Mở đầu SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 9): Cơ chế phân tử của quá trình truyền thông tin di truyền từ gene tới protein xảy ra như thế nào?
Trả lời:
- Cơ chế phân tử của quá trình truyền thông tin di truyền từ gene tới protein thông qua hai giai đoạn: Trước hết là quá trình phiên mã để tạo ra mRNA, sau đó là quá trình dịch mã nhằm tổng hợp nên protein từ khuôn mẫu mRNA này.
I. Gene
Câu hỏi 1 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 10): Một trình
tự nucleotide như thế nào được gọi là gene?
Trả lời:
- Một trình tự nucleotide được gọi là gene khi nó mang thông tin quy định sản phẩm là chuỗi polypeptide hoặc RNA.
Câu hỏi 2 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 10): Dựa vào Hình 2.2, phân biệt cấu trúc gene ở sinh vật nhân sơ với gene ở sinh vật nhân thực.
Trả lời:
II. Hệ Gene
Câu hỏi 1 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 11): Tập hợp tất
cả các gene trong tế bào của cơ thể sinh vật có được gọi là hệ gene hay không?
Giải thích.
Trả lời:
- Tập hợp tất cả các gene trong tế bào của cơ thể sinh vật không được gọi là hệ gene. Nguyên nhân là vì các gene là chỉ tập hợp chất di truyền DNA (các gene mã hóa). Trong khi tổng số gene trong tế bào (bao gồm cả gene) không tham gia vào quá trình mã hóa.
Câu hỏi 2 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 11): Giải trình
tự hệ gene người đem lại những ứng dụng thực tiễn gì?
Trả lời:
- Ứng dụng trong y học: Giúp bác sĩ xác định các gene gây bệnh ở người, từ đó xây dựng phác đồ điều trị và biện pháp phòng ngừa tối ưu.
- Ứng dụng trong nghiên cứu tiến hóa: Bằng cách đối chiếu trình tự nucleotide giữa các loài khác nhau, nhà khoa học có thể xác định được mối quan hệ tiến hóa giữa các loài.
III. Quá trình truyền đạt
thông tin di truyền từ Gene tới Protein
3. Phiên mã ngược
Câu hỏi 1 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 13): Phân
biệt cấu trúc và chức năng của mRNA, tRNA, rRNA.
Trả lời:
Câu hỏi 2 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 13): Thông
tin từ gene có được truyền nguyên vẹn tới RNA qua quá trình phiên mã hay không?
Giải thích.
Trả lời:
- Thông tin di truyền được đảm bảo nguyên vẹn từ gene sang RNA. Điều này có được là nhờ cơ chế phiên mã tổng hợp RNA trực tiếp dựa trên mạch khuôn của gene.
5. Mối quan hệ DNA - RNA - protein
Câu hỏi 1 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 16): Mã di
truyền là gì? Trình bày các đặc điểm của mã di truyền.
Trả lời:
- Mã di
truyền là một bộ các bộ ba nucleotide trên mRNA quy định các amino acid trong
protein. Mỗi bộ ba nucleotide được gọi là một đơn vị mã di truyền (codon).
* Các đặc
điểm của mã di truyền:
- Tính bộ ba: Mã di truyền là mã bộ ba, ba nucleotide liền kề quy định một amino acid.
+ Ví dụ: AGU là một trong số bộ ba quy định amino acid serine (Ser).
- Tính liên tục: Mã di truyền được đọc theo từng bộ ba một, bắt đầu từ bộ ba khởi đầu và không chồng gối lên nhau.
+ Ví dụ: 5’AUGGUUGCC3' được đọc theo chiều từ 5' → 3’; lần lượt theo từng bộ ba: AUG-GUU-GCC.
- Tính thoái hóa: Mã di truyền có tính thoái hóa, nhiều bộ ba có thể quy định một amino acid.
+ Ví dụ: alanine (Ala) và nhiều amino acid khác có tới 4 bộ ba khác nhau quy định.
- Tính đặc hiệu: Mã di truyền có tính đặc hiệu, có nghĩa là mỗi bộ ba chỉ mã hóa cho một amino acid.
+ Ví dụ: UAU chỉ mã hoá cho tyrosine.
- Tính vạn năng: Mã di truyền về cơ bản dùng chung cho mọi sinh vật trên Trái Đất nên còn được gọi là mã vạn năng.
Câu hỏi 2 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 16): Tại
sao tổng hợp protein lại được gọi là quá trình dịch mã?
Trả lời:
- Quá trình tổng hợp protein được gọi là quá trình dịch mã vì đây là giai đoạn chuyển đổi thông tin di truyền từ dạng trình tự nucleotide trên mRNA thành các amino acid trên chuỗi polypeptide.
Luyện tập và vận dụng
Luyện tập và vận dụng 1 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 17): Một bạn học sinh định nghĩa về gene như sau: “Bất cứ trình tự nucleotide nào mang thông tin chỉ dẫn cho tế bào tạo ra các phân tử RNA đều được gọi là gene.” Định nghĩa như vậy đúng hay sai? Giải thích.
Lời giải:
- Nhận định của bạn học sinh là hoàn toàn đúng.
+ Giải thích: Một trình tự nucleotide được coi là gene nếu nó chứa thông tin cần thiết để tế bào sản xuất ra các phân tử RNA hoặc protein.
Luyện tập và vận dụng 2 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 17): Nếu biết tổng số nucleotide trong vùng mã hoá của một gene quy định protein ở sinh vật nhân thực thì có thể tính được số lượng các amino acid trong chuỗi polypeptide do gene này tạo ra hay không? Giải thích.
Lời giải:
- Không thể xác định chính xác số lượng amino acid khi chỉ dựa vào tổng số nucleotide vùng mã hóa ban đầu.
- Giải thích: Ở sinh vật nhân thực, RNA sau khi phiên mã từ vùng mã hóa của gene phải trải qua hàng loạt bước biến đổi phức tạp mới thành mRNA trưởng thành. Trong đó, việc loại bỏ các đoạn intron dẫn tới tổng số nucleotide trên mRNA thực tế ít hơn so với vùng mã hóa của gene. Do đó, nếu chỉ biết số nucleotide ban đầu của gene thì cũng chưa thể tính được số lượng các amino acid trong chuỗi polypeptide do gene này tạo ra.
Luyện tập và vận dụng 3 SGK Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 2 (trang 17) : Gene phân mảnh đem lại lợi ích gì cho sinh vật nhân thực?
Lời giải:
- Ở sinh
vật nhân thực, gene phân mảnh mang lại lợi ích:
+ Hạn chế tác động tiêu cực của đột biến vì các đột biến ở vùng intron sẽ gây hậu quả ít nghiêm trọng hơn.
+ Làm tăng
tỉ lệ cho đột biến,
+ Giúp tạo ra một lượng trình tự ADN dự trữ cần thiết trong hệ gene của loài.