Giáo án Sinh học 12 (trọn bộ)

Ngày soạn:23.8.08 Ngày giảng:26.8.08 phần 5: Di truyền học Chương I. Cơ chế di truyền và biến dị Tiết 1: Gen, Mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN I.Mục tiêu: 1.Kiến thức: - Trình bày được khái niệm và mô tả ( vẽ sơ đồ ) cấu trúc chung của gen. - Trình bày được khái niệm mã di truyền và các đặc điểm chung của nó - Từ mô hình tái bản ADN, mô tả các bước của quy trình tự nhân đôi ADN làm cơ sở cho sự tự nhân đôi NST 2. Kĩ năng: - Rèn luyện và phát triển tư duy phân tích, khái quát hoá - Tích hợp giáo dục môi trường, bảo vệ động – thực vật quý hiếm. II. Công cụ phương tiện - Tranh hình sgk phóng to, tranh nhỏ từng bước trong cơ chế tự nhân đôi của ADN. Phiếu học tập. III. Tiến trình bài giảng: 1.ổn định tổ chức: 2.Kiểm tra bài cũ:Yêu cầu HS nhắc lại kiến thức về ADN đã học ở lớp 10 3.Giảng bài mới: Hoạt động Thày - Trò Nội dung ghi bảng GV: Cho HS đọc mục 1-> Gen là gì? GV: ADN có tính đa dạng nghĩa là gen đa dạng hay đa dạng di truyền (đa dạng vốn ge ). Cần có ý thức bảo vệ nguồn gen, đặc biệt nguồn gen quý, bảo vệ chăm sóc Đ- TV quý hiếm. GV:HS thảo luận nhóm để tìm ra cấu trúc chung của gen, hoàn thành phiếu học tập. H: Vùng nào của gen quyết định cấu trúc phân tử pr mà nó quy định tổng hợp? ( Chú ý tới chiều của mạch mã gốc để xác định vị trí của từng vùng) I.Gen 1. Khái niệm: - Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hoá một sản phẩm nhất định ( Chuỗi polinuclêôtit hay ARN ). vd: Gen hêmôglôbin anpha, gen tARN. 2.Cấu trúc chung của gen cấu trúc: Tên Vùng điều hoà (1) Vùng mã hoá ( 2 ) Vùng kết thúc (3 ) Vị trí Nằm ở đầu 3’ của mạch mã gốc của gen. Nằm ở giữa vùng điều hoà và vùng kết thúc. Nằm ở đầu 5’ của mạch mã gốc của gen. Nhiệm vụ Khởi động, kiểm soát quá trình phiên mã. Mang thông tin mã hoá các axit amin. - Sinh vật nhân sơ: có vùng mã hoá liên tục ( gen không phân mảnh) - SV nhân thực: vùng mã hoá không liên tục ( gen phân mảnh ) + đoạn mã hoá axit amin: êxôn + Đoạn không mã hoá axit amin: intron Mang tín hiệu kết thúc phiên mã GV: Lưu ý hs cấu trúc của ADN gồm 2 mạch xoắn ngược chiều -> mạch khuôn luôn có chiều 3’- 5’( mạch có nghĩa ), mạch kia là mạch bổ sung 5’-3’( không phải mạch khuôn ). GV: Gen có cấu tạo từ các nuclêôtit, pr cấu tạo từ các a.a, vậy làm thế nào mà qen quy định tổng hợp pr được? HS: Thông qua mã di truyền. H: Mã di truyền là gì?Tại sao mã di truyền lại là mã bộ ba? GV: Gen được cấu tạo từ các nu, pr lại được cấu tạo từ các a.a. Trong ADN có 4 loại nu ( A, T, G, X ), nhưng trong pr có hơn 20 loại a.a. - Nếu 1nu xác định 1 a.a -> thì có 41 = 4 tổ hợp ( chưa đủ để mã hoá cho hơn 20 loại a.a ) - Nếu 2 nu xác định 1 a.a -> 42= 16 tổ hợp ( chưa đủ ). - Nếu 3 nu xác định 1 a.a -> 43 = 64 tổ hợp ( Thừa đủ để mã hoá hơn 20 loại a.a ). KL:Mã di truyền là mã bộ ba(côđôn) GV: Mã di truyền lưu giữ trong ADN phiên mã sang ARN. Do đó, sự giải mã mARN cũng chính là giải mã ADN. Năm 1966, tất cả 64 bộ ba trên mARN ( các côđon) tương ứng với 64 bộ ba ( triplet ) trên ADN mã hoá cho các a.a đã được giải hoàn toàn bằng thực nghiệm ( bảng1). GV: