BÀI 34. TỪ GENE ĐẾN TÍNH TRẠNG
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 34. TỪ GENE ĐẾN TÍNH TRẠNG
Mở đầu
Câu hỏi
Gene nằm trong nhân tế bào của sinh vật nhân thực, bằng cách nào mà gene có thể tạo ra sản phẩm protein ở tế bào chất của tế bào?
Gene nằm trong nhân tế bào của sinh vật nhân thực nhưng gene có thể tạo ra sản phẩm protein ở tế bào chất của tế bào là nhờ 2 quá trình là phiên mã và dịch mã: - Tại nhân tế bào, trình tự các nucleotide trên gene quy định trình tự các nucleotide trên phân tử mRNA thông qua quá trình phiên mã. Sau đó, phân tử mRNA này sẽ từ nhân tế bào đi ra tế bào chất. - Tại tế bào chất, trình tự các nucleotide trên phân tử mRNA được dịch mã thành trình tự các amino acid trên phân tử protein, protein biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.
1.Tái bản DNA
1.1.Lý thuyết
Tái bản DNA là quá trình nhân đôi phân tử DNA, đảm bảo thông tin di truyền được truyền đạt chính xác từ tế bào mẹ sang tế bào con trong quá trình phân bào. Đây là một cơ chế quan trọng để duy trì sự ổn định di truyền của sinh vật.
1.2.Câu hỏi 1
Quan sát hình 34.1:
Ảnh
a) Nêu kết quả của quá trình tái bản. b) Chỉ ra chi tiết thể hiện DNA tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn.
a) Kết quả của quá trình tái bản: Một phân tử DNA mẹ qua quá trình tái bản tạo ra hai phân tử DNA con giống nhau và giống phân tử DNA mẹ. b) Chi tiết thể hiện DNA tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn: Mỗi một phân tử DNA con được tạo ra đều chứa một mạch của phân tử DNA mẹ và một mạch mới tổng hợp.
1.3.Câu hỏi 2
Quan sát hình 34.2, cho biết:
Ảnh
a) Mạch mới được tổng hợp theo chiều nào? b) Mô tả quá trình tái bản DNA.
a) Mạch mới được tổng hợp theo chiều 5’ – 3’. b) Mô tả quá trình tái bản DNA: Quá trình tái bản DNA diễn ra qua 3 giai đoạn:
Ảnh
- Giai đoạn 1: Tháo xoắn, phá vỡ liên kết hydrogen để tách hai mạch của phân tử DNA với sự tham gia của enzyme tháo xoắn. - Giai đoạn 2: Enzyme DNA polymerase thực hiện gắn 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) để kéo dài mạch DNA mới theo chiều 5’ – 3’. - Giai đoạn 3: Khi các chạc tái bản trên phân tử DNA gặp nhau, quá trình tái bản hoàn thành. 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.
2.Phiên mã
2.1.Lý thuyết
Phiên mã là quá trình tổng hợp RNA từ mạch khuôn DNA. Đây là bước đầu tiên trong biểu hiện gene, trong đó thông tin di truyền trên DNA được chuyển thành RNA để tham gia vào quá trình tổng hợp protein hoặc thực hiện các chức năng khác trong tế bào.
2.2.Câu hỏi 3
Quan sát hình 34.3:
Ảnh
a) Cho biết sản phẩm quá trình phiên mã. b) Nguyên tắc bổ sung được thể hiện như thế nào trong quá trình phiên mã? c) Xác định chiều tổng hợp của mạch RNA.
a) Sản phẩm quá trình phiên mã là các phân tử RNA, nếu RNA tạo ra là mRNA thì phân tử này được sử dụng để tổng hợp chuỗi polypeptide.
Ảnh
b) Nguyên tắc bổ sung được thể hiện trong quá trình phiên mã: Enzyme RNA polymerase thực hiện gắn các nucleotide trong môi trường nội bào để tạo nên mạch RNA dựa trên mạch khuôn của gene (mạch 3’ – 5’) theo nguyên tắc bổ sung (Agene liên kết với Utự do, Tgene liên kết với Atự do, Ggene liên kết với Ctự do và Cgene liên kết với Gtự do). c) Chiều tổng hợp của mạch RNA: Mạch RNA được tổng hợp theo chiều 5’ – 3’.
3.Mã di truyền
3.1.Lý thuyết
Mã di truyền là tập hợp các mã ba nucleotide (codon) trong DNA hoặc RNA, mỗi mã quy định một axit amin cụ thể hoặc tín hiệu kết thúc quá trình dịch mã.
3.2.Câu hỏi 4
Phân tử mRNA được cấu tạo từ 4 loại nucleotide. Các nucleotide đứng riêng hoặc liền kề nhau có thể tạo nên một bộ mã di truyền quy định một amino acid. Biết các sinh vật đều cần khoảng 20 loại amino acid để cấu tạo nên protein. Hãy xác định số lượng bộ mã di truyền trong các trường hợp trong bảng 34.1.
Bảng 34.1. Mã di truyền được tạo ra trong một số trường hợp
Ảnh
Ảnh
Ảnh
3.3.Câu hỏi 5
Quan sát hình 34.4, nêu ví dụ cho thấy nhiều bộ ba cùng mã hoá cho một amino acid.
Ảnh
Ví dụ cho thấy nhiều bộ ba cùng mã hoá cho một amino acid: - 2 bộ UUU và UUC cùng mã hóa cho amino acid là phenylalanine (Phe). - 3 bộ ba AUU, AUC, AUA cùng mã hóa cho amino acid là isoleucine (Ile). - 4 bộ ba GUU, GUC, GUA, GUG cùng mã hóa cho amino acid là valine (Val).
