Bài 3. Điều hòa hoạt động của gen. Ngày soạn:11/8/2008 Ngày duyệt: I. Mục tiêu bài học - Liệt kê đợc các thành phần tham gia, ý nghĩa của điều hòa hoạt động của gen. - Trình bày đợc cơ chế điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ thông qua vd về hoạt động của ôperon Lac ở E.coli. - Mô tả các mức điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực. - Tăng cờng quan sát hình để mô tả hiện tợng. II. Phơng pháp, phơng tiện 1. Phơng pháp: Vấn đáp, trực quan. 2. Phơng tiện: Hình 3 sgk. III.Trọng tâm của bài - Điều hòa hoạt động của gen theo quan điểm operon có 2 trạng thái: ức chế (đóng) khi không có chất cảm ứng lactozo và trạng thái cảm ứng (mở) khi có chất cảm ứng là lactozo. - Điều hòa hoạt động của gen ở sv nhân thực phức tạp hơn, có nhiều mức điều hòa, có nhiều gen tham gia điều hòa. IV. Tến trình tổ chức bài học 1. ổn định tổ chức lớp 2. Kiểm tra bài cũ ? Trình bày diễn biến của quá trình phiên mã? ? Trình bày cơ chế của quá trình dịch mã? 3. Bài mới Gv mở bài: TB cơ thể sv bậc thấp chứa hàng nghìn gen, sv bậc cao chứa hàng vạ gen. ở các giai đoạn phát triển khác nhau, các gen này có hoạt động liên tục đồng thời hay không? cơ chế hoạt động thế nào? Hoạt động của GV và HS Nội dung - Xét 1 số vd về điều hòa hoạt động của gen: + ở đv có vú, các gen tổng hợp Pr sữa chỉ hoạt động ở cá thể cái, vào giai đoạn sắp sinh và cho con bú. + ở VK E.coli các gen tổng hợp những E chuyển hóa đờng Lactozo chỉ hoạt động khi mt có lactozo. - Từ các ví dụ trên y/c hs trả lời câu hỏi: Thế nào là điều hòa hoạt động của gen? 1 hs trình bày, các hs khác bs. Gv dẫn dắt hs hình thành khái niệm. I. Khái niệm - Ví dụ: - KN: ĐHHĐ của gen là điều khiển gen có đợc phiên mã và dịch mã hay không , đảm bảo cho các gen hoạt động đúng thời điểm cần thiết. Gv chuyển ý: Điều hòa hoạt động của gen đợc thực hiện nh thế nào -> phần II. Gv kiểm tra bài cũ: Trong tế bào có những loại gen nào? Vai trò của gen cấu trúc, gen điều hòa? Hs: Có nhiều loại gen nh gen cấu trúc, gen điều hòa. Gen cấu trúc mang thông tin mã hóa cho các sp tạo nên thành phần cấu trúc hay chức năng của TB. Gen điều hòa tạo nên sp kiểm soát hoạt động của các gen khác. Trong TB nhân sơ các gen cấu trúc có liên quan về chức năng thờng đứng cạnh nhau và cùng hoạt động theo sự điều khiển của 1 gen điều hòa. Gen điều hòa có thể đứng ngay trớc hoặc cách xa nhóm gen cấu trúc mà nó điều khiển. ? QS hình 3 và cho biết Operon là gì? Hs qs và trả lời. Gv khắc sâu KN Operon: giải thích rõ thế nào là cụm gen cấu trúc có liên quan về chức năng: Sp của gen A,B,C có liên quan với nhau. ? tạo của Operon Lac ở vi khuẩn E.coli? Hs qs hình trả lời. Hình 3 sgk Gv y/c hs qs hình 3 và gv nêu khái quát: Trên hình 3 gồm 2 trạng thái hoạt động của gen. Hình trên tơng ứng với trạng thái ức chế (I) và hình dới là trạng thái hoạt động (cảm ứng- II) khi