Tải bản đầy đủ
(3): Sự kết hợp 3 cơ chế giảm phân, thụ tinh và nguyên phân là cơ chế truyền TTDT (đảm bảo sự ổn định bộ NST của loài) qua các thế hệ cơ thể ở loài sinh sản hữu tính.

(3): Sự kết hợp 3 cơ chế giảm phân, thụ tinh và nguyên phân là cơ chế truyền TTDT (đảm bảo sự ổn định bộ NST của loài) qua các thế hệ cơ thể ở loài sinh sản hữu tính.

Tải bản đầy đủ

+ Đối với các tARN thì cuộn lại tạo nên các thùy, trong đó có 1 thùy mang bộ ba
đối mã đặc hiệu cho từng loại tARN.
+ Đối với rARN thì được cuộn xoắn và liên kết với protein đặc trưng để cấu trúc
nên ribôxôm.
+ Đối với mARN thì tiếp tục được gắn mũ 7metyl guanin vào đầu 5’, gắn đuôi
pôliA vào đầu 3’ và cắt bỏ các đoạn intron, sau đó nối các đoạn exon theo những
cách khác nhau để tạo nên các loại mARN trưởng thành. Ở sinh vật nhân sơ, quá
trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời, phân tử mARN sau khi được tổng hợp
không được biến đổi mà được dịch mã ngay. Còn ở sinh vật nhân thực, sau phiên
mã phải được cắt bỏ các intron và nối êxôn lại với nhau thành ARN trưởng thành
rồi chui qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn tổng hợp prôtêin.
Quá trình tổng hợp chuỗi pôlipeptit từ mARN được gọi là dịch mã bởi vì ở trên
mARN thông tin được lưu trữ dưới dạng các mã bộ ba (các mã di truyền), thông tin này
được tARN và ribôxôm dịch thành các axit amin (aa) trên chuỗi polipeptit.
Quá trình dịch mã được bắt đầu từ bộ ba mở đầu ở đầu 5’ của mARN đến khi
gặp mã kết thúc ở đầu 3’ của mARN. Trên mỗi mARN có thể có nhiều bộ ba AUG
nhưng chỉ có duy nhất một bộ ba làm nhiệm vụ mã mở đầu.
Quá trình dịch mã diễn ra theo nguyên tắc bổ sung giữa bộ ba đối mã của
tARN với bộ ba mã sao của mARN. Trên mỗi phân tử mARN, mã di truyền được
đọc theo từng bộ ba từ một điểm xác định. Do vậy các chuỗi pôlipeptit được tổng
hợp từ một phân tử mARN luôn có trình tự các aa giống nhau.
Ở sinh vật nhân sơ, quá trình dịch mã được thực hiện bởi ribôxôm có hệ số
lắng 70S, các ribôxôm này nằm tự do trong tế bào chất của tế bào vi khuẩn. Trong
tế bào chất của tế bào sinh vật nhân thực có hai loại ribôxôm, một loại nằm tự do
trong tế bào chất, một loại gắn trên màng lưới nội chất hạt. Ribôxôm tự do tổng hợp
các phân tử prôtêin là enzym trong tế bào chất (enzym tham gia đường phân, enzym
prôtêaza,...). Ribôxôm nằm trên lưới nội chất hạt tổng hợp các loại prôtêin tiết ra
khỏi tế bào (các hooc môn, kháng thể,...) và các prôtêin trên màng sinh chất, prôtêin
trong lizôxôm.

53

Sau khi dịch mã, chuỗi pôlipeptit được biến đổi (được cắt bỏ bớt một số aa
hoặc được gắn thêm các phân tử hữu cơ khác) và cuộn xoắn để hình thành cấu trúc
không gian ba chiều. Prôtêin chỉ thực hiện chức năng khi có cấu trúc không gian ba
chiều (cấu trúc bậc 3 hoặc cấu trúc bậc 4). Prôtêin hoàn chỉnh sẽ được đưa đến
những vị trí nhất định trong tế bào để thực hiện chức năng sinh học (ví dụ prôtêin
tạo kênh vận chuyển thì được đưa đến màng tế bào). Prôtêin thực hiện các chức
năng sẽ quy định các tính trạng trên cơ thể.
Nhân đôi
ADN