Treo tranh phóng to bảng 1 sgk T8 -> Hướng dẫn hs khai thác -> cách đọc mã di truyền trên 1 gen? H: 1 bộ ba mã hoá được mấy a.a? có trường hợp nào đặc biệt không? có bộ ba nào không mã hoá a.a? có phải mỗi a.a đều chỉ do bộ ba mã hoá quy định? Rút ra kết luận về đặc điểm chung cả mã di truyền? H: ADN nhân đôi trong pha nào của chu kì tế bào? ( pha S ). GV: Đưa tranh câm về quá trình tự nhân đôi của ADN lên bảng-> và đưa ra tranh nhỏ từng bước quá trình nhân đôi của ADN -> yêu cầu hs lên bảng ghép các bước vào sơ đồ cho chính xác. Yêu cầu các nhóm thảo luận mô tả các bước trong quá trình nhân đôi ADN -> đọc tên các enzim tham gia -> hoạt động của các mạch đơn ? -> hình dạng của ADN? -> Hoạt động của mạch khuôn? sự tổng hợp mạch mới? -> Sự khác nhau về sự tạo thành 2 mạch mới? -> Trình bày nguyên tắc bổ sung? nguyên liệu tổng hợp nên mạch mới lấy từ đâu? H: Tại sao có hiện tượng một mạch được tổng hợp liên tục, một mạch tổng hợp ngắt quãng? H: Nhận xét về cấu trúc của 2 ADN con? nguyên tắc bán bảo tồn có ý nghĩa gì? II. Mã di truyền: 1.Khái niệm: - Là trình tự các nu trong gen quy định trình tự các a.a trong pr ( cứ 3 nu đứng kế tiếp nhau quy định 1 a.a ) 2. Mã di truyền là mã bộ ba. - Có 64 mã bộ ba ( 3 nu xác định 1a.a -> 43 = 64 bộ ba ). - gen giữ thông tin di truyền dạng mã di truyền, phiên mã sang mARN, dịch mã thành trình tự a.a trên chuỗi pôlipeptit. 3.Đặc điểm chung của mã di truyền: - Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba nu mà không gối lên nhau. - Mã di truyền có tính phổ biến, tức là tất cả các loài đều có chung 1 mã di truyền ( trừ 1 vài trường hợp ngoại lệ ). - Mã di truyền có tính đặc hiệu ( 1 bộ ba chỉ mã hoá cho 1 a.a ). vd: 1 bộ ba mở đầu chỉ mã hoá a.a mở đầu ( AUG ), có 3 bộ ba kết thúc ( UAA, UAG, UGA ) không mã hoá a.a - Mã di truyền mang tính thoái hoá-> nhiều bộ ba cùng xác định 1 a.a ( trừ AUG mã hóa Met, UGG- Trp ). III. Quá trình nhân đôi ADN ( Tái bản ADN ). 1.Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN - Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần (chạc hình chữ Y). 2. Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới. - Enzim ADN- pôlimeraza sử dụng một mạch làm khuôn tổng hợp nên mạch mới, ttrong đó A luôn liên kết với T bằng 2 lk H, G luôn liên kết với X băng 3 lk H ( nguyên tắc bổ sung ) - Vì ADN- pôlimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’-3’ , nên trên mạch khuôn 3’-5 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 okazaki được nối lại với nhau nhờ enzim nối. 3. Bước 3: 2 phân tử ADN được tạo thành. - Giống nhau và giống ADN mẹ. - Mỗi ADN con đều có một mạch mới được tổng hợp từ nguyên liệu của môi trường, mạch còn lại là của ADN mẹ ( nguyên tắc bán bảo tồn ). *Nguyên tắc bán bảo tồn: Trong mỗi phân tử ADN con có một mạch là mạch cũ (mạch mẹ) và một mạch mới được tổng hợp. *ý nghĩa: Đảm bảo tính ổn định về vật liệu di truyền giữa các thế hệ. 4.Củng cố: - HS đọc phần kết luận trong SGK. - Hãy chọn câu trả lời đúng: giả sử 1 gen chỉ được cấu tạo từ 2 loại nu là G và X . Trên mạch gốc của gen đó có thể có tối đa: a. 2 