CHƯƠNG I - CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Bài GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐƠI CỦA ADN I Vị trí Vốn kiến thức học sinh học - Vị trí, cấu trúc hóa học khơng gian phân tử DNA - Chức DNA - Vật chất di truyền sinh vật nhân sơ, virus Vị trí chương - Sau nghiên cứu cấu trúc sở vật chất di truyền cấp độ thể cấp độ tế bào chương trình sinh học 10, chương nghiên cứu chức vật chất di truyền lưu trữ thơng tin di truyền, truyền đạt thông tin di truyền biến đổi thông tin di truyền Trong nghiên cứu xem thông tin di truyền mã hóa cách thơng tin di truyền truyền đạt qua hệ nào? II Mục tiêu Sau học xong này, học sinh phải đạt yêu cầu sau Kiến thức - Phát biểu khái niệm "gene" - Trình bày vị trí vai trò thành phần gene cấu trúc - So sánh gene sinh vật nhân sơ sinh vật nhân chuẩn - Phát biểu khái niệm mã di truyền trình bày đặc điểm mã di truyền liên quan đến chức mã hóa thơng tin - Trình bày diễn biến q trình nhân đơi DNA sinh vật nhân sơ - Trình bày chế kể tên ngun tắc q trình nhân đơi DNA Kĩ - Phân tích kênh hình sách giáo khoa - Làm việc với phiếu học tập - Thảo luận trình bày kết Thái độ - Hình thành niềm thích mơn học III Cấu trúc nội dung - Gene đoạn phân tử DNA mang thơng tin mã hóa cho sản phẩm định (chuỗi polypeptit hay phân tử RNA) - Gene cấu trúc bao gồm ba phần: Vùng điều hòa (nằm đầu 3' mạch mang mã gốc); Vùng mã hóa nằm giữa; Vùng kết thúc (nằm đầu 5' mạch mã gốc cuối gene) - Gene sinh vật nhân sơ thường có cấu trúc khơng phân mảnh, tức gene mã hóa liên tục Gene sinh vật nhân chuẩn thường có cấu trúc phân mảnh bao gồm đoạn khơng mã hóa (intron) nằm xen kẽ với đoạn mã hóa (exon) - Mã di truyền trình tự xếp nucleotit gene quy định trình tự xếp acid amin chuỗi polypeptit - Đặc điểm mã di truyền + Mã di truyền đọc từ điểm xác định theo ba (không gối lên nhau) + Mã di truyền có tính phổ biến (hầu hết lồi có chung mã di truyền) + Mã di truyền có tính đặc hiệu (một ba mã hóa loại acid amin) + Mã di truyền có tính thối hóa (nhiều ba khác mã hóa cho acid amin, trừ AUG UGG - Q trình nhân đơi DNA sinh vật nhân sơ diễn theo ba bước + Bước 1: Tháo xoắn phân tử DNA nhờ enzyme tháo xoắn, hai mạch đơn phân từ DNA tách tạo nên chạc tái hình Y lộ hai mạch khuôn + Bước 2: Tổng hợp mạch DNA DNA polymerase xúc tác hình thành mạch đơn theo chiều 5' → 3' (ngược chiều với mạch làm khuôn) Các nucleotit môi trường nội bào liên kết với mạch làm khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A-T; GX) Trên mạch mã gốc (3' → 5') mạch tổng hợp liên tục Trên mạch bổ sung (5' → 3') mạch tổng hợp gián đoạn tạo nên đoạn ngắn (đoạn Okazaki), sau đoạn Okazaki nối với nhờ enzyme nối + Bước 3: Hai phân từ DNA tạo thành Các mạch đơn tổng hợp đến đâu hai mạch đơn xoắn đến tạo thành phân tử DNA con, có mạch tổng hợp mạch phân tử DNA ban đầu - Các nguyên tắc trình nhân đôi DNA: Nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc bán bảo toàn, nguyên tắc bán liên tục - Ở sinh vật nhân thực q trình nhân đơi xảy nhiều điển khởi đầu tái có tham gia nhiều loại enyme IV Phương pháp, phương tiện Phương pháp - Vấn đáp tái - Vấn đáp tìm tòi, - Hướng dẫn nghiên cứu sách giáo khoa - Làm việc với phiếu học tập Phương tiện - Bảng mã di truyền - Tranh mô tả q trình nhân đơi DNA V Hoạt động dạy - học Đặt vấn đề: Toàn vật chất di truyền thừa hưởng từ bố mẹ, nhiên đặc điểm vật chất di truyền quy định biểu lại đa dạng, giống với bố mẹ, khác với bố mẹ Vậy chế tạo nên điều có ý nghĩa gì? nghiên cứu chương I - Cơ chế di truyền biến dị Trong đời sống xã hội nay, thơng tin mã hóa dạng cơng cụ tuyệt vời chữ viết, thực hình thức mã hóa thơng tin Các em biết