Phiên mã
ADN

Dịch mã

mARN

Prôtêin

Tính trạng

Sơ đồ 2.5. Cơ chế truyền TTDT từ nhân ra tế bào chất.
2.1.3.2. Cơ chế truyền thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con.
Ở cấp độ phân tử: TTDT được truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con nhờ cơ
chế nhân đôi của phân tử ADN. Sự nhân đôi của ADN diễn ra theo nguyên tắc bổ
sung và nguyên tắc bán bảo tồn cho nên phân tử ADN con có cấu trúc giống nhau
và giống ADN mẹ.
Quá trình nhân đôi ADN cần có 4 loại enzim là enzim tháo xoắn (có 2 loại là
Gyraza và Helicaza), enzim tổng hợp đoạn ARN mồi (có bản chất là ARN pôlimeraza),
enzim ADN pôlimeraza (có 3 loại là ADN pôlimeraza I, ADN pôlimeraza II, ADN
pôlimeraza III) và enzim ligaza. Các enzym ADN pôlimeraza vừa có hoạt tính kéo dài
mạch pôlinuclêôtit mới vừa có hoạt tính sửa sai.
Trên mỗi chạc chữ Y tái bản, luôn có một mạch được tổng hợp liên tục, một
mạch được tổng hợp gián đoạn (gọi là các đoạn Okazaki). Có sự hình thành các
đoạn Okazaki là vì enzim ADN pôlimeraza luôn kéo dài mạch mới theo chiều từ 5’
-> 3’ và mạch mới được tổng hợp ngược chiều với mạch khuôn cho nên ở mạch
khuôn 3’ -> 5’, mạch mới được tổng hợp liên tục còn ở mạch khuôn 5’ -> 3’, mạch
mới được tổng hợp ngược chiều với chiều tháo xoắn nên mạch được tổng hợp theo
từng đoạn Okazaki.
Quá trình nhân đôi ADN luôn cần có đoạn ARN mồi để tạo đầu 3 ’OH tự do

54

khởi đầu cho quá trình tổng hợp mạch mới. cần phải có đoạn mồi là vì enzim ADN
pôlimeraza không tự khởi đầu quá trình tổng hợp mạch mới mà cần phải có một
đoạn pôlinucleotit để có đầu 3’OH làm cơ sở cho việc nối các nuclêôtit tiếp theo.
Đoạn mồi là ARN nên phải được cắt bỏ và thay vào bằng đoạn ADN tương ứng .
Việc cắt bỏ đoạn ARN mồi và tổng hợp đoạn ADN tương ứng được thực hiện bởi
enzim ADN pôlimeraza I. Ở sinh vật nhân thực, ADN có dạng mạch thẳng nên đoạn
mồi ở đầu mút của NST sau khi được cắt bỏ thì enzim ADN pôlimeraza không thể
tổng hợp được đoạn ADN tương ứng để thay thế nên cứ sau mỗi lần nhân đôi thì
đầu mút của ADN bị ngắn dần. Vì ADN bị ngắn dần nên tế bào nhân thực chỉ phân
bào một số lần rồi ngừng lại.
Ở cấp độ tế bào: Sự truyền đạt TTDT nhờ quá trình nguyên phân, giảm
phân và thụ tinh.

+ Ở các tế bào trong cùng một cơ thể, sự truyền đạt TTDT từ tế bào mẹ sang tế bào
con là nhờ quá trình phân bào nguyên phân. Ở phân bào nguyên phân, tế bào con có
bộ NST giống nhau và giống tế bào mẹ là nhờ 3 quá trình: NST nhân đôi thành
NST kép (diễn ra vào giai đoạn chuẩn bị của quá trình phân bào); mỗi NST kép tách
nhau ra thành 2 NST đơn và phân li về hai cực tế bào (diễn ra vào kỳ sau của phân
bào); hình thành 2 tế bào con. Nếu một trong ba quá trình đó diễn ra không bình
thường thì tế bào con sẽ có bộ NST khác nhau và khác tế bào mẹ.

+ Ở quá trình sinh sản hữu tính, TTDT được truyền từ bố mẹ cho đời con thông qua
sự hình thành hợp tử. Cơ thể bố, mẹ giảm phân tạo giao tử đơn bội. Qua thụ tinh,
một giao tử đơn bội (n) của bố kết hợp với một giao tử đơn bội (n) của mẹ tạo nên
hợp tử lưỡng bội (2n). Hợp tử lưỡng bội nguyên phân và phát triển thành cơ thể. Sự
kết hợp giữa 3 quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh là cơ sở quan trọng để
duy trì ổn định bộ NST lưỡng bội của loài.
2.1.4. Nội dung KQH cần có trong dạy học chương Cơ chế di truyền và biến dị,

