Giáo án và PPT Sinh học 12 chân trời bài 3: Điều hoà biểu hiện gene

BÀI 3. ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GEN

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Hiện nay, việc sử dụng tế bào gốc trong y học là một trong những thành tựu có vai trò quan trọng trong điều trị các bệnh di truyền ở người. Tế bào gốc được sử dụng để thay thế cho các tế bào, mô bị tổn thương trong cơ thể bệnh nhân. Bằng cách nào mà tế bào gốc có thể trở thành các loại tế bào khác nhau trong cơ thể?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

HOẠT ĐỘNG I. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE CỦA OPERON LAC 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Theo em, tại sao hai nhà khoa học Jacob và Monod có thể kết luận ba gene lacZ, lacY và lacA cùng nằm trên một phân tử DNA?

Sản phẩm dự kiến:

Hai nhà khoa học Jacob và Monod dựa vào kết quả của thí nghiệm nuôi cấy vi khuẩn E. coli trong hai môi trường khác nhau và theo dõi sự biến đổi của enzyme trong tế bào. Họ quan sát thấy sự gia tăng đồng thời của các loại enzyme, từ đó suy luận rằng các gene lacZ, lacY và lacA đều tồn tại trong một cụm gene trên cùng một phân tử DNA. Điều này cho thấy chúng cùng được điều khiển bởi một vùng promoter và một vùng operator.

HOẠT ĐỘNG II. Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA BIỂN HIỆN GENE

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Dựa vào cơ chế điều hoà biểu hiện gene của operon Lac, em hãy cho biết ý nghĩa của điều hoà biểu hiện gene đối với quá trình trao đổi chất ở sinh vật?

Sản phẩm dự kiến:

Điều hoà biểu hiện gene có ý nghĩa giúp sinh vật tự điều chỉnh quá trình trao đổi chất trong tế bào, chỉ sản xuất các sản phẩm cần thiết cho hoạt động sống của tế bào với lượng phù hợp. Điều đó cho phép sinh vật có thể phản ứng linh hoạt với các biến đổi của môi trường.

HOẠT ĐỘNG III. ỨNG DỤNG ĐIỀU HÒA BIỂU HIỆN GENE

HS thảo luận trả lời câu hỏi: Em hãy cho biết vai trò của một số ứng dụng điều hoà biểu hiện gene. Kể thêm ví dụ về ứng dụng điều hoà biểu hiện gene?

Sản phẩm dự kiến:

• Vai trò của một số ứng dụng điều hoà biểu hiện gene:

• Ví dụ: Các nhà khoa học đang nghiên cứu sử dụng kỹ thuật CRISPR để sửa chữa các đột biến gen gây ra bệnh di truyền.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Trong cơ chế điều hòa gen ở sinh vật nhân sơ, vai trò của gen điều hòa là gì? 

A. Mang thông tin quy định protein điều hòa

B. Nơi liên kết với protein điều hòa

C. Nơi tiếp xúc với enzim polimeraza

D. Mang thông tin quy định enzim polimeraza

Câu 2: Sự điều hòa hoạt động của gen tổng hợp enzim phân giải lactozo của vi khuẩn E. coli diễn ra ở cấp độ nào?

A. Diễn ra hoàn toàn ở cấp độ sau dịch mã.

B. Diễn ra hoàn toàn ở cấp độ dịch mã.

C. Diễn ra chủ yếu ở cấp độ phiên mã

D. Diễn ra hoàn toàn ở cấp độ sau phiên mã.

Câu 3: Khi nói về điều hòa hoạt động của operon lac ở E. coli, câu nói nào sau đây có nội dung không đúng? 

A. Khi môi trường chỉ có lactozo (chất cảm ứng) sẽ gắn vào protein ức chế làm thay đổi hình ảnh không gian, do đó nó không được gắn vào vùng O. Nhờ đó mARN polimeraza mới thực hiện được quá trình phiên mã ở nhóm gen cấu trúc

B. KHi môi trường không có lactozo. protein ức chế gắn vào vùng O, ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc, vì enzim phiên mã mARN polimeraza không hoạt động được

C. Khi môi trường có lactozo, protein ức chế bị bất hoạt, ngăn cản sự phiên mã của nhóm cấu trúc, vì enzim phiên mã mARN polimeraza không hoạt động được

D. Sự phiên mã bị kìm hãm khi chất ức chế gắn vào vùng O và lại diễn ra bình thường khi chất cảm ứng làm bất hoạt chất ức chế

Câu 4: Mối tương quan giữa protein ức chế với vùng vận hành O được thể hiện như thế nào?

A. Khi môi trường không có lactozo, protein ức chế gắn vào O, ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc

B. Khi môi trường không có lactozo, protein ức chế không gắn được vào O, không diễn ra sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.

C. Khi môi trường không có lactozo, protein ức chế không gắn được vào O, enzim phiên mã có thể liên kết được với vùng khởi động để tiến hành phiên mã nhóm gen cấu trúc.

D. Khi môi trường có lactozo, protein ức chế gắn vào O, ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.

Câu 5: Ở sinh vật nhân sơ, điều hòa hoạt động của gen diễn ra chủ yếu ở giai đoạn nào? 

A. Trước phiên mã

B. Sau dịch mã

C. Dịch mã

D. Phiên mã

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Ở người, gene BRCA mã hoá cho các protein có vai trò ngăn cản sự phân chia bất thường của các tế bào tuyến vú và buồng trứng. Nếu sự biểu hiện của gene này bị rối loạn sẽ gây nên hậu quả gì? Giải thích.

Câu 2: Trong cơ chế điều hòa biểu hiện gene của operon Lac, tại sao lactose được xem là chất giúp cho gene được biểu hiện?

Câu 3: Nếu cơ chế điều hoà biểu hiện gene bị rối loạn sẽ ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển ở sinh vật đa bào?