Bài giảng Khoa học tự nhiên Lớp 9 (Kết nối tri thức) - Bài 39: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA

 Bài 39
TÁI BẢN DNA VÀ 
PHIÊN MÃ TẠO RNA
 Khoa học tự nhiên 9 I – QUÁ TRÌNH TÁI BẢN DNA
 Quá trình tái bản DNA diễn ra trong nhân tế bào ở sinh vật nhân thực (hoặc vùng
 nhân ở sinh vật nhân sơ) trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia.
 Mạch cũ
 Mạch mới
 DNA polymerase
 Nucleotide tự do
 2 I – QUÁ TRÌNH TÁI BẢN DNA
 DNA polymerase
 Enzyme tháo xoắn Mạch mới
 DNA polymerase
 Quan sát Hình 39.1, thực hiện các yêu cầu sau:
 1. Mô tả ba giai đoạn của quá trình tái bản DNA.
 2. Nhận xét về kết quả của quá trình tái bản DNA.
 3 I – QUÁ TRÌNH TÁI BẢN DNA
 Giai đoạn 1: 
 DNA tháo xoắn tách thành hai mạch đơn.
 Giai đoạn 2: 
 Các nucleotide tự do trong môi trường tế bào liên kết với các nucleotide trên mỗi mạch
 khuôn của DNA theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bằng 2 liên kết hydrogen, G liên
 kết với C bằng 3 liên kết hydrogen.
 Giai đoạn 3: 
 Hai mạch đơn gồm một mạch mới tổng hợp và một mạch khuôn xoắn trở lại với nhau, tạo ra
 hai phân tử DNA mới giống như phân tử DNA ban đầu. I – QUÁ TRÌNH TÁI BẢN DNA
 DNA con
 DNA mẹ
 DNA con
 2. Kết quả của quá trình tái bản DNA: Qua quá trình tái bản, từ một DNA ban đầu tạo ra 2 
 DNA mới có trình tự nucleotide giống nhau và giống DNA ban đầu. Trong mỗi phân tử DNA 
 mới tạo thành có 1 mạch của DNA ban đầu và 1 mạch mới tổng hợp. I – QUÁ TRÌNH TÁI BẢN DNA
 Câu hỏi 1. Một đoạn DNA có trình tự nucleotide trên hai mạch như sau:
 Mạch 1: A-A-G-C-T-C-G-C-G-A-T-A-G-C-C
 Mạch 2: T-T-C-G-A-G-C-G-C-T-A-T-C-G-G
 a) Xác định trình tự nucleotide của hai DNA được tổng hợp từ đoạn DNA trên.
 b) Nhận xét trình tự nucleotide giữa các DNA mới được tổng hợp và với DNA
 ban đầu.
 Trả lời
 a) Trình tự nucleotide của hai DNA được tổng hợp từ đoạn DNA trên:
 Mạch 1: Mạch 2:
 A-A-G-C-T-C-G-C-G-A-T-A-G-C-C T-T-C-G-A-G-C-G-C-T-A-T-C-G-G
 T-T-C-G-A-G-C-G-C-T-A-T-C-G-G A-A-G-C-T-C-G-C-G-A-T-A-G-C-C I – QUÁ TRÌNH TÁI BẢN DNA
 Câu hỏi 1. Một đoạn DNA có trình tự nucleotide trên hai mạch như sau:
 Mạch 1: A-A-G-C-T-C-G-C-G-A-T-A-G-C-C
 Mạch 2: T-T-C-G-A-G-C-G-C-T-A-T-C-G-G
 a) Xác định trình tự nucleotide của hai DNA được tổng hợp từ đoạn DNA trên.
 b) Nhận xét trình tự nucleotide giữa các DNA mới được tổng hợp và với DNA
 ban đầu.
 Trả lời
 b) Nhận xét trình tự nucleotide giữa các DNA mới được tổng hợp và với DNA
 ban đầu: Hai DNA mới được tổng hợp có trình tự nucleotide giống nhau và giống
 DNA ban đầu. I – QUÁ TRÌNH TÁI BẢN DNA
 Câu hỏi 2. Quá trình tái bản DNA có ý nghĩa gì?
 Trả lời
 Ý nghĩa của quá trình tái bản của DNA: Quá trình tái bản DNA giúp tạo ra hai
 bản sao giống nhau và giống DNA ban đầu, đảm bảo quá trình truyền thông tin di
 truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể được ổn định liên tục. II – QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
 Thông tin di truyền được lưu trữ trong chuỗi polynucleotide của DNA (gene)
 được tế bào chuyển hoá thành chức năng hay tính trạng của cơ thể.
 Các chức năng hay tính trạng này là do hoạt động của các phân tử protein.
 Tuy vậy, ở mọi sinh vật, dòng thông tin di truyền trên chuỗi polynucleotide của
 DNA không được chuyển trực tiếp thành chuỗi polypeptide tương ứng trên
 protein mà qua hai quá trình: phiên mã và dịch mã.
