Bài 40. Từ gene đến tính trạng
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 40. TỪ GENE ĐẾN TÍNH TRẠNG
Mở đầu
Câu hỏi
Tại sao một số loài sinh vật (nấm sợi, vi khuẩn) có thể tổng hợp được enzyme cellulase để phân giải cellulose trong khi đa số các loài động vật lại không thể tổng hợp được loại enzyme này?
Một số loài sinh vật (nấm sợi, vi khuẩn) có thể tổng hợp được enzyme cellulase để phân giải cellulose trong khi đa số các loài động vật lại không thể tổng hợp được loại enzyme này là do một số sinh vật (nấm sợi, vi khuẩn) có gene quy định tổng hợp enzyme cellulase còn các loài khác thì không có gene này.
1. Mối quan hệ giữa dna – rna – protein – tính trạng
1.1.Lý thuyết
Mối quan hệ tổng quát: - DNA lưu trữ thông tin di truyền. - RNA sao chép và chuyển thông tin từ DNA ra ngoài nhân tế bào. - Protein thực hiện các chức năng sinh học và gây ra các tính trạng. - Tính trạng là kết quả cuối cùng của các quá trình sinh học và hoạt động của protein. =>> Quá trình này thường được mô tả bằng mô hình "tính trạng được quyết định bởi gene," trong đó DNA là mã gốc, RNA là trung gian, và protein là yếu tố thực hiện các đặc điểm sinh học cụ thể.
1.2.Đặc điểm
Mối quan hệ giữa DNA, RNA, protein và tính trạng có thể được tóm tắt qua một chuỗi các bước chính trong sinh học phân tử. Đây là một mô hình cơ bản để hiểu cách thông tin di truyền trong tế bào được chuyển đổi thành các đặc điểm cụ thể của sinh vật
1.2.1.DNA
DNA (Deoxyribonucleic Acid): DNA chứa thông tin di truyền trong tế bào. Đây là mã gốc, lưu trữ thông tin về cách mà các protein nên được tổng hợp. DNA được tổ chức thành các gene, mỗi gene mã hóa cho một protein hoặc một phần của protein.
1.2.2.RNA
RNA (Ribonucleic Acid): Sao chép DNA: Quá trình sao chép (transcription) chuyển đổi thông tin từ DNA thành mRNA (messenger RNA). mRNA là bản sao của mã di truyền từ DNA, nhưng ở dạng có thể di chuyển ra ngoài nhân tế bào. Dịch mã: mRNA di chuyển từ nhân ra ngoài bào tương, nơi quá trình dịch mã (translation) xảy ra. Trong quá trình này, thông tin từ mRNA được đọc và chuyển đổi thành chuỗi amino acid.
1.2.3.Protein
Protein: Tổng hợp protein: Các ribosome đọc mã di truyền từ mRNA và sử dụng tRNA để liên kết các amino acid lại với nhau, tạo ra chuỗi polypeptide (protein). Protein sau đó gấp lại và có thể trải qua các quá trình sửa đổi để thực hiện các chức năng sinh học. Chức năng của protein: Protein có vai trò quan trọng trong cơ thể, bao gồm xúc tác các phản ứng hóa học (enzymes), cấu trúc tế bào, và tham gia vào các quá trình sinh học như vận chuyển, truyền tín hiệu, và bảo vệ.
1.2.4.Tính trạng
Tính trạng: Tính trạng (trait): Tính trạng là các đặc điểm vật lý, sinh lý hoặc hóa học của một sinh vật, như màu sắc mắt, nhóm máu, hoặc khả năng chống bệnh. Mối liên hệ với protein: Tính trạng thường kết quả từ hoạt động của các protein, vì các protein thực hiện nhiều chức năng trong tế bào và cơ thể. Ví dụ, màu sắc mắt của con người có thể được xác định bởi sự hiện diện và hoạt động của các protein liên quan đến sắc tố.
1.3.Hình thành kiến thức mới 1
Quan sát Hình 40.1, hãy: a) Cho biết chú thích (1) và (2) là quá trình gì. b) Nêu mối quan hệ giữa gene và protein trong việc biểu hiện các tính trạng ở sinh vật. Viết sơ đồ minh họa dạng chữ.
Ảnh
Ảnh
a) Chú thích (1) là quá trình phiên mã; chú thích (2) là quá trình dịch mã. b) - Mối quan hệ giữa gene và protein trong việc biểu hiện các tính trạng ở sinh vật: Trình tự các nucleotide trên mạch đơn của gene (DNA) quy định trình tự các nucleotide trên mRNA thông qua quá trình phiên mã, trình tự các nucleotide trên mRNA quy định trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide (protein) thông qua quá trình dịch mã, protein biểu hiện thành tính trạng của cơ thể. Như vậy, trong tế bào, gene không trực tiếp hình thành tính trạng mà phải thông qua sự tương tác giữa các phân tử mRNA, protein và có thể chịu tác động của các nhân tố môi trường.