có chất cảm ứng là đờng lactozo. Trạng thái hđ còn gọi Là trạng thái mở của hệ thống điều hòa hđ của operon lac. Gv y/c hs thực hiện lệnh trong sgk Gv chia hs thành 2 nhóm, y/c mỗi nhóm trình bày những diễn biến xảy II. Cơ chế điều hòa hoạt động của gen ở sv nhân sơ. - KN Operon: Là cụm gen cấu trúc có liên quan về chức năng, có chung 1 cơ chế điều hòa. 1. Cấu tạo của Operon Lac theo Jacop và Môno. Operon Lac gồm các thành phần - Nhóm gen cấu trúc liên quan nhau về chức năng nằm kề nhau. - Vùng vận hành (O) nằm trớc các gen cấu trúc, là vị trí tơng tác với Pr ức chế. - Vùng khởi động (P) nằm trớc vùng vận hành, đó là vị trí tơng tác của ARNaza để khởi đầu phiên mã. 2. Cơ chế hoạt động của Operon Lac ở E.coli ra của gen điều hòa và của operon Lac ở 2 trạng thái ức chế và hoạt động. Các hs khác bổ xung và gv đánh giá, tổng kết. Gv bổ sung: trạng thái của operon Lac khi lactozo bị phân giải hết: Khi lactozo bị phân giải hết, chất ức chế giải phóng. Chất ức chế chuyển từ trạng thái bất hoạt sang trạng thái hoạt động đến bám vào vùng chỉ huy và operon lại chuyển sang trạng thái bị ức chế. ? Tại sao sự điều hòa hoạt động của gen ở sv nhân thực lại phức tạp hơn ở sv nhân sơ? Hs: Do cấu trúc phức tạp của AND trong NST, Kl AND lớn, NST chứa nhiều gen, só gen hoạt động ít, đại đa số không hoạt động. ? Sv nhân thực có mức điều hòa nào? Hs trả lời. * ở trạng thái ức chế Trong đk bình thờng (mt không có chất cảm ứng đờng lactozo), gen điều hòa đ phiên mã tạo ra mARN của nó, mARN này đợc sd để tổng hợp nên chất ức chế (Pr ức chế). Chất ức chế bám vào vùng vận hành. Vùng vận hành bị ức chế do đó các gen cấu trúc không phiên mã. * ở trạng thái hoạt động Khi mt nuôi E.coli có đờng lactozo Lactozo td với chất ức chế, chất ức chế bị bất hoạt. Do đó không thể kết hợp với vùng vận hành nữa. Vùng vận hành đợc tự do đk quá trình phiên mã của operon, mARN của các gen Z,Y,A đợc tổng hợp và sau đó đợc sd để dịch mã tổng hợp các Pr (E) t Đó là trạng thái cảm ứng (hđ) của operon. III. Điều hòa hoạt động của gen ở sv nhân thực - Sự điều hòa hoạt động của gen ở sv nhân thực phức tạp hơn ở sv nhân sơ và qua nhiều mức điều hòa và nhiều giai đoạn: NST tháo xoắn, phiên mã, biến đổi sau phiên mã, dịch mã và biến đổi sau dịch mã. - Bên cạnh đó ở sv nhân thực còn có các gen gây tăng cờng, gen gây bất hoạt. 4. Củng cố - KN và cấp độ điều hòa hoạt động của gen. - Operon là gì? cấu trúc operon. - Cơ chế điều hòa hoạt động của gen. 5. Bài tập về nhà - Làm bài tập sgk. V. Rút kinh nghiệm . Lac ở vi khuẩn E.coli? Hs qs hình trả lời. Hình 3 sgk Gv y/c hs qs hình 3 và gv nêu khái quát: Trên hình 3 gồm 2 trạng thái hoạt động của gen. Hình trên. hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ thông qua vd về hoạt động của ôperon Lac ở E.coli. - Mô tả các mức điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực.