Bài giảng môn Sinh học Lớp 12 - Bài 3: Điều hoà hoạt động gen - Phạm Văn An

Giáo viên giảng dạy : Phạm Văn An 
Trường THPT Hoà Phú – Chiêm Hoá – Tuyên Quang 
ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
TIẾT 3 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 2. Liên kết giữa các axit amin trong phân tử prôtêin là: 
 a. liên kết hiđrô. b. liên kết hóa trị. 
 c. liên kết ion. 
d. liên kết peptit. 
Câu 1. Giả sử một phần đoạn mARN có trình tự các nuclêôtit như sau: 
	3' XGA GAA TTT XGA 5' 
	5' GXT XTT AAA GXT 3' 
Xác định trình tự các a.a trong chuỗi polipeptit được tổng hợp từ đoạn gen nói trên? 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
1. Khái niệm về điều hoà hoạt động của gen: 
Thế nào là điều hoà hoạt động của gen? 
Là quá trình điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo ra. 
 Ví dụ : 
- Ở thú , các gen tổng hợp prôtêin sữa chỉ hoạt động ở cá thể cái , vào giai đoạn sắp sinh và nuôi con bằng sữa . 
 Ở E.coli các gen tổng hợp enzim chuyển hoá đường lactôzơ chỉ hoạt động khi môi trường có lactôzơ . 
- Người có khoảng 25000 gen , chỉ có 1 số gen hoạt động , phần lớn gen ở trạng thái không hoạt động → tổng hợp prôtêin vào lúc thích hợp . 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
1. Khái niệm về điều hoà hoạt động của gen: 
2. Các cấp độ điều hoà hoạt động của gen: 
- Tế bào nhân sơ: chủ yếu là cấp độ phiên mã. 
- Tế bào nhân thực: có ở tất cả các cấp độ. 
Tại sao điều hoà hoạt động gen ở tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực lại khác nhau? 
Tế bào nhân sơ quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời. Tế bào nhân thực có màng nhân nên 2 quá trình xảy ra không đồng thời. 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
Các nhà khoa học phát hiện ra cơ chế hoạt động 
của opêron Lac ở E.Coli 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
Thế nào là một ôpêron? 
Operon là một cụm gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường được phân bố thành từng cụm và có chung một cơ chế điều hoà. 
Vùng vận hành 
Vùng khởi động 
Z 
Y 
A 
Gen điều hoà 
ADN 
O 
P 
R 
P 
Opêron 
Các gen cấu trúc (Z, Y, A) 
có liên quan về chức năng 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
Vùng vận hành 
Vùng khởi động 
Z 
Y 
A 
Gen điều hoà 
ADN 
O 
P 
R 
P 
Opêron 
Các gen cấu trúc (Z, Y, A) 
có liên quan về chức năng 
Một ôpêron gồm có mấy vùng, vị trí và chức năng của mỗi vùng đó? 
Một Ôpêron Lac gồm 3 vùng: vùng khởi động, vùng vận hành và vùng mã hóa. 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
Vùng vận hành 
Vùng khởi động 
Z 
Y 
A 
Gen điều hoà 
ADN 
O 
P 
R 
P 
Opêron 
Các gen cấu trúc (Z, Y, A) 
có liên quan về chức năng 
+ Vùng khởi động - P(promoter) nằm trước vùng vận hành, là vị trí tương tác của ARN - polimeraza để khởi đầu sự phiên mã. 
+ Vùng vận hành - O(operator) nằm kề trước gen cấu trúc, là vị trí tương tác với prôtêin ức chế làm ngăn cản sự phiên mã. 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
+ Vùng mã hoá (các gen cấu trúc): nằm liền kề nhau kiểm soát sự tổng hợp các enzim tham gia phản ứng phân giải đường lactôzơ. 
Vùng vận hành 
Vùng khởi động 
Z 
Y 
A 
Gen điều hoà 
ADN 
O 
P 
R 
P 
Opêron 
Các gen cấu trúc (Z, Y, A) 
có liên quan về chức năng 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
Vùng vận hành 
Vùng khởi động 
Z 
Y 
A 
Gen điều hoà 
ADN 
O 
P 
R 
P 
Opêron 
Các gen cấu trúc (Z, Y, A) 
có liên quan về chức năng 
+ Gen điều hoà (R) làm khuôn để sản xuất prôtêin ức chế, có khả năng liên kết với vùng vận hành để ngăn cản quá trình phiên mã. 
protein ức chế 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: 
* Khi môi trường không có lactôzơ 
Prôtêin ức chế 
Mô tả sự điều hoà hoạt động của operon Lac khi môi trường không có lactôzơ? 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: 
* Khi môi trường không có lactôzơ 
Prôtêin ức chế 
Gen điều hòa 
Prôtêin ức chế 
Vùng vận hành 
Ngăn phiên mã 
Gen cấu trúc không họat động 
gắn vào 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: 
* Khi môi trường có lactôzơ 
Mô tả sự điều hoà hoạt động của operon Lac khi môi trường có lactôzơ? 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: 
* Khi môi trường có lactôzơ 
Lactôzơ 
Prôtêin ức chế 
Liên kết 
Cấu hình không gian 3 chiều biến đổi 
Vùng vận hành 
Không gắn vào 
ARN polimeraza 
Vùng khởi động 
Liên kết 
mARN của gen Z,Y,A 
Phiên mã 
Enzim phân giải đường lactozo 
Dịch mã 
TIẾT 3 – ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN 
I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 
II. ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ 
1. Mô hình cấu trúc của Ôpêron Lac: 
2. Sự điều hoà hoạt động của operon Lac: 
* Khi môi trường không có lactôzơ 
Prôtêin ức chế 
Lactozo bị phân giải hết 
Prôtêin ức chế 
Vùng vận hành 
Dừng phiên mã 
Gắn vào 
Sơ đồ cơ chế điều hòa hoạt động của Operon Lac ở E.coli 
*ỨC CHẾ 
*HOẠT ĐỘNG 
Chất cảm ứng ( lactôzơ ) 
Prôtêin ức chế bị bất hoạt 
Các prôtêin được tạo thành bởi các gen Z, Y, A 
mARN 
ADN 
ADN 
Z 
Y 
A 
Z 
Y 
A 
Không phiên mã 
Vùng vận hành (O) 
( Khi môi trường không có lactôzơ ) 
( Khi môi trường có lactôzơ ) 
Prôtêin ức chế 
Câu 1. Thành phần của opêrôn Lac ở E.coli gồm 
A. gen điều hòa (R), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A). 
B. gen điều hòa (R), vùng khởi động (P), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A). 
C. vùng khởi động (P), vùng vận hành (O), nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A). 
D. gen điều hòa (R), vùng vận hành , nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A). 
CỦNG CỐ, LUYỆN TẬP 
Câu 2. Trong mô hình điều hòa của Mônô và Jacôp theo Ôperôn Lac, chất cảm ứng là 
A. Đường galactôzơ.	 
B. Đường Lactôzơ. 
C. Đường Glucôzơ.	 
D. Prôtêin ức chế. 
CỦNG CỐ, LUYỆN TẬP 
HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC Ở NHÀ 
- Học bài cũ và trả lời các câu hỏi trong SGK. 
- Đọc trước bài mới “Đột biến gen” và sưu tầm các hình ảnh về đột biến gen. 
Chào các em! 
Chúc các em học tốt!