng ? đó là những vùng
nào?
* Để tìm hiểu cấu trúc và chức năng
của từng vùng cô chia lớp thành 3
nhóm ( GV chia nhóm và giao
nhiệm vụ vho mỗi nhóm) mỗi nhóm
sẽ tìm hiểu SGK sau 1p điền vào
phiếu học tập cô treo trên bảng
- Sau khi các nhóm hoàn thành
GV nhận xét cho học sinh ghi PHT
vào vở
Đặt câu hỏi cho cả lớp :
- Tại sao có sự khác biệt trong cấu
trúc vùng mã hóa ở SV nhân sơ và
SV nhân thực
- HS chú ý lắng nghe và ghi vào vở
HS nghiên cứu SGK suy nghĩ trả lời câu hỏi:
Gen cấu trúc có 3 vùng
đó là vùng điều hòa , vùng mã hóa, vùng kêt thúc
* Mỗi thành viên làm việc độc lập sau đó trình bày cho cả nhóm thống nhất ý kiến và đại diện nhóm lên trả lời vào phiếu học tập
- HS ghi PHT vào vở và chú ý câu hỏi của GV và trả lời câu hỏi của GV
HS trả lời :
- Vì đối với SV nhân sơ
2 Cấu trúc chung của gen cấu trúc.
Mỗi gen mã hoá gồm 3 vùng trình tự nuclêôtit
- Vùng điều hòa
- Vùng mã hóa
- Vùng kết thúc
Trang 5- GV có thể vẽ minh họa từng đoạn
trên bảng để học sinh dễ hiểu GV
nhận xét câu trả lời của học sinh và
hoàn thiện kiến thức cho học sinh
* GV Đặt ra gen phân mảnh và gen
không phân mảnh cái
nào tiến hóa hơn cho học sinh về
nhà nc
GV dẫn dắt:
Các em có nghe người ta nói câu
‘con nhà nông không giống lông
cũng giống cánh’ không tại sao
người ta lại nói như thế phải chăng
bố mẹ đã truyền cho chúng ta đặc
điểm gì đó mà người nhà khác
không có bố mẹ truyền cho con cái
các đặc tính của mình bằng cách
nào các em đó có phải là một dạng
mật mã hay không và nó như thế
nào bây giờ cô trò mình sẽ đi vào
phần mã di truyền
vùng mã hóa của nó chỉ gồm các đoạn êxôn liên tiếp nhau mã hóa aa nó không bị gián đoạn nên gọi là gen không phân mảnh
còn đối với SV nhân thực vùng mã hóa không liên tục xen kẽ các đoạn mã hóa aa là các đoạn không mã hóa
aa nên trong cấu trúc nó không liên tục đoạn mã hóa đoạn không nên còn gọi là gen phân mảnh
Ghi PHT vào vở
Hoạt động 2: Mã di truyền
Trực quan kết hợp với vấn đáp.
GV ví dụ một đoạn mã di truyền: Nc ví dụ kết hợp với
SGK suy nghĩ để trả lời câu hỏi
II Mã di truyền
1 Khái niệm
VD : 1 đoạn mã di truyền
Trang 6- Trên đây thể hiện mối quan hệ gì
giữa ADN, ARN, Prôtêin?
- GV gợi ý trình tự các nu trên
ADN, tương ứng với trình tự nu
trên ARN, tương ứng với trình tự aa
trong Prôtêin, chúng quan hệ với
nhau thông qua mã di truyền thế
theo các em mã di truyền là gì?
- GV giảng giải cho học sinh: chúng
ta đã biết MDT là trình tụ sắp xếp
các nu trong gen quy định trình tự
săp xếp các aa trong protein trong
thực tế ctrong ADN chỉ có 4 loại nu
con trong pro có khoảng 20 loại aa
vậy thì làm thế nào gen có thể quy
định được cấu trúc chuỗi polipeptit?