loại mã bộ ba b. 16 loại mã bộ ba. c. 8 loại mã bộ ba d. 32 loại mã bộ ba. 5. Bài tập: - Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK,Đọc bài tiếp theo. *Công thức cần nhớ: - Gọi k là số lần tự nhân đôi của ADN: k = 1-> 1ADN ban đầu tạo ra 2 ADN con: 21 h. A1+ T1 + G1 + X1 = A2 + T2 + G2 + X2 = N / 2 i. A1 = T2 ; T1 = A2 ; G1 = X2; X1 = G2 - Số nu mỗi loại: k. A = T = A1 + A2 = T1 + T2 ; G = X = G1 + G2 = X1+ X2 m. => A+ G = N / 2 hay 2A + 2G = N - Tính tỉ lệ % từng loại nu của gen: n. % A + % G = 50%N ( tính trên cả 2 mạch ) o. Số gốc P = Số nu p. Số chu kì xoắn = L : 3,4 = N : 20 k = 2 -> 1ADN ban đầu tạo ra 4ADN con: 22 k lần tự nhân đôi -> 1ADN ban đầu tạo ra 2k ADN con. - Tính chiều dài khi biết số lượng hoặc khối lượng của gen: a. L = N: 2 x 3,4A0 b. L = M: 300 đvC : 2 x 3,4A0 - Tính số lượng nu khi biết chiều dài hoặc khối lượng của gen: c. N = L : 3,4 x 2 x 300 đvC d. N = M : 300 đvC. - Tính khối lượng khi biết chiều dài hoặc số lượng nu: e. M = L : 3,4 x 2 x 300 đvC f. M = N x 300 đvC. - Số nu mỗi loại theo nguyên tắc bổ sung: g. A = T; G = X => A+G = T + X = N : 2 - Số nu trên mỗi mạch: h. A1+ T1 + G1 + X1 = A2 + T2 + G2 + X2 = N / 2 i. A1 = T2 ; T1 = A2 ; G1 = X2; X1 = G2 - Số nu mỗi loại: k. A = T = A1 + A2 = T1 + T2 ; G = X = G1 + G2 = X1+ X2 m. => A+ G = N / 2 hay 2A + 2G = N - Tính tỉ lệ % từng loại nu của gen: n. % A + % G = 50%N ( tính trên cả 2 mạch ) o. Số gốc P = Số nu p. Số chu kì xoắn = L : 3,4 = N : 20 Ngày soạn:23.08.08 Ngày giảng:28.08.08 Tiết 2: Phiên mã và dịch mã I.Mục tiêu: 1. Kiến thức: - HS nắm được cơ chế phiên mã và dịch mã. Giải thích được vì sao TTDT giữ ở trong nhân mà vẫn chỉ đạo được sự tổng hợp pr ở ngoài nhân. 2. Kĩ năng:- Rèn luyện và phát triển năng lực suy luận ở HS, có quan niệm đúng về tính vật chất của hiện tượng di truyền. II. Công cụ phương tiện: Hình vẽ trong SGK,Phiếu học tập. III. Tiến trình bài giảng: 1. ổn định tổ chức: 12A1: 12B1: 12C1: 12V1: 2. Kiểm tra bài cũ: - Trình bày kn gen? mã di truyền? đặc điểm chung của mã di truyền? 3. Giảng bài mới: Hoạt động Thày - Trò Nội dung ghi bảng GV:yêu cầu hs đọc mục I sgk. Trình bày khái niệm mã di truyền? quá trình này xảy ra ở đâu trong tế bào? *lưu ý: Mặc dù gen được cấu tạo từ 2 mạch nu nhưng trong mỗi gen chỉ có 1 mạch được sử dụng làm khuôn (mạch mã gốc 3’-5’ ) để tổng hợp nên phân tử ARN. GV: Phát phiếu học tập cho hs,yêu cầu đọc mục 1 sgk->hoàn thành phiếu học tập(GV có thể cho hs chuẩn bị trước ở nhà) I.Phiên mã: * Khái niệm: Phiên mã là quá trình truyền TTDT từ ADN sang ARN. 1. Cấu trúc và chức năng các loại ARN. Cấu trúc chức năng ARN thông tin(m ARN) ARN v/ c ( t ARN ) ARN ribôxôm ( r ARN) GV:HS quan sát sơ đồ H 2.2 sgk ph H: Hình vẽ thể hiện điều gì? những thành phần nào được vẽ trên hình? QT được chia thành mấy giai đoạn? GV: HS quan sát giai đoạn mở đầu. H: Enzim nào tham gia? vị trí tiếp xúc của enzim vào gen? sự thay đổi của mạch gen sau khi enzim tác động? mạch ADN nào làm khuôn tổng hợp ARN?( TAX3’-5’) - Chiều tổng hợp mARN của enzim ARN pôlimeraza?( 5’ -3’). GV: HS quan sát giai đoạn kéo dài. H: Chiều di chuyển của enzim? - Hoạt động của mạch khuôn và sự tạo thành mạch bổ sung ntn? nguyên tắc nào chi phối? nguyên tắc này có ý nghĩa ntn trong việc truyền TTDT? GV:HS quan sát giai đoạn kết thúc. H: Vị trí tiếp xúc của enzim? tại sao quá trình phiên mã được dừng lại? *lưu ý: mARN làm n/v truyền TTDT từ ADN tới pr. Trong quá trình tổng hợp mARN được dùng khuôn để tổng hợp pr tại ribôxôm. -tARN có c/n vận chuyển a.a tới ribôxôm và “do biết 2 ngôn ngữ”(nu và a.a ) nên đóng vai trò như người phiên dịch, dịch TT dưới dạng trình tự nu thành trình tự a.a trong phân tử pr. - rARN tổ hợp với pr cấu tạo nên ribôxôm, bộ máy tổng hợp pr.Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn đóng xoắn ngay lại. H:Với trình tự các nu trên ADN khuôn dưới đây, hãy xác định trình tự các nu tương ứng trên mARN? + Trình tự nu trên ADN: 3’- TAX TAG XXG XGA TTT- 5’ ->Trình tự nu trên ARN: 5’- AUG AUX GGX GXU AAA-3’. H: Giữa mARN sơ khai và mARN được phiên mã từ 1 gen cấu trúc ở sinh vật nhân thực, loại mARN nào ngắn hơn? giải thích? HS: mARN c/n ngắn hơn vì ARN pôlimeraza phiên mã mạch khuôn 3’-5’ tất cả các êxôn và intron theo NTBS thành mARN sơ khai, sau đó các intron bị cắt bỏ và nối các êxôn lại thành mARN chức năng. H:Điểm khác nhau giữa ARN vừa mới tổng hợp ở sinh vật nhân sơ và nhân thực? GV: Treo tranh vẽ về cơ chế dịch mã H: Hình vẽ trên thể hiện điều gì? Xẩy ra ở đâu trong tế bào? HS: TBC. mARN sau khi được tổng hợp ở trong nhân phải đi qua màng nhân ra TBC. H: Có những thành phần nào tham gia vào quá trình dịch mã được thể hiện trên tranh vẽ? GV: Nếu coi dịch mã là công trường xây dựng thì: - mARN: bản vẽ thiết kế. - tARN: Xe vận tải đặc trưng, chở nguyên vật liệu. - Các loại a.a tự do trong môi trường: các loại nguyên liệu. - Ribôxôm: Người thợ GV: Yêu cầu HS đọc mục 1 T 12 H: Hoạt hoá a.a là gì? có phải mỗi loại “ nguyên vật liệu” có thể xếp vào bất kì “xe vận tải” nào không?Điều gì quy định? ( Bộ ba đối mã). GV: Sau giai đoạn hoạt hoá a.a tưởng tượng thùng xe vận tải đã chứa đầy nguyên liệu xếp hàng chờ được chở đến công trường. GV: Treo tranh vẽ về quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit -> yêu cầu HS quan sát và đưa ra các câu hỏi gợi ý về các giai đoạn: -Ribôxôm tiếp xúc với mARN ở vị trí nào, đầu nào của mạch gen? sự di chuyển của phức hệ a.a-tARN có sự lựa chọn không? nguyên tắc nào cho sự lựa chọn đó? - Chiều di chuyển của ribôxôm? Mỗi bước di chuyển là mấy bộ ba? hoạt động lựa chọn các phức hệ a.a-tARN? Các a.a mang đến sẽ được sử dụng ntn? * Lưu ý HS về mối liên kết peptit giữa các a.a đã học ở lớp 10 H: Em hãy mô tả quá trình tiếp theo sẽ ntn? H: Khi nào quá trình giải mã hoàn tất? GV: Số a.a trong chuỗi so với số a.a mà mt cung cấp? Số phân tử nước được giải phóng so với bộ ba mã di truyền trong gen? GV: đưa ra bài tập. *Với các côđôn sau đây trên mARN, hãy xác định các bộ ba đối mã của các tARN vận chuyển a.a tương ứng? mARN:AUG UAX XXG XGA UUU tARN: UAX AUG GGX GXU AAA a.a : Tyr Met Gly Ala Lys * Với các nu sau đây trên mạch khuôn gen, hãy xác định các côđôn trên mARN, các bộ ba đối mã