BÀI 2. GENE, QUÁ TRÌNH TRUYỀN ĐẠT THÔNG TIN DI TRUYỀN

(15 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (6 CÂU)

Câu 1: Gene là gì?

Trả lời:

Gene là một đoạn của phân tử DNA mang thông tin quy định một loại sản phẩm là chuỗi polypeptide hoặc RNA.

Câu 2: Gene được chia thành mấy loại?

Trả lời:

- Theo chức năng, các gene được chia thành hai loại: gene cấu trúc và gene điều hoà. Gene cấu trúc tạo ra các sản phẩm cấu tạo nên các thành phần của tế bào. Gene điều hoà tạo ra sản phẩm điều hoà sự biểu hiện của các gene khác.

- Dựa trên cấu trúc của vùng mã hoá, các gene được phân loại thành gene không phân mảnh (không chứa intron) và gene phân mảnh (chứa intron).

Câu 3: Nêu khái niệm hệ gene.

Trả lời:

Hệ gene là tập hợp tất cả vật chất di truyền (DNA) trong tế bào của một sinh vật.

Câu 4: Nêu khái niệm quá trình phiên mã.

Trả lời:

Phiên mã là quá trình tổng hợp RNA dựa trên mạch khuôn của gene.

Câu 5: Nêu khái niệm quá trình phiên mã ngược.

Trả lời:

Phiên mã ngược là quá trình tổng hợp DNA dựa trên mạch khuôn là RNA.

Câu 6: Nêu khái niệm quá trình dịch mã.

Trả lời:

Dịch mã là quá trình tổng hợp protein dựa trên trình tự nucleotide trong phân tử mRNA.

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: DNA, RNA và protein có mối quan hệ như thế nào?

Trả lời:

Thông tin di truyền được truyền đạt từ thế hệ tế bào này sang thế hệ tế bào khác qua quá trình tái bản DNA và được truyền từ DNA qua mRNA tới protein, từ đó quy định các tính trạng của cơ thể sinh vật. Trong hầu hết trường hợp, thông tin di truyền được truyền một chiều từ DNA ® mRNA ® protein. Tuy nhiên, trong những trường hợp đặc biệt, thông tin từ RNA có thể được truyền ngược lại sang DNA qua quá trình phiên mã ngược.

Câu 2: Tại sao gene được xem là đơn vị chức năng của sự sống?

Trả lời:

Gene được xem là đơn vị chức năng của sự sống vì:

- Mang thông tin di truyền: Gene chứa mã di truyền quyết định các đặc điểm hình thái, sinh lý của cơ thể.

- Quy định sự tổng hợp protein: Thông tin di truyền trong gene được phiên mã thành mRNA, sau đó dịch mã thành protein, thực hiện các chức năng sống.

- Là cơ sở của tính di truyền: Gene được truyền đạt từ thế hệ này sang thế hệ khác, đảm bảo sự kế thừa các đặc điểm của tổ tiên.

- Là đối tượng của biến dị: Các đột biến gene tạo ra những biến đổi về kiểu hình, là nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.

Câu 3: Hãy mô tả quá trình truyền đạt thông tin di truyền từ gene đến protein.

Trả lời:

Quá trình truyền đạt thông tin di truyền diễn ra theo nguyên tắc "một gene - một chuỗi polypeptide" và gồm hai quá trình chính:

- Phiên mã: DNA làm khuôn để tổng hợp mRNA mang mã di truyền giống với mạch gốc của gene.

- Dịch mã: mRNA làm khuôn để tổng hợp chuỗi polypeptide theo quy tắc tương ứng giữa codon trên mRNA và anticodon trên tRNA.

Câu 4: So sánh cấu trúc gene ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực.

Trả lời:

- Gene ở sinh vật nhân sơ: Thường không phân mảnh, các gene có thể hoạt động độc lập.

- Gene ở sinh vật nhân thực: Thường phân mảnh, gồm các đoạn exon (mã hóa) xen kẽ với các đoạn intron (không mã hóa). Các gene thường được tổ chức thành các operon và điều hòa hoạt động phức tạp hơn.

