Giáo án Sinh học 12 bài 3: Điều hoà hoạt động gen

HỌAT ĐỘNG GV VÀ HS

NỘI DUNG

Mở bài: - GV: Em nào có thể cho biết sự khác biệt giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực?

HS: nhớ lại kiến thức lớp 10 trả lời.

- GV: từ những khác biệt đó các đặc điểm di truyền của chúng có khác nhau không?

Hoạt động 1: Tìm hiểu về điều hòa hoạt động gen

- GV: Yêu cầu HS nghiên cứu mục I  SGK và cho biết điều hòa hoạt động gen là gì? Quá trình này phụ thuộc và những yếu tố nào?

- HS:  Nghiên cứu thông tin trang 15 SGK trả lời.

-GV: Cơ chế nào giúp tế bào chỉ tổng hợp protein cần thiết vào lúc thích hợp?

- HS: cơ chế điều hoà hoạt động của gen.

- GV: Hãy so sánh cấp độ điều hòa hoạt động của gen ở tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực? Tại sao lại có sự khác nhau đó?

HS:+Tế bào nhân sơ:  chủ yếu ở cấp độ phiên mã.

+ Tế bào nhân thực: Ở tất cả các cấp độ.

+ Tế Bào nhân sơ quá trình phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời. Tế bào nhân thực vì có màng nhân nên 2 quá trình này xảy ra không đồng thời

Hoạt động 2: Điều hòa hoạt động của operon lac

- GV: Treo tranh 3.1,  Yêu cầu HS đọc các thông tin chú thích hình 3.1 SGK , mô tả cấu trúc của operon Lac ở E. coli. Vai trò của từng thành phần?

- HS: Yêu cầu trả lời được : gồm 3 phần: Vùng khởi động (Promoter), vùng vận hành (Operator),  và cụm gen cấu trúc.

GV: Openon là gì? Các kí hiệu biểu thị gì?

- HS: nghiên cứu SGK, nêu được khái niệm và các kí hiệu của hình 3.1.

- GV: giải thích vai trò của các vùng tương  ứng với các kí hiệu trong hình 3.1.

- GV: Vị trí của gen điều hòa? Vai trò của  gen điiều hòa?

- HS:  Gen điều hòa R không nằm trong cấu trúc opron, nhiệm vụ kiểm soát tổng hợp protein ức chế.

- GV: Treo tranh vẽ hình 3.2a, b hướng dẫn HS  quan sát:

+ Yêu cầu HS cho biết điểm khác nhau giữa hai hình 3.1a và 3.2b.

+ Mô tả quá trình diễn ra ở hai hình.

- HS: 1HS trình bày, các HS khác bổ sung.

   - GV: Yếu tố nào dẫn đến quá trình khác nhau đó?

- HS: + Khi không có lactozơ, protein ức chế được tổng hợp liên kết với vùng vận hành O (operato) chế ức làm ngăn cản quá trình phiên mã.

+ Sự có mặt của lactozơ. Lactozơ gây bất hoạt protein ức chế à các gen cấu trúc hoạt động phiên mã à dịch mã à tổng hợp các protein là các enzim phân giải lactozơ à phân hủy lactozơ trong môi trường, khi lactozơ trong môi trường hết thì protein ức  chế lại hoạt động à ức chế quá trình phiên mã ngừng lại.

I/ KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN

1. Khái niệm: Điều hoà hoạt động gen là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra, giúp tế bào điều chỉnh sự tổng hợp protein cần thiết vào lúc cần thiết.

- Phụ thuộc vào từng giai đoạn phát triển của cơ thể hay thích ứng vào các điều kiện môi trường.

- Tế bào chỉ tổng hợp protein cần thiết vào lúc thích hợp.

2/ Các cấp độ điều hòa hoạt động gen: - Tế bào nhân sơ:chủ yếu ở cấp độ phiên mã.

- Tế bào nhân thực: Ở tất  cả các cấp độ ADN, phiên mã, dịch mã, sau dịch mã.

II.  ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ

1. Mô hình cấu trúc operon  (ở vi khuẩn):

Khái niệm Operon: Các gen cấu trúc có liên quan chức năng thường được phân bố liền nhau thành từng cụm có chung 1 cơ chế điều hòa được gọi là operon.

-  Operon gồm 3 vùng:

+ Vùng khởi động: P (promoter) là nơi ARN polimeraza gắn vào.

+ Vùng vận hành : O (operator) là nơi có các nu đặc biệt, nơi protein ức chế có thể liên kết ngăn cản quá trình phiên mã.

+ Cụm gen cấu trúc tổng hợp protein có cùng chức năng.

2/ Sự điều hoà hoạt động của operon Lac.

+ Khi không có  lactozơ, gen điều hòa tổng hợp protein ức chế, protein ức chế gắn với vùng chỉ huy (vùng vận hành O (operator) ức chế, làm ngăn cản quá trình phiên mã và dịch mã.

+ Sự có mặt của lactozơ, gen điều hòa tổng hợp protein ức chế, lactozơ là chất cảm ứng gắn với protein ức chế, gây bất hoạt protein ức chế, không gắn được với vùng chỉ huy à các gen cấu trúc hoạt động phiên mã à dịch mã à tổng hợp các protein.

- Các protein được tổng hợp là các enzim phân giải lactozơ à phân hủy lactozơ trong môi trường, khi lactozơ trong môi trường hết thì protein ức chế lại hoạt động

Thành phần

Đặc điểm hoạt động

Gen điều hòa (R)

Tổng hợp chất ức chế

Chất ức chế

Tương tác với vùng chỉ huy (vùng vận hành)

Các gen cấu trúc Z,Y, A

Không phiên mã

Thành phần

Đặc điểm hoạt động

Gen điều hòa (R)

Tổng hợp chất ức chế

Chất ức chế

Gắn với lactozơ, bị bất hoạt

Các gen cấu trúc Z,Y, A

Hoạt động tổng hợp protein (các enzim sử dụng lactozơ)