trên tARN và các a.a tương ứng trong pr được tổng hợp? ADN: TAX GTA XGG AAT AAG mARN: AUG XAU GXX UUAUUX tARN :UAX GUX XGG AAU AAG a.a : Met His Ala Leu Phe 2. Cơ chế phiên mã: a. Giai đoạn mở đầu: - Enzim ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch mã gốc có chiều 3’->5’ (mạch khuôn ). b. Giai đoạn kéo dài: - Enzim ARN pôlimeraza trược dọc theo mạch mã gốc trên gen có chiều 3’-5’ để tổng hợp nên mARN (theo NTBS: A-U, T-A, G-X, X- G ) theo chiều 5’-3’. c. Giai đoạn kết thúc: - Enzim di chuyển tới cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc thì dừng phiên mã ( mã kết thúc ), Phân tử mARN được giải phóng. II. Dịch mã: *KN: Là quá trình tổng hợp prôtêin. 1. Hoạt hoá axit amin: - Nhờ enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các a.a được hoạt hoá và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp a.a- tARN. 2. Tổng hợp chuỗi pôlipeptit: a. Mở đầu: - Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu - Bộ ba đối mã của phức hợp mở đầu Met-tARN(UAX) bổ sung chính xác với cođôn mở đầu (AUG) trên mARN. - Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp tạo ribôxôm hoàn chỉnh. b. Kéo dài chuỗi pôlipeptit: -Côđôn thứ 2 trên mARN gắn bổ sung với anticôđôn của phức hợp Glu-tARN(XUU)-> ribôxôm giữ vai trò như một khung đỡ mARN và phức hợp a.a- tARN với nhau, đến khi 2 a.a Met và Glu tạo nên liên kết peptit giữa chúng. -Ribôxôm dịch đi 1 côđôn trên mARN để đỡ phức hợp côđôn– anticôđôn tiếp theo cho đến khi a.a thứ 3 (Arg) gắn với a.a thứ 2 (Glu) bằng liên kết peptit. -Ribôxôm lại dịch chuyển đi một côđôn trên mARN và tiếp tục như vậy đến cuối mARN. c. Kết thúc: Khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN ( UAG, UAA, UGA) thì quá trình dịch mã hoàn tất. Axit amin mở đầu được cắt ngay khỏi chuỗi polipeptit vừa được tổng hợp nhờ enzim đặc hiệu-> Chuỗi pôlipeptit tiếp tục được hình thành các cấu trúc bậc cao hơn, trở thành pr có hoạt tính sinh học. *Lưu ý: Trong quá trình dịch mã, mARN thường gắn với nhiều ribôxôm cùng một lúc -> gọi là pôliribôxôm ( Pôlixôm )-> tăng hiệu suất tổng hợp. *KL: Cơ chế phân tử của hiện tượng di truyền được thể hiện theo sơ đồ: Phiên mã Dịch mã ADN---> mARN---->Pr--->tính trạng 4.Củng cố: GV lưu ý HS về cấu tạo của một a.a và liên kết peptit VD: R R1 Rn | | | NH2- CH – COOH + H-N- CH- COOH + ... H-N- CH- COOH. | | R R1 H Rn H | | | NH2- CH-CO-NH-CH-CO -.... –NH – CH-COOH + ( n-1) H2O \ Liên kết peptit / ( n là số a.a ) *Tỉ lệ % từng loại nu của gen - %A= %G= 50%N. Tính trên cả 2 mạch: %A+%T+%G+%X= 100%N - Số gốc P= Số nu, Số chu kì xoắn = L/3,4 = N/20 ( 1 chu kì xoắn=10 cặp nu) - Quan hệ giữa số lượng và tỷ lệ % từng loại nu với ribônu A=T= rA+ rU; %A=%T= (%rA+%rU) / 2; G=X=rG + rX; %G =%X = ( %rG+ %rX) / 2 - Mối liên hệ giữa số lượng từng loại nu của gen với số lượng từng loại rnu của m ARN tương ứng là: NTBS NTBS mARN Mạch gốccủa ADN Mạch bổ sungcủa ADN rA = T1 = A2 rU = A1 = T2 rX = G1 = X2 rG = X1 = G2 -> rA+rU=T1+A1=T1+T2=T(gen)=A(gen); -> rX+rG=X1+G1=X1+X2=X(gen)= G(gen) Phiếu học tập: Cấu trúc và chức năng của ARN Cấu trúc Chức năng