- Giả sử 1 nu trên gen mã hóa
cho 1 aa thì chỉ có 41 = 4 aa
được mã hóa
- Giả sử 2 nu trên gen mã hóa
cho 1 aa thì chỉ có 42 = 16 aa
được mã hóa
- Giả sử 3 nu trên gen mã hóa
Gen làm khuôn để tổng hợp ARN, ARn làm khuôn để tổng hợp prôtêin
- HS nc SGK suy nghĩ đưa ra định nghĩa mã di truyền
- HS nc SGK đồng thời chú ý nghe giải thích của giáo viên
MDT là trình tự sắp xếp
các Nuclêôtit trong gen ( trong mạch khuôn ) quy định trình tự sắp xếp các
aa trong prôtêin
2 Mã di truyền là mã
bộ ba
Trang 7cho 1 aa thì có 43 = 64 aa được
mã hóa
và bằng thực nghiệm các nhà khoa
học đã chứng minh được mã di
truyền là mã bộ ba
- GV : dựa vào SGK trang 7 kết hợp
với quan sát bảng 1 trang 8 bạn nào
rút ra được mã di truyền có đặc
điểm chung gì?
GV gợi ý bằng ví dụ cụ thể:
- GV ghi lên bản“ TÔI ĐẾN LỚP”
sau đó hỏi học sinh câu này đọc từ
chữ cái nào và kết thúc ở chữ cái
nào
- GV hỏi tiếp nếu chúng ta đọc bắt
đầu bằng chữ Ô đến chữ Đ như
thế chúng ta sẽ được câu như thế
nào?
- Chúng ta có thể đọc được nhưng
ra một câu vô nghĩa đọc mã di
truyền cũng tương tự như thế nếu
đọc sai thì sẽ tổng hợp nên các aa
vô nghĩa dẫn tới tổng hợp pro vô
nghĩa
Từ những gợi ý của cô kêt hợp với
SGK bạn nào có thể nêu lên cách
đọc MDT?
- GV hỏi tiếp trong ADN có bao
nhieu loại nu?, trong SV có bao
nhiêu loại aa?
- Mà cả sinh giới đều dùng chung 4
loại nu này và 20 aa vậy MDT có
đặc điểm gì?
- HS nghiên cứu SGK , kết hợp với quan sát phân tích bảng 1 để đưa
ra đặc điểm của mã di truyền
HS có thể dễ dàng trả lời :
- Câu được đọc từ chữ cái T và cuối cùng là chữ P
- Chúng ta sẽ đọc câu
mà nó không có nghĩa
- Mã di truyền được đọc
từ một điểm xác định theo từng bộ ba nuclêôtit mà không gối lên nhau
- 4 loại nu và 20 aa
- Mã di truyền có tính phổ biến Tất cả mọi sinh vật đều dùng chung
- 3 nu liên tiếp mã hóa cho một aa
- Có 64 bộ ba mã hóa cho 20 loại aa : + 1 bộ ba mở đầu AUG
+ 3 bộ ba kết thúc
UÂ UAG UGA
3 Đặc điểm chung.
Trang 8GV yêu cầu học sinh quan sát bảng
1 và cho biết một bộ ba mã hóa cho
bao nhiêu aa từ đó rút ra đặc điểm
của MDT?
- GV tiếp tục cho học sinh quan
sát bảng 1 hỏi aa threônin,
lơxin, prolin, được mã hóa bỏi
mấy bộ ba, điều này nói lên đặc
điểm gì của mã di truyền?