Sinh học 12, THPT.
− KQH về cấu trúc vật chất ở mức phân tử (ADN, ARN): Các đại phân tử được cấu
tạo theo nguyên tắc đa phân từ 4 loại nucleotit cơ bản là A, T, G, X. Sự biến đổi

55

cấu trúc của nó phụ thuộc vào số lượng, tỉ lệ và trình tự của các đơn phân dẫn đến
sự đa dạng của sinh giới.
− Khái quát về cấu trúc vật chất ở mức tế bào: Trong cơ thể lưỡng bội, các NST tồn
tại thành từng cặp tương đồng. Hình thái và số lượng của NST thay đổi dẫn đến sự
đa dạng của sinh vật.
− KQH về vận động của phân tử ADN

ADN, ADN

ARN, ARN

prôtêin, prôtêin

tính trạng. ADN trong nhân truyền TTDT ra ngoài nhân qua mARN quy định trình
tự prôtêin, hình thành tính trạng qua ba quá trình tái bản, phiên mã và dịch mã.
Quá trình tái bản, phiên mã và dịch mã đều tạo ra các sản phẩm tương ứng dựa
trên ba nguyên tắc chung là: nguyên tắc khuôn mẫu, nguyên tắc bổ sung và chiều
tổng hợp là 3’ – 5’. Sản phẩm tạo ra còn phụ thuộc vào môi trường tế bào và các
tác nhân tác động. Nếu môi trường và các tác động bình thường sẽ cho sản phẩm
giống như nguyên mẫu, nếu môi trường và các tác nhân biến đổi sẽ tạo sản phẩm
khác nguyên mẫu.
− Khái quát về vận động của NST: Đó chính là sự nhân đôi, tiếp hợp, trao đổi chéo,
phân li và tổ hợp trong quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh tuân theo
quy luật phân li độc lập và tổ hợp tự do nên luôn tạo ra sự tái tổ hợp bộ nhiễm sắc
thể. Nếu các quá trình diễn ra bình thường con sinh ra sẽ mang các đặc điểm giống
bố mẹ. Nếu các quá trình diễn ra không bình thường thì con sinh ra sẽ mang các
đặc điểm khác bố mẹ. Do đó sinh sản hữu tính đem lại sự đa dạng cho sinh giới.
− KQH tổng hợp kiến thức chương I khi ôn tập:
+ Mọi thông tin của sinh vật đều được quy định trong vật chất ở mức phân tử.
+ Mọi tính trạng của sinh vật đều được quy định bởi TTDT trong nhân hay tế
bào chất.
+ Mọi biểu hiện tính trạng ở thế hệ sau đều do vật chất di truyền từ thế hệ trước
truyền lại cho thế hệ sau cùng môi trường quy định.
+ Mọi tổ hợp gen của thế hệ sau đều do kết quả vận động của quá trình phân li và
tổ hợp trong quá trình hình thành giao tử và thụ tinh tạo nên.
2.2.

Quy trình hướng dẫn HS KQH trong dạy học chương Cơ chế di truyền và
biến dị, Sinh học 12, THPT.

56

2.2.1. Quy trình chung.

Căn cứ vào cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn, và việc phân tích cấu trúc chương
Cơ chế di truyền và biến dị, Sinh học 12, THPT chúng tôi đề ra quy trình KQH gồm
5 bước sau:
Bước 1

Xác định mục tiêu cần KQH

Bước 2

Nêu các sự kiện đại diện theo chủ đề KQH

Bước 3

Xác định đặc điểm chung của các sự kiện theo chủ đề cần KQH

Bước 4

Diễn đạt nội dung KQH theo chủ đề

Bước 5

Vận dụng kết quả vừa khái quát được
Sơ đồ 2.6. Sơ đồ quy trình KQH.

2.2.2. Giải thích các bước trong quy trình.

Bước 1: Xác định mục tiêu cần KQH.
Xác định mục tiêu cần KQH là chỉ cho HS nhận ra qua mục này, hay bài này
cần rút ra kết luận khái quát về vấn đề gì. Điều này làm cơ sở cho việc thực hiện
mục tiêu chung của cả bài hay chương đã nêu trong kế hoạch dạy học.
GV nên hướng dẫn qua câu hỏi hay gợi ý để HS tự nghiên cứu tên đề mục hay
nội dung trong đề mục để nhận ra và diễn đạt được mục tiêu KQH phải đạt được
Bước 2: Nêu các sự kiện đại diện theo chủ đề KQH.

57