 Quá trình phiên mã diễn ra trong nhân tế bào ở sinh vật nhân thực (hoặc vùng
 nhân ở sinh vật nhân sơ) trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia. II – QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
 Mạch mã hóa
 RNA polymerase
 Mạch khuôn II – QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
 Quan sát Hình 39.2, thực hiện các yêu cầu sau:
 1. Mô tả ba giai đoạn của quá trình phiên mã.
 2. Quá trình phiên mã dựa trên mạch nào của DNA?
 3. Phiên mã là gì? II – QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ II – QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
 Trả lời
1. Ba giai đoạn của quá trình phiên mã lần lượt là:
- Giai đoạn 1 (Khởi đầu): Enzyme RNA polymerase bám vào vùng điều hoà làm gene tháo
xoắn để lộ ra mạch gốc có chiều 3’→ 5’ và bắt đầu tổng hợp mRNA tại vị trí đặc hiệu.
- Giai đoạn 2 (Kéo dài): Enzyme RNA polymerase trượt dọc theo mạch gốc trên gen có chiều
3’ → 5’ và gắn các nucleotide trong môi trường nội bào liên kết với các nucleotide trên mạch
gốc theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với U, T liên kết với A, G liên kết với C và C liên kết
với G), để tổng hợp nên mRNA theo chiều 5’ → 3’. Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2
mạch đơn của gene đóng xoắn ngay lại.
- Giai đoạn 3 (Kết thúc): Khi enzyme di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc thì quá
trình phiên mã dừng lại, phân tử RNA được giải phóng gồm một mạch, có chiều từ 5’ → 3’. II – QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
 Nucleotide 
 RNA polymerase
DNA
 RNA
 Mạch khuôn
 2. Quá trình phiên mã dựa trên mạch khuôn của DNA (mạch có chiều 3’ → 5’). II – QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
 Nucleotide 
 RNA polymerase
DNA
 RNA
 Mạch khuôn
 3. Phiên mã là quá trình tổng hợp các phân tử RNA dựa trên trình tự nucleotide trên 
 mạch khuôn của gene. KIẾN THỨC CỐT LÕI
  Quá trình tái bản DNA diễn ra qua
 ba giai đoạn tạo ra hai bản sao giống
 nhau và giống DNA ban đầu, đảm bảo
 quá trình truyền thông tin di truyền qua
 các thế hệ tế bào và cơ thể được ổn
 định và liên tục.
  Phiên mã là quá trình tổng hợp các phân tử RNA dựa trên trình tự
 polynucleotide của gene (DNA).
16 Em có biết
Kĩ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction)
được phát minh năm 1983. Kĩ thuật này mô
phỏng quá trình tái bản DNA trong điều kiện
nhân tạo, cho phép tạo số lượng lớn bản sao của
một đoạn DNA nào đó. Kĩ thuật PCR được thực
hiện với các thành phần chính của quá trình tái
bản DNA và đặt trong các điều kiện thích hợp.
Ngày nay, PCR đã trở thành kĩ thuật cơ bản trong
hầu hết các phòng thí nghiệm sinh học trên toàn
cầu, đồng thời nó cũng được ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, y tế, pháp y,...
 17 BÀI TẬP VỀ NHÀ
 Câu 1. Nêu ý nghĩa di truyền của quá trình tái bản DNA và
 phiên mã.
 Câu 2. So sánh quá trình tái bản DNA, phiên mã.
 Câu 3. Trên một mạch của một gene chứa trình tự nucleotide 
 là:
 . . . A – G – X – T – T – A – G – X – A . . .
 Xác định trình tự các nucleotide được tổng hợp từ đoạn gene HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI
Câu 1.
- Ý nghĩa di truyền của quá trình tái bản DNA: Quá trình tái bản DNA là cơ
 chế sao chép các phân tử DNA trước mỗi lần phần bào, giúp truyền đạt
 thông tin di truyền cho thế hệ tế bào con một cách chính xác. Như vậy, tái
 bản DNA đảm bảo tính ổn định về vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào và
 cơ thể.
- Ý nghĩa di truyền của quá trình phiên mã: Hình thành các loại ARN tham 
 gia trực tiếp vào quá trình sinh tổng hợp prôtêin quy định tính trạng HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI
Câu 2.
 Tái bản DNA Phiên mã
Giống nhau – Diễn ra trong nhân tế bào và sử dụng khuôn mẫu là DNA.
 – Sử dụng nucleotid tự do trong môi trường nội bào.
 – Diễn ra theo nguyên tắc bổ sung.
 – Toàn bộ quá trình được chia thành 3 giai đoạn: khởi đầu, kéo dài, kết
 thúc.
Khác nhau – Cả 2 mạch làm khuôn tổng hợp – Chỉ 1 mạch có chiều 5’
 mạch mới. – 3’ làm khuôn tổng hợp RNA.
 – Sử dụng nguyên liệu môi trường – Sử dụng nguyên liệu môi trường 
 là nucleotide loại A, T, G, C. là nucleotide loại A, U, G, C.
 – Sản phẩm là 2 DNA mạch kép – Sản phẩm là 1 RNA mạch đơn