BÀI 1. GENE VÀ SỰ TÁI BẢN DNA

Mở đầu: Nhờ các cơ chế phân tử nào mà nhiều tính trạng ở sinh vật có thể được di truyền qua các thế hệ?

Đáp án chuẩn:

- Tái bản của DNA cùng với cơ chế phiên mã và dịch mã

I. CHỨC NĂNG CỦA DNA

Câu 1: Quan sát hình 1.1 và cho biết nhờ các đặc điểm nào về cấu trúc, DNA có thể thực hiện được các chức năng của vật chất di truyền.

Đáp án chuẩn:

- DNA có cấu trúc đơn, hình thành từ các nucleotide liên kết với nhau qua liên kết hydrogen.

- Đây là nơi chứa thông tin di truyền quan trọng, quy định trình tự amino acid của các protein và có khả năng tái bản để truyền thông tin di truyền qua các thế hệ.

- Các biến đổi trong trình tự nucleotide có thể dẫn đến biến dị ở sinh vật.

II. KHÁI NIỆM, CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI GENE

Câu 1: Quan sát hình 1.2, hãy nêu các thành phần cấu trúc của gene có vai trò xác định vị trí bắt đầu và kết thúc tổng hợp RNA. 

Đáp án chuẩn:

- Xác định vị trí bắt đầu: trình tự khởi động.

- Xác định vị trí kết thúc: vùng kết thúc.

Luyện tập: Hãy so sánh các gene được phân loại dựa theo cấu trúc và chức năng.

Đáp án chuẩn:

- Theo chức năng:

  + Gene cấu trúc: mã hóa protein tham gia vào cấu trúc.

  + Gene điều hòa: mã hóa protein điều hòa hoạt động của gene cấu trúc.

- Theo cấu trúc:

  + Gene phân mảnh: gồm exon và intron.

  + Gene không phân mảnh: chỉ có exon.

III. TÁI BẢN DNA

Câu 1: Quan sát hình 1.3 và cho biết tái bản DNA được diễn ra theo những nguyên tắc nào. Sản phẩm của quá trình tái bản DNA là gì?

Đáp án chuẩn:

- Tái bản DNA tuân theo nguyên tắc bổ sung và bảo toàn.

- Kết quả của quá trình tái bản là từ một phân tử DNA tự nhân đôi thành hai phân tử DNA con giống nhau và giống DNA mẹ.

Câu 2: Phân tích cơ chế tái bản DNA cho thấy đây là quá trình truyền thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào?

Đáp án chuẩn:

Kết quả của quá trình tái bản DNA là từ một phân tử DNA tự nhân đôi tạo thành hai phân tử DNA con có cấu trúc giống nhau và giống DNA mẹ. Qua sự phân bào, mỗi phân tử DNA được chuyển vào một tế bào con khác nhau. Tái bản DNA là quá trình sao chép thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con hoặc từ thế hệ này sang thế hệ sau.

Luyện tập: Thông tin di truyền được duy trì ổn định qua các thế hệ ở sinh vật sinh sản hữu tính bằng các cơ chế nào?

Đáp án chuẩn:

- Cơ chế tái bản của DNA.

IV. THỰC HÀNH TÁCH CHIẾT DNA

1. Cơ sơ lý thuyết

Có thể tách chiết DNA từ tế bào sinh vật thông qua việc phá vỡ tế bào bằng dung dịch chất tẩy rửa và NaCl; kết tủa DNA bằng dung môi như ethanol hoặc isopropanol.

2. Các bước tiến hành

- Chuẩn bị: Dụng cụ cối và chày sứ, cốc thuỷ tinh, cốc đong, ống nghiệm, phễu, giấy lọc, thìa, que tăm, thiết bị chụp ảnh.

- Hoá chất: Ethanol 90° hoặc isopropanol 99%, nước rửa bát dạng lỏng, muối ăn (NaCl), nước cất.

- Mẫu vật: Quả dâu tây, quả chuối, củ hành tây, lá non hoặc gan lợn, được giữ lạnh ở nhiệt độ -20 đến 0°C trước khi sử dụng.

- Tiến hành: Nghiền nát 50 g mẫu, hòa tan trong dung dịch muối NaCl và nước rửa bát, lọc bỏ bã, rồi kết tủa DNA bằng ethanol lạnh. Chụp ảnh kết quả.

3. Báo cáo kết quả thí nghiệm

Câu 1: Vì sao cần bổ sung nước rửa bát vào mẫu sau khi nghiền?

Đáp án chuẩn:

Do DNA nằm trong nhân của tế bào, để tách chiết DNA, cần phá vỡ màng tế bào và màng nhân bằng dung dịch tẩy rửa để giải phóng DNA từ nhân tế bào vào dung dịch chiết xuất.

Câu 2: Mục đích của việc sử dụng alcohol (như ethanol 90°) trong tách chiết DNA là gì?

Đáp án chuẩn:

- Ethanol có khả năng làm kết tụ DNA vì nó hút nước mạnh hơn DNA. Khi cho ethanol vào dung dịch chiết chứa DNA, DNA sẽ kết tụ lại thành vật chất màu trắng đục ở phía trên dung dịch.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

- Tên thí nghiệm: Tách chiết DNA

- Nhóm thực hiện:

- Kết quả: Thu được kết tủa DNA màu trắng.

- Giải thích: Để tách DNA từ tế bào, cần phá huỷ mô tế bào bằng cách nghiền mẫu vật và sử dụng dung dịch tẩy rửa để phá huỷ màng tế bào và màng nhân. Sau đó, sử dụng enzyme protease (trong nước ép dứa tươi) để loại bỏ protein, chỉ còn lại DNA và RNA. Để tách DNA khỏi dung dịch chiết xuất, ta sử dụng ethanol để kết tủa DNA. Ethanol nhẹ hơn nước, vì vậy sẽ nổi lên trên cùng với DNA kết tủa.

- Kết luận: Tách chiết DNA là quy trình cơ bản trong nghiên cứu sinh học, yêu cầu thực hiện cẩn thận để đảm bảo chất lượng DNA thu được và tránh nhiễm các DNA từ môi trường bên ngoài, phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo.

Vận dụng: Tại sao phân tích trình tự nucleotide của DNA được ứng dụng trong nhận dạng cá thể?

Đáp án chuẩn:

Do trình tự nucleotide của DNA là đặc trưng riêng biệt của mỗi cá thể, phương pháp phân tích trình tự nucleotide DNA được áp dụng để nhận dạng cá thể.