ARN thông tin(m ARN) Phiên bản của gen, 1 mạch thẳng, làm khuôn mẫu cho dịch mã ở ribôx Đầu 5’có vị trí đặc hiệu gần mã mở đầu để ribôxôm nhận biết và gắn vào Chứa TT quy định tổng hợp 1 loại chuỗi pôlipeptit(sv nhân thực)hoặc n loại pr(nhân sơ) ARN v/ c ( t ARN ) Cấu trúc 1 mạch có đầu cuộn tròn,có liên kết bổ sung Mang a.a đến ribôxôm tham gia dịch mã ARN ribôxôm ( r ARN) Cấu trúc1mạch có lk bổ sung kết hợp pr tạo ribôxô 5.Bài tập: HS làm bài tập SGK + Đọc bài tiếp theo Ngày soạn:26.08.08 Ngày giảng:03.09.08 Tiết3: Điều hoà hoạt động của gen I.Mục tiêu: 1.Kiến thức: - HS nêu được khái niệm và các cấp độ điều hoà hoạt động của gen. Nắm được sự điều hoà ở sinh vật nhân sơ, ý nghĩa của sự điều hoà hoạt động của gen. - Giải thích được tại sao trong tế bào lại chỉ tổng hợp prôtêin khi cần thiết. 2. Kĩ năng: - Rèn luyện và phát triển tư duy logic và khả năng khái quát hoá cho HS. II. Công cụ phương tiện: - Sơ đồ H3.1; 3.2 SGK. III. Tiến trình bài giảng: 1. ổn định tổ chức: 12A1: 12B1: 12C1: 12V1: 2. Kiểm tra bài cũ: - Diễn biến và kết quả của quá trình phiên mã? - Quá trình dịch mã tại ribôxôm diễn ra ntn? 3. Giảng bài mới: Hoạt động Thày - Trò Nội dung ghi bảng H: Trong tế bào lúc nào thì gen hoạt động tạo ra sản phẩm? (khi cơ thể cần sản phẩm của gen). H: Làm thế nào để tế bào có thể điều khiển cho gen hoạt động đúng vào thời điểm cần thiết? GV: Đó là nhờ cơ chế điều hoà hoạt động của gen mà chúng ta sẽ ng/c trong bài hôm nay. GV: Đưa ra 1 số vd -ở động vật có vú các gen tổng hợp pr sữa chỉ hoạt động ở cá thể cái, vào giai đoạn sắp sinh và cho con bú. -ở vi khuẩn E.coli các gen tổng hợp những enzim chuyển hoá đường lactôzơ chỉ hoạt động khi môi trường có lactôzơ. H: Thế nào là điều hoà hoạt động của gen? H: Tại sao lại có sự khác nhau đó? (TB nhân sơ quá trình phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời, TB nhân thực có màng nhân nên 2 qt này xảy ra không đồng thời). H: Trong tế bào có những loại gen nào?( Gen cấu trúc, gen điều hoà, gen vận hành). GV: Trong tế bào nhân sơ các gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường đứng cạnh nhau và cùng hoạt động theo sự điều khiển của 1 gen điều hoà. Gen điều hoà có thể đứng ngay phía trước hoặc cách xa nhóm gen cấu trúc mà nó điều khiển. H: Opêron là gì? H: Ng/c H 3.1 -> nêu rõ chức năng của mỗi thành phần cấu trúc của operon lac? H: Trong 2 vùng O và P, vùng nào nằm ngay trước các gen cấu trúc? H: Hãy quan sát và đọc các chú giải trong hình 3.2a -> Mô tả hoạt động của operon lac khi mt không có lactôzơ? H: Hãy quan sát sơ đồ H 3.2b -> mô tả hoạt động các gen trong operon khi mt có lactôzơ? GV: ở tế bào nhân sơ, mỗi promoter có thể điều hoà phiên mã cho 1 cụm các gen cấu trúc (opêron), còn ở tế bào nhân thực mỗi gen có 1 promoter riêng và sau khi toàn bộ gen được phiên mã thì ARN sơ khai được sửa đổi để cắt bỏ các intron và nối các êxôn lại với nhau -> mARN trưởng thành. I.Khái quát về điều hòa hoạt động của gen 1. Khái niệm: -Điều hoà HĐ của gen chính là ĐH lượng sản phẩm của gen được tạo ra, giúp tế bào điều chỉnh sự tổng hợp pr cần thiết vào lúc cần thiết. - Phụ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cơ thể hay thích ứng với các điều kiện môi trường. 