Bảng mã di truyền
một bộ mã di truyền
- HS quan sát bảng 1 trong SGK kết hợp với gợi ý của giáo viên trả lời câu hỏi và nêu ra được đặc điểm của mã
di truyền
- Một bộ ba chỉ mã hóa cho một loại aa nên mã
di truyền có tính đặc hiệu
- các aa trên được mã hóa bởi 4 bộ 3 và đặc điểm của MDT là
- Mã di truyền mang tính thoái hóa, được hiểu là một đoạn axit amin có thể được mã hóa bởi 2 hay nhiều bộ ba
- Mã di truyền được đọc
từ một điểm xác định theo từng bộ ba nuclêôtit
mà không gối lên nhau
- Mã di truyền có tính phổ biến Tất cả mọi sinh vật đều dùng chung một
bộ mã di truyền
- Mã di truyền có tính đặc hiệu, tức là một bộ
Trang 9ba chỉ mã hóa cho một loại aa
- Mã di truyền mang tính thoái hóa, được hiểu là một đoạn axit amin có thể được mã hóa bởi 2 hay nhiều bộ ba, trừ hai ngoại lệ AUG mã hóa cho axit amin mở đầu (mêtiônin ở sinh vật nhân thực hoặc foocmin mêtiônin ở sinh vật nhân sơ), UGG mã hóa cho triptôphan
Mã di truyền có một bộ
ba khởi đầu (AUG) và ba
bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA)
Hoạt động 3: Quá trình nhân đôi
ADN
PP: trực quan kết hợp với vấn
đáp
- GV: Dựa vào SGK và kiến thức đã
học em nào nhắc lại cho cô biết các
giai đoạn trong chu kỳ tế bào và
diễn biến của nó đồng thời quá
trình nhân đôi ADN diễn ra lúc
nào ?
- GV treo hình 1.2 lên bảng cho học
sinh quan sát và trình bày các bước
của quá trình nhân đôi
HS nc SGK nhớ lại kiến thức trả lời câu hỏi
- Chu kỳ tế bào gồm kỳ trung gian và quá trình nguyên phân
HS quan sát tranh kết hợp với SGK suy nghĩ trả lời:
Quá trình nhân đôi ADN gồm 3 bước
III Quá trình nhân đôi ADN
1 Thời điểm
Quá trình nhân đôi ADN diễn ra tại pha S kỳ trung gian của chu kỳ tế bào, trong nhân tế bào
2 Diễn biến
Trang 10- GV gọi các bạn khác góp ý sau đó
nhận xét câu trả lời của học sinh sau
đó
GV yêu cầu:
- HS trả lời quá trình tháo xoắn diễn
ra liên tục hay từ từ và vì sao?
* GV gọi bạn khác bổ sung sau đó
giải thích cho học sinh hiểu nếu để
tháo xoắn một lần thì dung tích của
nhân chứa không đủ, hơn nữa như
thế thì quá trình nhân đôi sẽ bị rối
GV Hỏi tiếp:
- Vì sao mạch bên trái tổng hợp từ
dưới lên còn mạch bên phải lại tổng
hợp theo chiều ngược lại?
- Vì sao mạch bên trái tổng hợp liên
tục còn mạch bên phải lại tổng hợp
gián đoạn
- GV hỏi có bạn nào bổ sung cho
bạn không sau đó nhận xét và làm
rõ kiến thức cho học sinh
- HS sẽ trả lời diễn ra từ
từ vì trong nhân không
đủ các nu tự do liên kết với nu trong ADN
- HS nc SGK trả lời câu hỏi :
vì ADN pôlimelaza chỉ tổng hợp mạch mới theo một chiều 5’-3’ cùng chiều với mạch bên trái nên nó tổng hợp từ dưới lên
còn mạch bên phải ngược chiều nên nó tổng hợp theo chiều ngược lại Bước 1: Tháo xoắn
phân tử ADN:
Nhờ enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tạo nên chạc tái bản hình chữ
Y và để lộ ra 2 mạch khuôn
Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới:
- Enzym ADN pôlimeraza sử dụng một mạch làm khuôn tổng
Trang 11- Dựa vào hình 1.2 kết hợp với kiến
thức đã học bạn nào cho cô biết
mạch mới được tổng hợp theo
nguyên tắc nào?
