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

BÀI 1GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN I. GEN1. Khái niệm: Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi polipeptit hay một phân tử ARN.Ví dụ: Gen hêmôglôbin anpha (Hbα) là gen mã hóa chuỗi pôlipeptitα góp phần tạo nên phân tử Hb trong tế bào hồng cầu. Gen tARN mã hóa phân tử ARN vận chuyển, Gen là gì? Kể tên 3 loại gen?Bộ gen của con người khoảng 26.564 gen trong hệ gen NST nhỏ nhất là NST Y với 98 gen.NST lớn nhất là NST số 1 với 2514 gen GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN I. GEN2. Cấu trúc chung của một gen cấu trúc Mỗi gen cấu trúc gồm 3 vùng trình tự nuclêôtit.Vùng điều hòa đầu genVùng mã hóaVùng kết thúcGEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN Vùng điều hòa đầu genVùng mã hóaVùng kết thúc Nằm ở đầu của gen, có trình tự Nu đặc biệt giúpARN polimeraza nhận biếtvà liên kết để khởi động quá trình phiên mã đồng thời chứa trình tự Nu điều hòa quá trình phiên mã. mang thông tin mã hóa các axit amin. + Gen ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên tục (gen không phân mảnh). + Phần lớn các gen ở sinh vật nhân thực có vùng mã hóa không liên tục (gen phân mảnh). Bao gồm đoạn mã hóa axit amin (exon) và các đoạn không mã hóa axit amin (intron). nằm ở cuối gen, mang trình tự kết thúc quá trình phiên mã .3 nu3 nu1aa5’A T G X A T G T A X G A X T3’ mạch bổ sung 3’T A X G T A X A T G X T G A5’ mạch mã gốc A U G X A U G U A X G A X U mARN Met His Val Arg pôlipeptitADNII. MÃ DI TRUYỀNMã di truyền là gì?GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN II. MÃ DI TRUYỀN1. Khái niệm: Mã di truyền là trình tự các Nu trong gen quy định trình tự các axit amin trong phân tử prôtêin. Mã di truyền được đọc trên mARN và ADN. Mã di truyền là mã bộ ba.GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN II. MÃ DI TRUYỀN2. Đặc điểm Mã di truyền là mã bộ ba. + Chỉ có 4 loại nucleotit + Khoảng 20 axit aminBộ ba nucleotit: 43 = 64 tổ hợpĐủ để mã hoá 20 loại axit aminGEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN II. MÃ DI TRUYỀN2. Đặc điểm: Mã di truyền là mã bộ ba. Mã di truyền được đọc từ 1 điểm xác định và liên tục từng bộ ba Nu. Mã di truyền có tính đặc hiệu. Mã di truyền có tính thoái hóa (dư thừa). Mã di truyền có tính phổ biến.(1 số trường hợp ngoại lệ như: triplet TXT ở ADN ti thể là tín hiệu kết thúc dịch mã không mã hóa cho Arg như ở ADN nhân).III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADNQuá trình nhân đôi ADNThành phần tham giaNguyên tắcDiễn biếnBước 1: Bước 2:Bước 3: Ý nghĩaBước 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).Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới:- 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).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). 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 ADNÝ nghĩa:Cơ sở cho sự nhân đôi của nhiễm sắc thể. Cơ sở cho sự ổn định của ADN và nhiễm sắc thể qua các thế hệ tế bào và các thế hệ của loài5/16/202116Nếu 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.Công thức giải bài tập: 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).GCâu 1: Một gen có chiều dài 5100A0 có tổng số nuclêôtit là:A. 2400	B. 3000	C. 3600	D. 4200Câu 2: Một gen có chiều dài 4080A0, có số nuclêôtit loại Ađênin chiếm 20%. Số nuclêôtit từng loại trong gen làA. A=T=720, G=X=480	B. A=T=480, G=X=720	C. A=T=240, G=X=360	D. A=T=360, G=X=240