2.Các cấp độ điều hoà hoạt động của gen. Trong cơ thể, việc điều hoà hoạt động của gen có thể xẩy ra ở nhiều cấp độ: Cấp ADN, phiên mã, dịch mã, cấp sau dịch mã. *Tế bào nhân sơ: chủ yếu ở cấp độ phiên mã *Tế bào nhân thực: ở tất cả các cấp độ. II. điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ. *Khái niệm operôn: Là cụm gen cấu trúc có liên quan về chức năng, có chung một cơ chế điều hoà. 1.Mô hình cấu trúc của opêron lac. * Z,Y,A: Các gen cấu trúc quy định tổng hợp các enzim tham gia vào các phản ứng phân giải đường lactôzơ có trong môi trường để cung cấp năng lượng cho tế bào. * O (operator): Vùng vận hành là trình tự nu đặc biệt, tại đó pr ức chế có thể liên kết ngăn cản sự phiên mã. * P( prômoter): Vùng khởi động, nơi mà ARN pôlimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã. Lưu ý: Một gen khác không nằm trong thành phần của opêron, R – gen điều hoà: đóng vai trò quan trọng trong điều hoà hoạt động các gen của operon -> Khi hoạt động sẽ tổng hợp nên pr ức chế và liên kết với vùng vận hành -> ngăn cản phiên mã các gen trong operon. 2. Sự điều hoà hoạt động của operon lac. * Khi môi trường không có lactôzơ: Gen điều hoà R kiểm soát tổng hợp pr ức chế. Pr này có ái lực với vùng vận hành nên gắn vào vùng vận hành O gây ức chế phiên mã các gen cấu trúc Z, Y, A -> các gen này không hoạt động. *Khi môi trường có Lactôzơ: Gen điều hoà R kiểm soát tổng hợp pr ức chế. Lactozơ với vai trò là chất cảm ứng gắn với pr ức chế làm biến đổi cấu hình không gian 3 chiều của pr ức chế nên nó không thể gắn vào vùng vận hành O-> ARN pôlimeraza có thể liên kết với vùng khởi động ( promoter) để tiến hành phiên mã, sau đó các phân tử mARN của các gen cấu trúc được dịch mã tạo ra các enzim phân giải đường lactôzơ. - Khi đường lactôzơ bị phân giải hết thì pr ức chế lại liên kết với vùng vận hành và quá trình phiên mã bị dừng lại. 4. Củng cố:HS đọc phần ghi nhớ trong SGK. 5. Bài tập: Trả lời câu hỏi SGK + Đọc trước bài tiếp theo. Ngày soạn:27.08.2008 Ngày giảng:09.09.2008 Tiết 4: Đột biến gen I.Mục tiêu: 1.Kiến thức: - HS trình bày được khái niệm đột biến gen, nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gen, đặc điểm đột biến gen. 2. Kĩ năng: - Tích hợp giáo dục môi trường, giải thích một số hiện tượng thực tế trong đời sống. II. Công cụ phương tiện: - H4.1, 4.2 phóng to; Phiếu học tập; Tranh ảnh về đột biến: Ung thư da ở người. dị dạng ở lợn, thân cây lùn ở lúa.... III. Tiến trình bài giảng: 1. ổn định tổ chức: 12A1: 12B1: 12C1: 12V1: 2. Kiểm tra bài cũ: - Thế nào là phiên mã? trình bày cơ chế của quá trình phiên mã? - Dịch mã là gì? Làm bài tập 4 SGK a. 5’GXT XTT AAA GXT3’ 3’ XGA GAA TTT XGA5’ ( Mạch gốc) 5’ GXU XUU AAA GXU3’ (mARN ) Ala – Leu – Lys – Ala ( trình tự a.a trong pr ) b. Leu – Ala – Val – Lys. Vì có nhiều bộ ba cùng mã hoá 1 a.a nên có thể có nhiều đáp án khác nhau. vd: UUA GXU GUU AAA ( mARN ) 3’AAT XGA XAA TTT5’ 5’TTA GXT GTT AAA3’ => ADN 3. Giảng bài mới. Hoạt động Thày - Trò Nội dung ghi bảng GV: yêu cầu HS đọc mục 1 sgk -> Trình bày kn ĐBG? Tại sao gọi là đột biến điểm? HS: Quan sát tranh ảnh và đưa ra nhận xét. H: Tần số ĐBG tự nhiên là lớn hay nhỏ? Có thể thay đổi tần số này không? GV: Yêu cầu Hs nghiên cứu nội dung sgk kết hợp với kiến thức đã học ở lớp 9 -> hoàn thành phiếu học tập số 1 HS: Thảo luận theo nhóm.