4.Dịch mã
4.1.Lý thuyết
Dịch mã là quá trình tổng hợp protein dựa trên trình tự mã hóa trên mRNA. Đây là bước cuối cùng trong quá trình biểu hiện gen, nơi các codon trên mRNA được "dịch" thành trình tự các axit amin, tạo thành protein chức năng.
4.2.Câu hỏi 6
Quan sát hình 34.5, cho biết:
Ảnh
a) Những thành phần nào tham gia vào quá trình dịch mã? b) Phân tử tRNA có vai trò gì trong quá trình dịch mã? c) Sản phẩm của quá trình dịch mã là gì?
Ảnh
a) Những thành phần tham gia vào quá trình dịch mã: mRNA, amino acid tự do, tRNA, ribosome. b) Vai trò của phân tử tRNA trong quá trình dịch mã: tRNA thực hiện chức năng “phiên dịch” mã di truyền trên mRNA (vận chuyển đúng loại amino acid tương ứng với bộ ba trên mRNA quy định). c) Sản phẩm của quá trình dịch mã là chuỗi polypeptide, chuỗi polypeptide sau đó được biến đổi thành protein thực hiện chức năng.
5.Mối quan hệ của DNA - RNA – PROTEIN Và tính trạng
5.1.Mối quan hệ
Mối quan hệ giữa DNA, RNA, protein và tính trạng được giải thích qua học thuyết trung tâm của sinh học phân tử. Quá trình này mô tả cách thông tin di truyền trong DNA được truyền tải và chuyển đổi thành tính trạng cụ thể thông qua các bước liên kết: DNA → RNA → Protein → Tính trạng.
5.2.Câu hỏi 7
Dựa vào hình 34.6, phân tích mối quan hệ của DNA và tính trạng.
Ảnh
Phân tích mối quan hệ của DNA và tính trạng: - Trong quá trình phiên mã, trình tự các nucleotide trên mạch đơn của gene (DNA) quy định trình tự các nucleotide trên mRNA.
Ảnh
- Trong quá trình dịch mã, trình tự các nucleotide trên mRNA quy định trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide. - Chuỗi polypeptide hoàn thiện cấu trúc hình thành nên phân tử protein thực hiện chức năng, từ đó biểu hiện ra tính trạng. → Như vậy, trong tế bào, gene (DNA) quy định tính trạng nhưng không trực tiếp hình thành tính trạng mà phải thông qua cơ chế phiên mã từ DNA sang mRNA, dịch mã từ mRNA sang chuỗi polypeptide.
5.3.Luyện tập 2
Nêu cơ sở của sự đa dạng về tính trạng của các loài.
Cơ sở của sự đa dạng về tính trạng của các loài chính là sự đa dạng về gene: - Các gene khác nhau có số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp nucleotide khác nhau quy định các tính trạng khác nhau. - Ngoài ra, khi xem xét trong phạm vi một gene, nếu trình tự nucleotide của gene bị thay đổi có thể tạo ra trình tự amino acid mới, từ đó có thể hình thành kiểu hình mới của tính trạng.
6.Đột biến gene
6.1.Đột biến gene
Đột biến gene là những thay đổi xảy ra trong trình tự nucleotide của một đoạn DNA, dẫn đến sự biến đổi trong cấu trúc hoặc chức năng của gene. Đột biến gene có thể xảy ra tự nhiên hoặc do tác động của các yếu tố ngoại cảnh, và chúng có thể ảnh hưởng đến một hoặc nhiều tính trạng của sinh vật.
6.2.Câu hỏi 8
Quan sát hình 34.7, cho biết:
a) Đột biến gene xảy ra ở vị trí nào? Nó làm thay trình tự chuỗi polypeptide như thế nào? b) Hồng cầu hình liềm có ảnh hưởng gì đến sức khoẻ con người?
Ảnh
a) - Đột biến gene xảy ra ở vị trí cặp nucleotide thứ 2 của bộ ba quy định amino acid thứ 6 trên gene quy định tổng hợp chuỗi β-hemoglobin. - Đột biến trên đã làm thay đổi một amino acid ở vị trí thứ 6 của chuỗi polypeptide (thay thế amino acid Glu thành Val). b) Hồng cầu hình liềm làm xuất hiện hàng loạt rối loạn bệnh lí trong cơ thể như thể lực giảm, tiêu huyết, suy tim, tổn thương não, lách bị tổn thương, rối loạn tâm thần, liệt,…
6.3.Câu hỏi 9
Xác định mỗi trường hợp (a, b, c) ở hình 34.8 là dạng đột biến nào sau đây: mất một cặp nucleotide, thay thế một cặp nucleotide, thêm một cặp nucleotide.
(a) – Mất một cặp nucleotide (mất cặp A – T). (b) – Thêm một cặp nucleotide (thêm cặp T – A). (c) – Thay thế một cặp nucleotide (thay thế cặp A – T bằng cặp C – G).
Ảnh
6.4.Vận dụng
Tìm hiểu một số giống cây trồng được tạo ra từ đột biến gene.
Một số giống cây trồng được tạo ra từ đột biến gene: - Hoa lan đột biến gene mang lại giá trị kinh tế cao. - Giống lúa CM5 mang gene bị đột biến cấu trúc làm xuất hiện những tính trạng tốt như: năng suất cao, chịu rét, chống chịu sâu bệnh khá, chịu mặn tốt,…
7.Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Các em nhớ đọc bài mới trước
Cảm ơn
Ảnh