khơng giới tự nhiên có hình thức mã hóa thơng tin ưu việt mà ai có, hình thức mã hóa thơng tin di truyền Và để xem hình thức mã hóa hoạt động theo quy luật nghiên cứu ngày hôm nay, Gene, mã di truyền trình nhân đơi DNA Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung Hoạt động 1: Phân tích ví dụ, hình thành khái niệm gene GV: Trong dân gian thường có câu "Giỏ nhà quai nhà nấy" hay "Con nhà tông không giống lông giống cánh" điều nói lên điều gì? thuật ngữ gene nghe đến nhiều gene gì? có liên quan đến phần acid nucleic học lớp 10? I Gene GV: Yêu cầu học sinh đọc mục I.1 sách giáo khoa theo dõi sơ đồ sau trình tự biểu thơng tin di truyền thể sinh vật Phân loại: Khái niệm Gene đoạn phân tử ADN mang thơng tin mã hóa cho sản phẩm định (chuỗi polypeptit hay phân tử ARN) Ví dụ: - Theo chức sản phầm gene phân chia thành gene cấu trúc gene điều hòa Cấu trúc chung gene cấu trúc + Vùng diều hòa nằm đầu 3' mạch mã gốc + Vùng mã hóa nằm GV: Qua sơ đồ vẽ em có nhận xét + Vùng kết thúc nằm đầu 5' mạch trình tự biểu thông tin di truyền? mã gốc HS: Quan sát trả lời Đặc điểm gene sinh vật nhân sơ GV: Như phân tử RNA tổng hợp nhân chuẩn từ phân tử DNA Vậy phân tử RNA - Vùng mã hóa gene sinh vật nhân tổng hợp từ đoạn hay tồn sơ có tính liên tục hay khơng phân mảnh phân tử DNA? - Vùng mã hóa gene sinh vật nhân HS: Suy nghĩ trả lời chuẩn có tính gián đoạn (phân mảnh) GV: Như qua việc phân tích sơ đồ thành đoạn mã hóa (Exon) em phát biểu khái đoạn khơng mã hóa (Intron) niệm gene? HS: phát biểu khái niệm gene GV: Em lấy ví dụ gene HS: Lấy ví dụ GV: Qua việc lấy ví dụ phân loại gene thành loại nào? lại phân loại vậy? HS: Trả lời GV: Gene điều hòa nghiên cứu kĩ điều hòa sinh tổng hợp protein Về gene cấu trúc em nghiên cứu hình 1.1 sách giáo trar lời câu hỏi - Một gene cấu trúc bao gồm thành phần nào? - Vị trí thành phần gene cấu trúc - Chức thành phần gì? HS: phân tích hình trả lời GV: Em nghiên cứu tiếp nội dung sách giáo khoa cho biết khác gene cấu trúc sinh vật nhân sơ sinh vật nhân chuẩn gì? HS: Đọc sách giáo khoa trả lời Hoạt động 2: Làm việc với sách giáo khoa trả lời câu hỏi GV: Các em biết người loài sinh vật sử dụng ngôn ngữ để giao tiếp Vậy ngôn ngữ thơng tin di truyền mã hóa nghiên cứu phần mã di truyền II Mã di truyền Khái niệm Mã di truyền trình tự xếp nucleotit gene quy định trình tự xếp acid amin chuỗi polypeptit GV: Một em nhắc lại cấu trúc phân tử Đặc điểm chung mã di truyền acid nucleic học chương trình - Mã di truyền mã ba lớp 10 HS: nhắc lại kiến thức - Mã di truyền đọc từ điểm xác định liên tục ba nucleotit GV: Theo sơ đồ biểu thông tin di truyền biết trình tự nucleotide - Mã di truyền có tính thối hóa phân tử DNA tương ứng với trình tự - Mã di truyền có tính phổ biến nucleotit phân tử RNA tương ứng - Có mã mở đầu AUG (Methyonin) với trình tự acid amin chuỗi ba mã kết thúc UAA, UAG, UGA polypepetit tổng hợp từ gene Từ em cho biết mã di truyền? Em so sánh với mã chữ viết người nào? HS: Trả lời GV: ADN cấu tạo nên từ loại nucleotit mà protein cấu tạo từ 20 loại acid amin, mã di truyền phải cấu tạo để thực chức mã hóa thơng tin? HS: Suy nghĩ GV: Phân tích nội dung sách giáo khoa mục II em tìm đặc điểm mã di truyền HS: Nghiên cứu sách giáo khoa thực yêu cầu GV: Nghiên cứu bảng Bảng mã di truyền sách giáo khoa đưa cách sử dụng bảng nào? HS: Nghiên cứu trả lời Hoạt động 3: Làm việc với phiếu học tập, nghiên cứu ngun tắc chế q trình nhân dơi ADN GV: Phát phiếu hoạt động học tập cho học III Q trình nhân đơi ADN (tái sinh yêu cầu học sinh nghiên cứu trả ADN) lời câu hỏi - Q trình nhân đơi ADN diễn - q trình nhân đơi ADN diễn vào pha S kì trung gian chu kì