Bài 19: ADN và gen

A. Hoạt động khởi động

- Các em có thể quan sát sơ đồ cấu tạo và mô hình cấu trúc không gian của ADN (xem hình ảnh, video). Em có biết các nhà khoa học đã xác định cấu trúc của ADN như thế nào?

- Theo em, ADN có phải là vật chất di truyền không?

- Những đặc điểm nào chứng tỏ NST là vật chất di truyền? những tiêu chuẩn cần phải có để là vật chất di truyền?

B. Hoạt động hình thành kiến thức

I. ADN

1. Cấu tạo hóa học của ADN

- Hãy quan sát hình 19.1 và chỉ ra các thành phần cấu tạo của chuỗi polinucleotit của phân tử ADN. Chuỗi polinucleotit trên có bao nhiêu nucleotit? Viết lại trình tự Nu của chuỗi đó.

- Hãy viết các chữ cái (A, T, G, X) lê giấy và cho biết, với các chữ cái này, em có thể viết được bao nhiêu loại trình tự sắp xếp khác nhau? Mỗi loài có ADN riêng, mang tính đặc thù của loài thể hiện ở những đặc điểm nào?

2. Cấu trúc không gian của ADN

Quan sát hình 19.2 và trả lời câu hỏi:

- Mỗi phân tử ADN gồm có mấy mạch polinucleotit? Các mạch liên kết với nhau như thế nào? Cấu trúc không gian của ADN có hình dạng gì?

- Có nhận xét gì về sự liên kết giữa các bazo nito trên 2 mạch của ADN? xác định số lượng liên kết hidro giữa từng cặp Nu đó.

- Nguyên tắc cấu tạo trên của phân tử ADN giúp suy luận gì về việc xác định thành phần các Nu của ADN?

- Từ trình tự Nu của 1 mạch, ta có thể xác định được trình tự Nu của mạch còn lại không? Hãy viết một trình tự Nu bất kì của 1 mạch, từ đó viết trình tự Nu của mạch thứ hai của phân tử ADN đó.

II. Sự nhân đôi ADN

Quan sát hình 19.3 và xem đoạn phim về cơ chế nhân đôi ADN, sau đó thảo luận để trả lời câu hỏi:

- ADN bắt đầu và đang sao chép có mức độ xoắn như thế nào so với trước khi sao chép?

- Liên kết hidro giữa hai mạch của ADN xoắn kép biế đổi như thế nào tại chạc sao chép ADN?

Quan sát hình 19.4, thảo luận theo nhóm và trả lời các câu hỏi sau:

- Sự liên kết giữa các Nu tự do từ môi trường nội bào với các Nu trên mỗi mạch của ADN mẹ diễn ra theo nguyên tắc gì?

- Phản ứng liên kết các Nu với nhau trên mạch mới tổng hợp được gọi là gì? Phản ứng này xảy ra nhờ hợp chất nào?

- kết quả của quá trình nhân đôi ADN là gì?

- 2 mạch của mỗi phân tử ADN con tạo thành có nguồn gốc từ đâu? Từ đó, hãy cho biết nguyên tắc thứ hai của cơ chế nhân đôi ADN là gì?

III. Sự nhân đôi ADN trong tế bào xảy ra khi nào?

1. Hãy nhớ lại các giai đoạn của chu kì tế bào. Ở giai đoạn nào, NST nhân đôi thành NST kép? Thành phần hóa học nào của NST quyết định nhất đến sự nhân đôi của nó?

2. Trạng thái duỗi xoắn của NST ở kì trung gian có liên quan như thế nào đến cơ chế nhân đôi ADN?

C. Hoạt động vận dụng

1. Làm việc nhóm và vẽ mô hình cấu trúc ADN.

2. Hãy kiệt kê các yếu tố cơ bản cần thiết tham gia vào quá trình nhân đôi ADN. Hãy cho biết ý nghĩa của quá trình nhân đôi ADN.

3. Một mạch của đoạn phân tử ADN có trình tự các nucleotit như sau:

AXGGTXGTTAAXGATXTTAAGXXATAGTA

Hãy viết trình tự của mạch còn lại của đoạn phân tử ADN đó. Hãy tính số Nu tự do từng loại mà môi trường cung cấp để đoạn ADN nêu trên nhân đôi 3 lần.

D. Hoạt động vận dụng

1. Ta đã biết ADN thường có cấu trúc mạch kép nhưng thực tế cũng có thể gặp ADN mạch đơn (virut). Phân tích thành phần hóa học của một axit nucleic cho thấy tỉ lệ các loại nucleotit như sau: A=20%, G=35%, X=25%, T=20%

Axit ncleic này là:

A. ADN có cấu trúc mạch đơn.

B. ADN có cấu trúc mạch kép.

2. Một đoạn của phân tử ADN ở một tế bào vi khuẩn có chiều dài 510nm và có 3600 liên kết hidro. Xác định số lượng từng loại nucleotit của đoạn ADN đó.

3. Một đoạn ADN ở sinh vật nhân thực có số lượng các loại nucleotit là: A = T = 600 và G = X = 300. Tổng liên kết hidro của gen là:

A. 1500.

B. 1200.

C. 2100.

D. 1800.

4. Enzim xúc tác nhân đôi ADN với tốc độ trung bình là 1000 nucleotit trong một giây (Nu/s). Hãy tính thời gian cần để hoàn thành quá trình nhân đôi từ một chạc nhân đôi ADN gồm 4600000 cặp nucleotit.

5. Có 4 phân tử ADN mạch kép cso chiều dài bằng nhau nhân đôi 5 lần liên tiếp tạo ra các phân tử ADN con. Xác định số phân tử ADN con tạo thành và số phân tử ADN tạo thành hoàn toàn từ các nucleotit tự do mà môi trường nội bào cung cấp.

6. Tính số phân tử ADN con tạo thành sau khi phân tử ADN mẹ nhân đôi:

a, 2 lần liên tiếp

b, 5 lần liên tiếp

c, n lần liên tiếp

E. Hoạt động tìm tòi mở rộng

1.Theo em, tại sao ADN phù hợp để thực hiện chức năng là vật chất di truyền ở sinh vật? Hãy giải thích.

2. Trong 1 chu kì tế bào có bao nhiêu lần nhân đôi ADN? vì sao?