Mở đầu: Cơ chế phân tử của quá trình truyền thông tin di truyền từ gen tới protein xảy ra như thế nào?

Giải rút gọn:

Gen trải qua quá trình phiên mã tạo ra mRNA, mRNA trải qua dịch mã tạo ra protein, thông tin di truyền được truyền từ gen đến mRNA rồi đến protein.

I. GENE

Câu 1: Một trình tự nucleotide như thế nào được gọi là gene?

Giải rút gọn:

Một trình tự nucleotide được gọi là gene khi nó mang thông tin quy định sản phẩm là chuỗi polypeptide hoặc RNA.

Câu 2: Dựa vào Hình 2.2, phân biệt cấu trúc gene ở sinh vật nhân sơ với gene ở sinh vật nhân thực.

Giải rút gọn:

Cấu trúc gene của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực có một số khác biệt như sau:

• Ở sinh vật nhân sơ, gene tồn tại thành từng nhóm với các vùng mã hoá nằm liền kề nhau và có chung một vùng điều hoà và một vùng kết thúc. 

• Ở sinh vật nhân thực, mỗi gene có một vùng điều hoà, một vùng mã hoá và một vùng kết thúc. Phần lớn các gene có cả exon và intron.

II. HỆ GENE

Câu 1: Tập hợp tất cả các gene trong tế bào của cơ thể sinh vật có được gọi là hệ gene hay không? Giải thích. 

Giải rút gọn:

Không vì tất cả các gene bao gồm cả gene không mã hóa và gene mã hóa, còn hệ gene là tập hợp các gene mã hóa.

Câu 2: Giải trình tự hệ gene người đem lại những ứng dụng thực tiễn gì?

Giải rút gọn:

Một số ứng dụng giải trình tự hệ gene người:

• Trong y học: giúp bác sĩ biết được người đó có mang gene bệnh hay không, từ đó đưa ra biện pháp phòng và trị bệnh. 

• Trong nghiên cứu tiến hoá: So sánh trình tự nucleotide trong hệ gene của nhiều loài sinh vật cho biết mối quan hệ tiến hoá giữa các loài. 

III. QUÁ TRÌNH TRUYỀN ĐẠT THÔNG TIN DI TRUYỀN TỪ GENE TỚI PROTEIN

Câu 1: Phân biệt cấu trúc và chức năng của mRNA, tRNA, rRNA.

Giải rút gọn:

Câu 2: Phiên mã ngược có vai trò gì đối với tế bào nhân thực và và đối với một số loại virus?

Giải rút gọn:

Vai trò:

• Tế bào nhân thực: xảy ra trong quá trình tổng hợp DNA dựa trên mạch khuôn RNA. 

• Virus: là một phần quan trọng của chu trình lây nhiễm của chúng. 

Câu 3: Mã di truyền là gì? Trình bày các đặc điểm của mã di truyền.

Giải rút gọn:

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). 

Câu 4: Tại sao tổng hợp protein lại được gọi là quá trình dịch mã?

Giải rút gọn:

Vì đây là quá trình dịch các mã bộ ba trên mRNA thành các amino acid/polypeptide.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: 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 về gene như vậy là đúng hay sai? Giải thích.

Giải rút gọn:

Đúng vì gene là một đoạn của phân tử DNA mang thông tin quy định sản phẩm là chuỗi polypeptide hoặc RNA.

Câu 2: 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.

Giải rút gọn:

• Có thể tính được. Mỗi một mã di truyền (codon), tương ứng với một amino acid hoặc một tín hiệu kết thúc quá trình tổng hợp protein.

• Có 64 codon khác nhau, mỗi codon tương ứng với một trong 20 loại amino acid và ba codon kết thúc. Các codon kết thúc không mã hóa amino acid, codon mở đầu mã hóa amino acid bị cắt bỏ. Do đó, ta có công thức:

Số lượng amino acid = (Tổng số nucleotide trong vùng mã hoá của gene / 3) - 2

Câu 3: Gene phân mảnh đem lại lợi ích gì cho sinh vật nhân thực?

Giải rút gọn:

Lợi ích:

• Làm giảm tần số đột biến gây hại.

• Làm tăng tỉ lệ cho đột biến, tạo ra nguyên liệu cho quá trình chọn lọc.

• Tạo ra một lượng trình tự DNA dự trữ trong hệ gen của loài.