tế vào giai đoạn chu kì tế bào? bào thực chức truyền đạt thông - Sự nhân đôi ADN biểu chức tin di truyền hệ tế bào hệ thể vật chất di truyền? - Những u cầu q trình nhân dơi - Các thành phần tham gia vào trình ADN nguyên tắc cần thực nhân đôi ADN: Mạch ADN mẹ, để đảm bảo yêu cầu đó? enzyme tham gia vào q trình nhân đơi, GV: yêu cầu học sinh nghiên cứu sách nucleotit tự mơi trường nội giáo khoa mục III hồn thành phiếu học bào lượng ATP tập trả lời câu hỏi - Các nguyên tắc: HS: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa + Nguyên tắc bổ sung hoàn thành yêu cầu giáo viên + Nguyên tắc bán bảo toàn GV: Như em biết sinh vật nhân + Nguyên tắc bán liên tục chuẩn có cấu trúc vật chất di truyền lớn - Diễn biến giai đoạn: phức tạp nhiều so với sinh vật nhân sơ Vậy q trình nhân đơi ADN + Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN nhờ sinh vật nhân chuẩn có điểm khác so enzyme tháo xoắn, hai mạch đơn phân tử ADN tách tạo chạc tái với sinh vận nhân sơ? để lộ hai mạch khuôn HS: Nghiên cứu sách giáo khoa trả lời + Bước 2: Tổng hợp mạch ADN câu hỏi bổ sung với mạch khn theo chiều 5' - 3' GV: Em thấy có mối liên hệ xúc tác enzyme ADN q trình nhân đơi ADN tế bào với polymerase Mạch mã gốc (3' - 5') trình in sách từ gốc? tổng hợp liên tục; Mạch bổ sung với mạch HS: Trả lời mã gốc (5' - 3') tổng hợp gián đoạn tạo nên đoạn ngắn (Okazaki) sau đoạn Okazaki nối với enzyme nối + Bước 3: Kết thúc q trình nhân đơi hai phân tử ADN tạo thành Trong phân tử có mạch tổng hợp mạch phân tử ADN mẹ ban đầu - Ở tế bào nhân thực với hệ gene có kích thước lớn cấu tạo phức tạp, q trình nhân đơi ADN diễn nhanh xác nhờ việc q trình nhân đơi xảy nhiều điểm khởi đầu VI Củng cố Câu hỏi tự luận Một đoạn ADN có chứa gốc bazơnitric với trật tự sau: A–G –X–T–X –A T– X–G –A– G–T Tiến hành thí nghiệm, người ta cho phân tử ADN tái sinh mơi trường chứa Nu tự có đánh dấu (kí hiệu A*, T*, G*, X*) để hệ ADN thứ Các phân tử ADN hệ sau tái sinh mơi trường chứa Nu đánh dấu sản sinh hệ thứ hai Viết đoạn ADN tái sinh hệ thứ thứ hai? Có xuất hiện tượng sau số hệ tái sinh, tất phân tử ADN hoàn toàn cấu trúc từ Nu đánh dấu khơng? Vì sao? Nếu phân tử ADN nhân đơi lần liên tiếp tạo ADN con? Tính số Nu mà môi trường nội bào cung cấp cho q trình đó? Câu hỏi trắc nghiệm Câu Giả sử gen cấu tạo từ loại nuclêôtit G X Trên mạch gốc gen có tối đa: A loại mã ba B loại mã ba C 16 loại mã ba D 32 loại mã ba Câu Nói có loại gen là: gen cấu trúc gen điều hòa hay sai? (S) Câu Số mã ba chịu trách nhiệm mã hóa cho axit amin là: A 20 B 61 C 32 D 64 Câu Định nghĩa sau đầy đủ gen: A Một đoạn phân tử ADN mang thông tin cho việc tổng hợp prơtêin quy định tính trạng B Một đoạn phân tử ADN tham gia vào chế điều hòa sinh tổng hợp prơtêin C Một đoạn phân tử ADN chịu trách nhiệm tổng hợp loại ARN thông tin, vận chuyển ribôxôm D Một đoạn phân tử ADN mang thơng tin mã hóa cho sản phẩm định Sản phẩm phân tử ARN hay chuỗi pôlipeptit phân tử prôtêin Câu Với loại Nu: A, T, G, X có mã ba khơng có G: A 27 mã ba B.64 mã ba C 32 mã ba D 16 mã ba ... học tập cho học III Quá trình nhân đơi ADN (tái sinh u cầu học sinh nghiên cứu trả ADN) lời câu hỏi - Q trình nhân đơi ADN di n - q trình nhân đơi ADN di n vào pha S kì trung gian chu kì tế vào... lồi sinh vật sử dụng ngơn ngữ để giao tiếp Vậy ngôn ngữ thông tin di truyền mã hóa nghiên cứu phần mã di truyền II Mã di truyền Khái niệm Mã di truyền trình tự xếp nucleotit gene quy định trình. .. chung mã di truyền acid nucleic học chương trình - Mã di truyền mã ba lớp 10 HS: nhắc lại kiến thức - Mã di truyền đọc từ điểm xác định liên tục ba nucleotit GV: Theo sơ đồ biểu thông tin di truyền