Giải chi tiết khoa học tự nhiên 9 KNTT bài 40 Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Thông tin di truyền trên gene được phiên mã thành trình tự các ribonucleotide trên mRNA. mRNA tham gia quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide. Quá trình đó diễn ra như thế nào?

Bài làm chi tiết:

- Giai đoạn 1 (Mở đầu): Phức hợp amino acid tRNA tiến vào, đối mã của nó (3’UAC5’) bổ sung với codon mở đầu trên mRNA. 

- Giai đoạn 2 (Kéo dài chuỗi polypeptide): Ribosome di chuyển trên mRNA theo chiều 5’→3’ để dịch mã, mỗi codon được dịch thành một amino acid, giữa các amino acid hình thành liên kết peptide.

- Giai đoạn 3 (Kết thúc): Khi ribosome gặp codon kết thúc trên mRNA (5’UAG3’) thì quá trình dịch mã hoàn tất. 

I. MÃ DI TRUYỀN LÀ GÌ?

Hoạt động: Giả thiết mã di truyền là các đoạn ngắn ribonucleotide liền kề trên mRNA (có cùng số lượng ribonucleotide, kí hiệu là n) quy định loại amino acid tương ứng trên chuỗi polypeptide.

a) Xác định số loại mã di truyền và số loại amino acid tương ứng tối đa có thể có với mỗi n. Hoàn thành vào vở theo mẫu Bảng 40.1.

Bảng 40.1. Số loại mã di truyền tương ứng số lượng ribonucleotide (n) trong mã

b) Nếu các tế bào có xu hướng tiết kiệm tối đa để thực hiện chức năng sinh học thì mã di truyền gồm bao nhiêu ribonucleotide? Biết rằng có 20 loại amino acid cấu tạo nên protein.

Bài làm chi tiết:

a) 

b) Số ribonucleotide tìm được vẫn phải đủ để mã hóa 20 loại amino acid. 

Nghĩa là 4ⁿ  20 hay n   3. 

Mà các tế bào có xu hướng tiết kiệm tối đa => n nhỏ nhất và n = 3.

Vậy mã di truyền gồm 3 ribonucleotide.

Câu hỏi: Quan sát Hình 40.1 các codon cùng nghĩa (cùng mã hóa cho một loại amino acid hoặc các codon kết thúc) thường giống nhau về loại nucleotide tại vị trí nào của codon?

Bài làm chi tiết:

Các codon cùng nghĩa thường giống nhau về loại nucleotide tại vị trí đầu tiên của codon.

II. MÃ DI TRUYỀN QUY ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

Câu hỏi 1: Quan sát Hình 40.3 cho biết mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein như thế nào.

Bài làm chi tiết:

Trình tự các mã di truyền (codon) trên mRNA sẽ quy định thành phần và trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide, từ đó quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein.

Câu hỏi 2: Nêu ý nghĩa của đa dạng mã di truyền

Bài làm chi tiết:

Đa dạng của mã di truyền trên phân tử mRNA tạo nên sự đa dạng về thành phần hóa học và cấu trúc của protein.

III. QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Hoạt động: Đọc thông tin trên và quan sát Hình 40.4, trả lời các câu hỏi sau:

1. Có những thành phần nào tham gia quá trình dịch mã? Nêu vai trò của mỗi thành phần trong quá trình dịch mã.

2. Quá trình dịch mã gồm những giai đoạn nào? Mô tả khái quát diễn biến quá trình dịch mã.

3. Dịch mã là gì?

Bài làm chi tiết:

1. Thành phần tham gia dịch mã gồm có: 

- mRNA: chứa thông tin di truyền được mã hóa từ DNA

- tRNA: vận chuyển amino acid đến ribosome để tiến hành dịch mã.

- Ribosome là cơ quan chính thực hiện quá trình dịch mã

- Các amino acid tự do là đơn vị cơ bản cấu thành nên chuỗi polypeptide.

2. Quá trình dịch mã diễn ra theo 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1 (Mở đầu): Phức hợp amino acid tRNA tiến vào, đối mã của nó (3’UAC5’) bổ sung với codon mở đầu trên mRNA. 

- Giai đoạn 2 (Kéo dài chuỗi polypeptide): Ribosome di chuyển trên mRNA theo chiều 5’→3’ để dịch mã, mỗi codon được dịch thành một amino acid, giữa các amino acid hình thành liên kết peptide.

- Giai đoạn 3 (Kết thúc): Khi ribosome gặp codon kết thúc trên mRNA (5’UAG3’) thì quá trình dịch mã hoàn tất. 

3. Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide (protein) dựa trên trình tự nucleotide trên bản phiên mã của gene (mRNA).

IV. MỐI QUAN HỆ GIỮA GENE VÀ TÍNH TRẠNG

Hoạt động: Dựa vào kiến thức đã học kết hợp quan sát Hình 40.5, thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nêu tên và sản phẩm của quá trình 1, quá trình 2.

2. Giải thích mối quan hệ giữa gene (DNA), mRNA, protein và tính trạng.

Bài làm chi tiết:

1. Quá trình 1: phiên mã, sản phẩm tạo ra là mRNA. 

Quá trình 2: dịch mã, sản phẩm tạo ra là protein.

2. 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.

Câu hỏi: Dựa vào kiến thức về mối quan hệ giữa gene và tính trạng, cho biết khi muốn thay đổi một tính trạng ở một loài thực vật bằng tác nhân nhân tạo, có thể tác động vào quá trình nào.

Bài làm chi tiết:

Muốn thay đổi một tính trạng ở một loài thực vật bằng tác nhân nhân tạo, có thể tác động vào mRNA, protein hoặc thậm chí vào yếu tố môi trường.