BÀI 38. NUCLEIC ACID VÀ GENE

Khởi động: Xét nghiệm DNA cho phép xác định danh tính và nhận dạng mỗi cá nhân với độ tin cậy cao. Em đã biết những gì về DNA?

Giải nhanh:

Cấu tạo từ 4 loại đơn phân A, T, G, C; có cấu trúc xoắn kép gồm hai mạch polynucleotide song song nhờ các nucleotide giữa hai mạch liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung. DNA rất đa dạng và đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nucleotide. DNA có chức năng lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.

I. KHÁI NIỆM NUCLEIC ACID

Câu hỏi: Cho các đối tượng sau: da, tóc, tiều cầu, lục lạp, virus HIV, ti thể. Đối tượng nào có chứa nucleic acid?

Giải nhanh:

Virus HIV và ti thể.

II. DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA)

Hoạt động: Quan sát Hình 38.1, thực hiện các yêu cầu sau:

1. Mô tả cấu trúc phân tử DNA. Cấu trúc đó được hình thành và ổn định nhờ yếu tố nào?

2. Gọi tên các đơn phân cấu tạo nên phân tử DNA.

Giải nhanh:

1. DNA có cấu trúc xoắn kép, gồm hai mạch song song, ngược chiều, xoắn quanh một trục từ trái sang phải (xoắn phải). Cấu trúc đó được được hình thành và ổn định nhờ liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotide trên mỗi mạch và liên kết hydrogen giữa các nucleotit giữa hai mạch đơn.

2. Adenine (A), thymine (T), cytosine (C) và guanine (G).

Câu hỏi 1: Quan sát Hình 38.1 và đọc thông tin trên để thực hiện các yêu cầu sau:

1. Kích thước của mỗi cặp nucleotide là bao nhiêu Ǻ?

2. Các nucleotide trong mỗi cặp liên kết bổ sung với nhau bằng bao nhiêu liên kết hydrogen?

3. Trình tự các nucleotide trên một đoạn của DNA như sau:

Hãy xác định trình tự các nucleotide trên mạch bổ sung với mạch đó.

Giải nhanh:

1. 3,4 Ǻ.

2. Adenine (A) và thymine (T) liên kết với nhau bằng 2 liên kết hydrogen. Còn cytosine (C) và guanine (G) liên kết với nhau bằng 3 liên kết hydrogen.

3. 

Câu hỏi 2: Những đặc điểm nào của phân tử DNA đảm bảo cho nó thực hiện chức năng lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin.

Giải nhanh:

- Nơi lưu giữ, bảo quản thông tin di truyền: trình tự các nucleotide trên DNA là thông tin di truyền chỉ dẫn cho tế bào tổng hợp phân tử protein để từ đó tạo ra những phân tử hữu cơ cần thiết, tham gia vào cấu trúc và hoạt động của tế bào, cơ thể. Liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotide đảm bảo cấu trúc của phân tử DNA được duy trì, ổn định.

- Truyền đạt thông tin: DNA có khả năng tự nhân đôi, nhờ đó thông tin di truyền được truyền đạt qua các thế hệ tế bào và cơ thể, đảm bảo cho các đặc tính của loài được duy trì, ổn định.

Câu hỏi 3: Con sinh ra có nhiều đặc điểm giống bố mẹ là nhờ chức năng nào của phân tử DNA?

Giải nhanh:

Chức năng truyền đạt thông tin di truyền.

Câu hỏi 4: Đọc thông tin trên và nêu khái niệm gene.

Giải nhanh:

Gene là một đoạn của phân tử DNA có chức năng di truyền xác định

Câu hỏi 5: Giải thích vì sao chỉ từ bốn loại nucleotide tạo ra được sự đa dạng của phân tử DNA.

Giải nhanh:

4 loại nucleotide liên kết theo chiều dọc và sắp xếp nhiều cách.

Câu hỏi 6: Phương pháp phân tích DNA đem lại những ứng dụng gì trong thực tiễn? Cơ sở của các ứng dụng đó là gì?

Giải nhanh:

- Việc xác định quan hệ huyết thống, xác định nghi phạm,… Cơ sở của ứng dụng là các dữ liệu phân tích Dna của mẫu sinh phẩm như chân tóc, máu, tế bào niêm mạc miệng, xương,… tiến hành so sánh, đối chiếu giữa các mẫu với nhau để đưa ra kết quả về thông tin di truyền.

- Dự đoán các nguy cơ mắc bệnh di truyền và điều trị y tế; nghiên cứu phát sinh chủng loại sinh vật… Cơ sở của ứng dụng: thông qua việc so sánh mức độ tương đồng giữa phân tử DNA của các đối tượng sinh học.

III. RIBONUCLEIC ACID (RNA)

Hoạt động: Dựa vào kiến thức đã học và quan sát Hình 38.2, thực hiện các yêu cầu sau:

1. Mô tả cấu trúc của phân tử RNA.

2. Dự đoán trong tế bào, RNA được tổng hợp từ cấu trúc nào.

Giải nhanh:

1. RNA có cấu tạo đa phân, các đơn phân là bốn loại ribonucleotide: A, G, U và C. Mỗi phân tử RNA gồm hàng trăm hoặc hàng nghìn đơn phân. Các đơn phân liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị tạo thành mạch RNA 

2. Trong tế bào, phân tử RNA có cấu trúc một mạch được tổng hợp ở nhân hoặc vùng nhân.

Câu hỏi: Phân biệt các loại RNA dựa vào chức năng.

Giải nhanh:

- mRNA có chức năng truyền đạt thông tin di truyền.

- tRNA có chức năng vận chuyển amino acid đến nơi tổng hợp protein

- rRNA là thành phần chủ yếu cấu tạo nên ribosome – nơi tổng hợp protein.