Đại diện nhóm trình bày, các nhóm khác bổ sung. H: Tại sao cùng là đột biến thay thế 1 cặp nu mà có trường hợp ảnh hưởng đến cấu trúc pr, có trường hợp không?yếu tố quyết định điều này là gì? HS: Yếu tố quyết định là bộ ba mã hoá a.a có bị thay đổi không? bộ ba sau đb có quy định a.a mới không? GV: Minh hoạ bằng sơ đồ sau. MG: -XGA-GAA-TTT-XGA- mARN:-GXU-XUU-AAA-GXU- a.a : - Ala- Leu- Lys - Ala- * Thay A ở vị trí số 5 bằng X MG: - XGA-GXA-TTT-XGA- mARN:-GXU-XGU-AAA-GXU- a.a :- Ala- Arg- Lys- Ala – * Thêm A sau nu thứ 3 mạch gốc MG: -XGA-AGA-ATT-TXG-A- mARN:-GXU-UXU-UAA-AGX-U- a.a :-Ala- Ser- KT H: Trong các dạng đột biến trên dạng nào gây hậu quả lớn hơn? giải thích? HS: đột biến thay thế 1 cặp nu chỉ làm thay đổi 1a.a, đột biến thêm hay mất 1nu dẫn tới tạo ra mARN mà ở đó khung đọc dịch đi 1nu bắt đầu từ vị trí xảy ra đb -> côđôn khác thường -> Trình tự a.a khác thường-> nghiêm trọng. H: Trình bày những nguyên nhân dẫn đến ĐBG? GV: Đưa ra 2 sơ đồ về cơ chế phát sinh đột biến “ Sự kết cặp không đúng trong nhân đôi ADN” Yêu cầu HS chỉ ra sơ đồ đúng và giải thích. GV: Đột biến phát sinh sau mấy lần ADN tái bản? Yêu cầu HS điền tiếp vào phần nhánh dòng kẻ còn để trống trong hình, đó là cặp nu nào? H: Hậu quả và ý nghĩa của ĐBG? I.Khái niệm và các dạng đột biến gen 1. Khái niệm: * Đột biến gen là những biến đổi nhỏ trong câú trúc của gen liên quan đến một ( đột biến điểm ) hay một số cặp nu. - Mỗi đột biến gen dẫn đến thay đổi trình tự nu tạo ra các alen khác nhau. - Đa số đột biến gen tự nhiên là có hại, phải hạn chế sự xuất hiện. Một số có lợi hoặc trung tính. - Tần số ĐBG tự nhiên là rất thấp. Tần số này có thể thay đổi do yếu tố môi trường. * ĐBG có thể xẩy ra ở tế bào sinh dưỡng hoặc tế bào sinh dục. * Cá thể mang gen đột biến đã biểu hiện ra kiểu hình gọi là thể đột biến. 2. Các dạng đột biến gen. ( Phiếu học tập ) II.Nguyên nhân và cơ chế phát sinh Đột biến gen. 1.Nguyên nhân. -Do tác nhân vật lí, hoá hay sinh học ở ngoại cảnh ( Tia phóng xạ, tia tử ngoại, sốc nhiệt, các hoá chất, một số vi rút...). - Rối loạn sinh lí, hoá sinh trong tế bào. 2. Cơ chế phát sinh ĐBG a. Sự kết cặp không đúng trong nhân đôi ADN( Không hợp đôi). - Bazơ nitơ thuộc dạng hiếm(hỗ biến) có những vị trí liên kết hiđrô bị thay đổi khiến chúng kết cặp không đúng khi tái bản làm phát sinh đột biến. b.Tác động của các tác nhân gây đột biến. - Tác nhân vật lí ( tử ngoại): ĐBG - Tác nhân hoá học ( 5BU): Thay thế cặp A-T= G-X. - Tác nhân sinh học(1 số virut):ĐBG III. Hậu quả và ý nghĩa của ĐBG 1.Hậu quả: - Đa số có hại, giảm sức sống: gen đột biến làm rối loạn qúa trình sinh tổng hợp pr. - Một số có lợi hoặc trung tính. 2. Vai trò và ý nghĩa của đột biến gen: a. Đối với tiến hoá: - Làm xuất hiện các alen