Phần 5: DI TRUYỀN HỌC Chương I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ
CHỦ ĐỀ: CƠ CHẾ DI TRUYỀN
Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ
(Bài 1, bài 2)
NỘI DUNG BÀI HỌC
A
*GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN
B
*PHIÊN MÃ, DỊCH MÃ
1. Khái niệm

PHẦN A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

GEN

DNA

Gen là gì?

I. GEN

Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa một sản phẩm xác định (chuỗi polipepit hoặc phân tử ARN)
Phần A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

1. Khái niệm

I. GEN

Vùng điều hoà

Vùng mã hoá

Vùng kết thúc

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?
Vùng điều hoà

Vùng mã hoá

Vùng kết thúc

Mạch mã gốc 3'

Mạch bổ sung 5'

Cấu trúc chung của gen cấu trúc:

- Mỗi gen cấu trúc gồm 3 vùng

+ Vùng điều hòa: nằm ở đầu 3' mạch gốc, nơi ARN liên kết khởi đầu phiên mã.

+ Vùng mã hóa: mang thông tin mã hóa axit amin

+ Vùng kết thúc: nằm ở đầu 5' của mạch gốc, mang tín hiệu kết thúc phiên mã.
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?_

Phần A : 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

Phần A : GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

I. GEN

II. MÃ DI TRUYỀN

1. Khái niệm:

_Mã di truyền là gì?_ BẢNG MÃ DI TRUYỀN
U
X
A
G
U

UUU

UUX

UUA

UUG

Phe
Leu

UXU

UXX

UXA

UXG

Ser

UAU

UAX

UAA

UAG

Tyr
KT

UGU

UGX

UGA

UGG

Cys
KT

Trp

U

X

A

G
X

XUU

XUX

XUA

XUG

Leu

XXU

XXX

XXA

XXG

Pro

XAU

XAX

XAA

XAG

His
Gln

XGU

XGX

XGA

XGG

Arg

UX

A

G
A

AUU

AUX

AUA

AUG
ILe
Met

(MĐ)

AXU

AXX

AXA

AXG

Thr

AAU

AAX

AAA

AAG

Asn
Lys

AGU

AGX

AGA

AGG

Ser
Arg

U

XA

G
G

GUU

GUX

GUA

GUG

Val

GXU

GXX

GXA

GXG

Ala

GAU

GAX

GAA

GAG

Asp
Glu

GGU

GGX

GGA

GGG

Gly

UXAG
Mã di truyền là trình tự sắp xếp các nucleotit trong gen, quy đinh trình tự sắp xếp các axit amin trong protein
Phần A : GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

I. GEN

II. MÃ DI TRUYỀN

1. Khái niệm

Mã di truyền là trình tự sắp xếp các nucleotit trong gen, quy đinh trình tự sắp xếp các axit amin trong protein
3. Đặc điểm chung của mã di truyền
- Được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba (không gối lên nhau).
- Có tính phổ biến (tất cả các loài đều có chung 1 bộ mã di truyền, trừ một vài ngoại lệ).
- Có tính đặc hiệu (1 bộ ba chỉ mã hoá cho 1 loại aa).
- Mang tính thoái hoá (nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hóa một loại aa, trừ AUG và UGG).
Phần A : 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?_

Có bao nhiêu mã bộ ba?
*Có bao nhiêu mã bộ ba? *Có bao nhiêu bộ ba mã hóa được a.a? *Những bộ ba nào không mã hóa được a.a? *Bộ ba nào mở đầu cho dịch mã? *Sinh vật nhân sơ a.a mở đầu có tên là gì? *Sinh vật nhân thực a.a mở đầu có tên là gì?
BẢNG MÃ DI TRUYỀN
U
X
A
G
U

UUU

UUX

UUA

UUG

Phe
Leu

UXU

UXX

UXA

UXG

Ser

UAU

UAX

UAA

UAG

Tyr
KT

UGU

UGX

UGA

UGG

Cys
KT

Trp

U

X

A

G
X

XUU

XUX

XUA

XUG

Leu

XXU

XXX

XXA

XXG

Pro

XAU

XAX

XAA

XAG

His
Gln

XGU

XGX

XGA

XGG

Arg

UX

A

G
A

AUU

AUX

AUA

AUG
ILe
Met

(MĐ)

AXU

AXX

AXA

AXG

Thr

AAU

AAX

AAA

AAG

Asn
Lys

AGU

AGX

AGA

AGG

Ser
Arg

U

XA

G
G

GUU

GUX

GUA

GUG

Val

GXU

GXX

GXA

GXG

Ala

GAU

GAX

GAA

GAG

Asp
Glu

GGU

GGX

GGA

GGG

Gly

UXAG
3. Đặc điểm chung của mã di truyền
- Mã di truyền là mã bộ ba, từ 4 loại nucleotit (A, U, G, X) hình thành nên 64 bộ ba, mã hóa 20 axit amin. Trong đó:
+ 1 bộ ba mở đầu dịch mã (5'AUG3')
++ Ở SV nhân thực AUG mã hóa a.a Metiônin (Met)
++ Ở SV nhân sơ AUG mã hóa a.a foocmin Met
+ 3 bộ ba kết thúc quá trình dịch mã: 5'UAG3', 5'UGA3', 5'UAA3'
Phần A : GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

I. GEN

II. MÃ DI TRUYỀN

1. Khái niệm
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN)

Quá trình nhân đôi ADN:

- Diễn ra ở đâu trong tế bào?

- Tuân theo những nguyên tắc nào?

- Cần những nguyên liệu (thành phần) nào?

- Enzim chính là enzim nào?

- Chiều tổng hợp?

- Gồm những bước chính nào?

- Kết quả

PHẦN A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

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
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)

Phần A : GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

_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)

Phần A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

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)

Phần A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

_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)

Phần A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

_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.
NHÂN ĐÔI ADN

Vị trí

Nguyên liệu: ADN khuôn, Nucleotit, Enzim, Năng lượng

Nguyên tắc:Bổ sung, bán bảo tồn, khuôn mẫu

Chiều tổng hợp: 5'  3'

Diễn biến: (1) Tháo xoắn, (2) Tổng hợp ADN mới, (3) Hình thành ADN mới

Kết quả: Từ 1 ADN mẹ  2 ADN con giống nhau và giống ADN mẹ ban đầu

Nhân sơ: Vùng nhân

Nhân thực: Trong nhân ( Kì trung gian)

Ý nghĩa: Giúp truyền thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể

Enzim chính: ADN polimeraza
III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN)

Phần A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

Nếu gọi x 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 = 21 ADN con.

Từ 1 ADN mẹ qua 2 lần nhân đôi tạo ra 4 = 22 ADN con.

Từ 1 ADN mẹ qua 3 lần nhân đôi tạo ra 8 = 23 ADN con.

Từ 1 ADN mẹ qua x lần nhân đôi tạo ra 2x ADN con.

Từ n ADN ban đầu qua x lần nhân đôi tạo ra n.2x ADN con.
CỦNG CỐ

Phần A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

Công thức giải bài tập:

- Tính chiều dài: L = N x 3,4 (A0)

- 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; G = X = G1 + G2 *Tổng số nu tự do môi trường cung cấp cho x lần nhân đôi:

Nmt = (2x – 1). N

- Số nu từng loại MT cung cấp: A=T= ( 2x – 1).A ; G=X= (2x – 1).G
HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC Ở NHÀ
- Hãy vẽ một sơ đồ tư duy thể hiện tóm tắt kiến thức về quá trình nhân đôi ADN.
- 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?
- Đọc bài mới trước khi tới lớp.
Phần A: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN