Bài giảng môn Sinh học Lớp 12 - Bài 1: Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN - Nguyễn Huy Hùng

Phaàn 5: DI TRUYỀN HỌC Chöông I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
GIÁO VIÊN GIẢNG DẠY: .............................. 
Thiết kế : Nguyễn Huy Hùng 
Nhóm Sinh Viên : : Lớp 49A Toán 
Trường : Đại Học Vinh 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN) 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
1. Khái niệm 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
GEN 
ADN 
Gen là gì ? 
- Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hoá một sản phẩm xác định (chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN). 
- Ví dụ: gen Hbα, gen tARN ... 
I. GEN 
Tại sao phân tử ADN vừa đa dạng lại vừa đặc thù ? 
Mô tả cấu trúc của ADN? 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
 1. Khái niệm 
 I. GEN 
Vùng điều hoà 
Vùng mã hoá 
Vùng kết thúc 
Mã hoá các axit amin . 
5’ 
Mạch mã gốc 3’ 
Mạch bổ sung 5’ 
3’ 
 2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc : 
Vị trí và chức năng của vùng điều hòa ? 
Chức năng của vùng mã hóa ? 
Nằm ở đầu 3' của mạch mã gốc, giúp ARN - polimeraza nhận biết và liên kết để khởi động quá trình phiên mã. 
Vùng điều hòa 
Vùng kết thúc 
Vùng mã hóa 
Không phân mảnh 
Intron 
Exon 
Exon 
Exon 
Intron 
Vùng điều hòa 
Vùng kết thúc 
Vùng mã hóa 
TẾ BÀO NHÂN SƠ 
TẾ BÀO NHÂN THỰC 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
1. Khái niệm 
I. GEN 
2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc : 
Nằm ở đầu 3' của mạch mã gốc, giúp ARN - polimeraza nhận biết và liên kết để khởi động quá trình phiên mã. 
Nằm ở đầu 5' của mạch mã gốc, mang tín hiệu kết thúc phiên mã. 
Vùng điều hoà 
Vùng mã hoá 
Vùng kết thúc 
Mã hoá các axit amin . 
5’ 
Mạch mã gốc 3’ 
Mạch bổ sung 5’ 
3’ 
- Ở SV nhân sơ : vùng mã hóa liên tục ( gen không phân mảnh ). 
- Ở SV nhân thực : vùng mã hóa không liên tục ( gen phân mảnh ). 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
1. Khái niệm 
I. GEN 
2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc : 
Vị trí và chức năng của vùng kết thúc ? 
Vùng điều hoà 
Vùng kết thúc 
Vùng mã hoá 
Không phân mảnh 
Vùng điều hoà 
Vùng kết thúc 
Vùng mã hoá 
Intron 
( Đoạn không mã hóa ) 
Exon 
Exon 
Exon 
Intron 
( Đoạn không mã hóa ) 
1. 
Gen cấu trúc ở sinh vật nhân thực 
2. 
Gen cấu trúc ở sinh vật nhân sơ 
Mã di truyền 
Gen cấu tạo từ các nucleotit , prôtein được cấu tạo từ các aa . Vậy làm thế nào mà gen quy định tổng hợp prôtein được ? 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
A T G X A T G T A X G A X T mạch bổ sung 
T A X G T A X A T G X T G A mạch mã gốc 
A U G X A U G U A X G A X U mARN 
 Met His Val Arg   pôlipeptit 
3 nu 
1aa 
3 nu 
ADN 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
1. Khái niệm : 
Mã di truyền là gì ? 
Là trình tự các nuclêôtit trong gen quy định trình tự các axit amin (aa) trong phân tử prôtêin (cứ 3 nuclêôtit đứng kế tiếp nhau trong gen quy định 1 aa). 
BẢNG MÃ DI TRUYỀN 
- ADN có mấy loại nucleotit ?- Prôtein có bao nhiêu aa ?- Nếu 1 nucleotit mã hoá cho 1 aa thì có bao nhiêu tổ hợp đã đủ mã hoá cho 20 loại aa chưa ?- Vậy phải cần mấy nucleotit mã hoá cho 1 aa ? tại sao ? ? Từ đó cho ta kết luận được điều gì ? 
Tại sao mã di truyền là mã bộ ba ? 
Mã di truyền là mã bộ ba 
Tìm mối liên hệ giữa ADN - ARN - prôtein ? 
Có bao nhiêu mã bộ ba ? 
Cách đọc mã di truyền trên 1 gen ? 
Một bộ ba mã hoá được mấy aa ? Có trường hợp nào đặc biệt không ? 
Có phải mỗi aa đều chỉ do một bộ ba mã hoá quy định ? 
2 Mã di truy ền là mã bộ ba 
Có 64 mã bộ ba , trong đó có 3 bộ ba không mã hoá aa nào ( các bộ ba k ết thúc ): UAA, UAG, UGA ; m ột bộ ba AUG là mã mở đ ầu mã hoá aa metiônin ( sv nhân th ực ), mã hoá foocmin mêtiônin ( sv nhân sơ) 
 3. Đ ặc đi ểm chung c ủa mã di truy ền 
Mã di truy ền đư ợc đ ọc từ m ột đi ểm xác đ ịnh theo t ừng bộ ba (không g ối lên nhau). 
Mã di truyền có tính phổ biến ( tất cả các loài đều có chung 1 bộ mã di truyền , trừ một vài ngoại lệ ). 
Mã di truyền có tính đặc hiệu (1 bộ ba chỉ mã hoá cho 1 loại aa ). 
Mã di truyền mang tính thoái hoá ( nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hóa một loại aa , trừ AUG và UGG ). 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
1. Khái niệm 
Nêu các đặc điểm chung của mã di truyền? 