- GV có thể bổ sung: các nu tự do
của môi trường liên kết với các nu
trên mạch khuôn theo nguyên tắc bổ
sung : 1 nu lớn liên kết với một nu
nhỏ
GV :
- Một phân tử ADN con qua một
lần tự sao tạo ra 2 phân tử ADN
con
- 2 mạch của mỗi ADN con có đặc
HS có thể trả lời được theo nguyên tắc bổ sung trong đó A liên kết với
T và G liên kết với X
- HS trả lời 2 mạch của ADN con trong đó 1 mạch mới được tạo thành và một mạch gốc
hợp nên mạch mới, trong
đó A liên kết với T và G liên kết với C (nguyên tắc bổ sung)
- Mạch khuôn 3’-5’
mạch bổ sung được tổng
hợp liên tục, còn trên
mạch khuôn 5’-3’ mạch
bổ sung được tổng hợp
ngắt quãng tạo nên các
đoạn ngắn ( đoạn Okazaki) Sau đó, các đoạn ngắn Okazaki được nối với nhau nhờ enzym nối ligaza
Bước 3: 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 ban đầu (nguyên tắc bán bảo tồn)
3 Nguyên tắc
- Nguyên tắc bổ sung:
A liên kết với T với 2 liên kết hyđrô
G liên kết với X 3 liên kết hyđrô
Trang 12điểm gì? đặc điểm này nói lên điều
gì?
-2 phân tử ADN con này như thế
nào với nhau và với phân tử ADN
mẹ? từ đó nêu ý nghĩa của nguyên
tắc bán bảo toàn?
GV chúng ta đã tìm hiểu xong quá
trình nhân đôi của ADN bạn nào có
thể rút ra kết luận cho quá trình
này?
Dựa vào hiểu biết của mình bạn nào
có thể cho cô và cả lớp biết được ý
nghĩa của quá trình nhân đôi ADN?
của mẹ
đặc điểm này nói lên mạch mới được tổng hợp theo nguyên tắc bán bảo toàn một nữa mới được tổng hợp một nữa lấy hoàn toàn của mẹ
- 2 phân tử ADN con tạo ra hoàn toàn giống nhau và giống hệt ADN
mẹ
Đảm bảo tính ổn định vật liệu di truyền qua các thế hệ tế bào
Dựa vào tóm tắt cuối bài học sinh có thể kết luận được
kết luận
HS suy nghĩ trả lời
- Nguyên tắc bán bảo toàn:
2 mạch của ADN con trong đó 1 mạch mới được tạo thành và một mạch gốc của mẹ
Ý nghĩa : đảm bảo tính
ổn định vật liệu di truyền qua các thế hệ tế bào
Kết luận :
Quá trình nhân đôi ADN diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn Nhờ đó,
hai phân tử ADN con tạo ra hoàn toàn giống
nhau và giống với phân
tử ADN mẹ
4 Ý nghĩa của quá trình nhân đôi ADN
Lý luận :
- Là cơ sở cho sự nhân đôi ADN
- Là cơ sở cho sự ổn định của ADN và NST qua các thế hệ tế bào và thế hệ loài
Thực tiễn:
Từ nguyên tắc nhân đôi
Trang 13ADN người ta ứng dụng nhân một đoạn ADN trong ống nghiệm thành vô số bản sao phục vụ cho nghiên cứu
và thực tiễn
III CỦNG CỐ
- Cho học sinh khái niệm lại gen , mã di truyền
- Cho học sinh trình bày lại đặc điểm của mã di truyền
- Cho học sinh nêu các bước của quá trình nhân đôi ADN
- Cho học sinh giải thích về cách tổng hợp 2 mạch của phân tử ADN
- Công thức làm bài tập
+ Tính chiều dài : L = x*3.4 Ao
+ Tính số ADN con được tạo thành sau quá trình nhân đôi:
Nếu 1 phân tử ADN sau n lần nhân đôi tạo ra 2 n ADN con
Nếu có k phân tử ADN thì sau n lần nhân đôi tạo ra k.2 n ADN con
IV HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM BÀI TẬP Ở NHÀ
- Học sinh học bài , làm bài tập ở nhà
- Xem trước bài 2 và ôn lại những kiến thức đã học chuẩn bị cho bài mới