Ảnh
- Sơ đồ minh họa dạng chữ mối quan hệ giữa gene và protein trong việc biểu hiện các tính trạng ở sinh vật:
Ảnh
1.4.Luyện tập
Tại sao gene bị đột biến có thể làm thay đổi tính trạng của cơ thể sinh vật?
Gene bị đột biến có thể làm thay đổi tính trạng của cơ thể sinh vật vì: - Trình tự các nucleotide trên gene quy định trình tự các nucleotide trên phân tử mRNA thông qua quá trình phiên mã. Trình tự 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. - Khi gene bị đột biến, trình tự các nucleotide trên gene bị thay đổi dẫn đến thay đổi trình tự các nucleotide trên mRNA, từ đó có thể dẫn đến thay đổi trình tự amino acid trên phân tử protein.
2. Cơ sở sự đa dạng về tính trạng của các loài
2.1.Lý thuyết
Sự đa dạng về tính trạng của các loài là kết quả của nhiều yếu tố và cơ chế di truyền, phát sinh, và chọn lọc tự nhiên. Các yếu tố chính góp phần vào sự đa dạng này bao gồm: 1. Đột biến 2.Sự kết hợp gen 3.Di truyền liên kết 4.Tương tác giữa các gene 5. Di truyền ngẫu nhiên 6. Nhân giống và di truyền học
2.2.Hình thành kiến thức mới 2
Đọc đoạn thông tin và quan sát Hình 40.2, hãy cho biết cơ sở nào dẫn đến sự khác nhau về kiểu hình ở các cá thể ruồi giấm.
Ảnh
Cơ sở dẫn đến sự khác nhau về kiểu hình ở các cá thể ruồi giấm là: - Mỗi loài sinh vật có hệ gene đặc trưng. - Các cá thể cùng loài có thể mang các allele khác nhau của cùng một gene. - Các gene khác nhau quy định các protein khác nhau, từ đó, biểu hiện thành các tính trạng khác nhau.
2.3.Hình thành kiến thức mới 3
Lấy thêm ví dụ về sự đa dạng tính trạng của một loài sinh vật.
Ví dụ về sự đa dạng tính trạng ở người: Ở người có sự đa dạng về tính trạng màu da với nhiều kiểu hình khác nhau như người da vàng, người da trắng, người da đen,…; về tính trạng nhóm máu với nhiều kiểu hình khác nhau như nhóm máu A, nhóm máu B, nhóm máu O, nhóm máu AB; về tính trạng màu mắt với nhiều kiểu hình khác nhau như mắt đen, mắt xanh,…; về tính trạng hình dạng mũi với nhiều kiểu hình khác nhau như mũi cao, mũi thấp;…
2.4.Vận dụng
Nấm mốc Neurospora crassa kiểu dại có khả năng sống được trong môi trường chứa các chất dinh dưỡng cơ bản (gồm muối vô cơ, glucose và biotin) do chúng có các enzyme để chuyển hóa các chất này thành những chất cần thiết cho sự sinh trưởng. Trong khi đó, các chủng nấm mốc đột biến (bị thiếu hụt enzyme) chỉ có thể sống khi được nuôi trong môi trường gồm các chất dinh dưỡng cơ bản được bổ sung thêm một số chất dinh dưỡng khác. Dựa vào mối quan hệ giữa gene và tính trạng, hãy cho biết tại sao có sự khác nhau về khả năng chuyển hóa các chất dinh dưỡng ở chủng nấm mốc kiểu dại và các chủng đột biến.
Ảnh
Sự khác nhau về khả năng chuyển hóa các chất dinh dưỡng ở chủng nấm mốc kiểu dại và các chủng đột biến là do mỗi chủng nấm mang một kiểu gene khác nhau về gene quy định enzyme chuyển hóa các chất dinh dưỡng cơ bản thành các chất cần thiết cho sinh trưởng. Trong đó, nấm mốc Neurospora crassa kiểu dại có kiểu gene mã hóa enzyme chuyển hóa các chất dinh dưỡng cơ bản thành các chất cần thiết cho sinh trưởng nên có khả năng chuyển hóa các chất dinh dưỡng cơ bản thành các chất cần thiết cho sinh trưởng; nấm mốc Neurospora crassa đột biến có kiểu gene không mã hóa được enzyme này nên không có khả năng chuyển hóa các chất dinh dưỡng cơ bản thành các chất cần thiết cho sinh trưởng.
3.Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Các em nhớ đọc bài mới nhé!
Cảm ơn
Ảnh