 2. Mã di truyền là mã bộ ba 
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN) 
CHU KÌ TẾ BÀO 
 Quá trình nhân đôi ADN diễn ra vào giai đoạn nào trong chu kì tế bào ? 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
ADN mẹ 
Enzim mở xoắn 
ADN polimeraza 
Mạch khuôn 
Mạch mới tổng hợp 
Đoạn Okazaki 
Đoạn mồi 
Enzim mở xoắn 
 ARN polimeraza 
tổng hợp mồi 
ADN 
polimeraza 
Enzim nối 
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN) 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
Quá trình nhân đôi của ADN gồm mấy bước? Diễn biến chính của mỗi bước? 
Gồm 3 bước : 
Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN. 
Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới . 
Bước 3: Hai phân tử ADN được tạo thành . 
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN) 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
ADN mẹ 
Enzim mở xoắn 
ADN polimeraza 
Mạch khuôn 
Mạch mới tổng hợp 
Đoạn Okazaki 
Đoạn mồi 
Enzim mở xoắn 
 ARN polimeraza 
tổng hợp mồi 
ADN 
polimeraza 
Enzim nối 
Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN: 
Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tạo nên chạc nhân đôi (hình chữ Y) và để lộ 2 mạch khuôn. 
Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới: 
- ADN-polimeraza xúc tác hình thành mạch đơn mới theo chiều 5'-3' (ngược chiều với mạch khuôn). Các nucleotit của môi trường nội bào liên kết với mạch làm khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A-T, G-X). 
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN) 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN: 
Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới: 
Nêu nội dung của nguyên tắc bổ sung? 
X 
G 
X 
T 
A 
G 
T 
A 
X 
G 
X 
T 
A 
G 
T 
A 
A 
X 
G 
T 
A 
X 
G 
X 
T 
A 
G 
T 
A 
A 
- Trên mạch mã gốc (3'-5') mạch mới được tổng hợp liên tục. 
- Trên mạch bổ sung (5'-3') mạch mới được tổng hợp gián đoạn tạo nên các đoạn ngắn (đoạn ôkazaki), sau đó các đoạn okazaki được nối lại với nhau nhờ enzim nối (ligaza). 
ADN mẹ 
Enzim mở xoắn 
ADN polimeraza 
Mạch khuôn 
Mạch mới tổng hợp 
Đoạn Okazaki 
Đoạn mồi 
Enzim mở xoắn 
 ARN polimeraza 
tổng hợp mồi 
ADN 
polimeraza 
Enzim nối 
 Tại sao có hiện tượng một mạch được tổng hợp liên tục , một mạch được tổng hợp ngắt quãng ? 
Vì ADN-polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5'-3'. 
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN) 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN: 
Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới: 
Bước 3: Hai phân tử ADN con được tạo thành: 
Các mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoắn đến đó tạo thành phân tử ADN con, trong đó một mạch mới được tổng hợp còn mạch kia là của ADN ban đầu (nguyên tắc bán bảo tồn). 
ADN mẹ 
Enzim mở xoắn 
ADN polimeraza 
Mạch khuôn 
Mạch mới tổng hợp 
Đoạn Okazaki 
Đoạn mồi 
Enzim mở xoắn 
 ARN polimeraza 
tổng hợp mồi 
ADN 
polimeraza 
Enzim nối 
Nguyên tắc bán bảo tồn 
Đảm bảo tính ổn định về vật liệu di truyền giữa các thế hệ tế bào. 
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN) 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
I. GEN 
II. MÃ DI TRUYỀN 
Nếu gọi k là số đợt nhân đôi ADN, n là số ADN ban đầu . Hãy cho biết tổng số ADN con được tạo ra ? 
Từ 1 ADN mẹ qua 1 lần nhân đôi tạo ra 2 = 2 1 ADN con. 
Từ 1 ADN mẹ qua 2 lần nhân đôi tạo ra 4 = 2 2 ADN con. 
Từ 1 ADN mẹ qua 3 lần nhân đôi tạo ra 8 = 2 3 ADN con. 
Từ 1 ADN mẹ qua k lần nhân đôi tạo ra 2 k ADN con. 
Từ n ADN ban đầu qua k lần nhân đôi tạo ra n.2 k ADN con. 
 CỦNG CỐ, LUYỆN TẬP 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
Công thức giải bài tập: 
- Tính chiều dài: L = x 3,4 (A 0 ) 
- Tính số lượng nu của gen: N = A + T + G + X = 2A + 2G = 2T + 2X 
- Tính khối lượng: M = N x 300 (đvC) 
Tính số nu mỗi loại: theo NTBS: A = T; G = X A + G = T + X = N/2 
- Tính số nu mỗi loại trên mỗi mạch: A1 + T1 + G1 + X1 = A2 + T2 + G2 + X2 = N/2; 
A1 = T2; A2 = T1; G1 = X2; G2 = X1 
 A = T = A1 + A2 = T1 + T2 = ; G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = . 
 A + G = hay 2A + 2G = N 
HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC Ở NHÀ 
- Học bài , trả lời câu hỏi SGK. 
- Một phân tử ADN ban đầu tự nhân đôi 3 lần thì thu được bao nhiêu ADN con? 
- Nếu ADN đó có tổng số nucleotit là 3000 nucleotit thì quá trình nhân đôi đó cần nguyên liệu của môi trường là bao nhiêu nucleotit tự do? 
Hoàn thành phiếu học tập bài tiếp theo . 
- Đọc bài mới trước khi tới lớp . 
TIẾT 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN 
PHIẾU HỌC TẬP 
Cấu trúc 
Chức năng 
mARN 
tARN 
rARN 
Bài học hôm nay đến đây kết thúc , chúc các em học tốt ! 
Trường Đại Học Vinh