3. VẬN DỤNG (3 CÂU)

Câu 1: Hãy nêu một số ứng dụng của giải trình tự gene trong thực tiễn mà em biết.

Trả lời:

• Ứng dụng trong y học: Giải trình tự hệ gene của mỗi người có thể biết được người này mang loại gene ung thư nào để lựa chọn sử dụng thuốc đặc trị ức chế sản phẩm của gene đó (thuốc hướng đích), làm tăng hiệu quả điều trị. Giải trình tự hệ gene người cũng được ứng dụng trong ngành pháp y để tìm ra thủ phạm trong các vụ án, danh tính nạn nhân trong các vụ tai nạn hoặc xác định mối quan hệ họ hàng.
• Ứng dụng trong nghiên cứu tiến hoá: Khi so sánh hệ gene người và hệ gene của các loài linh trưởng, các nhà khoa học nhận thấy, tinh tinh có quan hệ họ hàng gần gũi nhất với loài người.

Câu 2: Tại sao mã di truyền được gọi là mã thoái hóa? Ý nghĩa sinh học của tính thoái hóa này là gì?

Trả lời:

- Mã thoái hóa: Một amino acid có thể được mã hóa bởi nhiều codon khác nhau.

- Ý nghĩa:

+ Giảm thiểu tác động của đột biến: Nếu xảy ra đột biến điểm thay thế một nucleotide, khả năng codon mới vẫn mã hóa cho cùng một amino acid là khá cao, giúp giảm thiểu tác động của đột biến lên protein.

+ Tăng tính linh hoạt: Tính thoái hóa cho phép sinh vật tạo ra nhiều loại protein khác nhau từ một số lượng gene hạn chế.

Câu 3: Vai trò của quá trình phiên mã trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền là gì?

Trả lời:

Phiên mã là quá trình tổng hợp mRNA từ mạch khuôn của DNA. mRNA mang thông tin di truyền từ gene đến ribosome, nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein. Do đó, phiên mã là bước đầu tiên và rất quan trọng trong quá trình biểu hiện gene.

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Một gene có tổng số 3000 nucleotide và adenine (A) chiếm 20%. Hãy xác định:

a) Chiều đài và số chu kì xoắn của gene.

b) Số nucleotide mỗi loại của gene.

c) Số liên kết hydrogene của gene.

Trả lời:

a) Một chu kì xoắn có 10 cặp nucleotide (20 nucleotide) cho nên:

Số chu kì xoắn = = = 150 (chu kì xoắn).

Một chu kì xoắn dài 34A^o nên chiều dài của gene = x 34 = 150 . 34 = 5100 (A^o).

b) Tổng số nucleotide của gene là A + T + G + C = 100%.

Vì A = T, G = C ® A + G = 50% → G = 50% - A= 50% - 20% = 30%.

Số nucleotide mỗi loại của gene: A = T = 3000 . 20% = 600.

G = C = 3000 . 30% = 900.

c) Số liên kết hydrogene của gene: 2A + 3G = 2.600 + 3.900 = 3900 (liên kết).

Câu 2: Phân tích vật chất di truyền của một chủng gây bệnh cúm ở gà thì thấy rằng vật chất di truyền của nó là một phân tử nucleic acid được cấu tạo bởi 4 loại đơn phân với tỉ lệ mỗi loại là 23%A, 26%U, 25%G, 26%X.

a. Xác định tên của loại vật chất di truyền của chủng gây bệnh này.

b. Loại mầm bệnh này là gì?

Trả lời:

a. - Vật chất di truyền chỉ được cấu tạo bởi 4 loại đơn phân A, U, G, X chứng tỏ nó là RNA.

- Vì trên phân tử RNA này, số nucleotide loại A không bằng số nucleotide loại U và G không bằng X nên phân tử RNA này chỉ có cấu trúc một mạch đơn.

b. Chỉ có virus mới có vật chất di truyền là RNA. Vậy chủng gây bệnh này là virus.