Giáo án Sinh học Lớp 12 - Phần 5: Di truyền học - Lê Thị Phương Thảo

n 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 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 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 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 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: - 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 cho 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? GV 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 Nc ví dụ kết hợp với SGK suy nghĩ để trả lời câu hỏi. 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 - 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 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 II. Mã di truyền 1 Khái niệm VD : 1 đoạn mã di truyền MDT là trình tự sắp xếp các Nuclêôtit trong gen ( trong mạch khuôn ) quy định trình tự sắp xếp các aa trong prôtêin. Mã di truyền là mã bộ ba 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 Đặc điểm chung. - 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 ba 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. - 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. - 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 điểm 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? 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... - 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 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 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 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 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 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 - 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 ADN 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 2n ADN con Nếu có k phân tử ADN thì sau n lần nhân đôi tạo ra k.2n 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.