Giải chi tiết Sinh học 12 Cánh diều bài 2 Sự biểu hiện thông tin di truyền

Mở đầu: 

Tại sao thông tin di truyền có thể quyết định các tính trạng đặc trưng của mỗi cá thể như: màu da, màu tóc....?

Bài làm chi tiết:

Thông tin di truyền có thể quyết định các tính trạng đặc trưng của mỗi cá thể như: màu da, màu tóc... do các thông tin di truyền nằm trong gene, gene trai qua quá trình phiên mã và dịch mã tạo ra protein quy định tính trạng

I. CÁC LOẠI RNA

Câu 1: Phân biệt các loại RNA dựa vào cấu trúc và chức năng.

Bài làm chi tiết:

II. PHIÊN Mà    

Câu 1: Quan sát hình 2.2 và mô tả các giai đoạn phiên mã. 

Bài làm chi tiết:

Quá trình phiên mã thông tin di truyền từ gene ra mRNA được chia thành ba giai đoạn:

• Khởi đầu phiên mã: Enzyme RNA polymerase nhận ra và liên kết với vùng điều hoà làm cho hai mạch của gene tách nhau để lộ mạch khuôn và bắt đầu tổng hợp mRNA.

• Kéo dài mạch RNA: Enzyme RNA polymerase trượt dọc trên mạch khuôn của gene có chiều 3’ → 5’, lắp các nucleotide tự do thành chuỗi polynucleotide chiều 5’→ 3’ theo nguyên tắc bổ sung (A, U, G, C của môi trường lần lượt liên kết với T, A, C, G của mạch khuôn).

• Kết thúc phiên mã: Enzyme RNA polymerase di chuyển đến cuối gene, gặp tín hiệu kết thúc phiên mã ở đầu 5’ trên mạch khuôn của gene, quá trình phiên mã dừng lại; enzyme RNA polymerase và phân tử mRNA đã hoàn thành rời khỏi DNA.

III. PHIÊN MÃ NGƯỢC

Câu 1: Quan sát hình 2.3 và mô tả quá trình phiên mã ngược.

Bài làm chi tiết:

Quá trình phiên mã ngược: Phiên mã ngược diễn ra khi virus có lõi RNA (virus HIV) xâm nhập vào tế bào. Trên mỗi RNA lõi của virus có mang enzyme phiên mã ngược. Khi xâm nhập vào tế bào chủ, enzyme này sử dụng RNA của virus làm khuôn để tổng hợp DNA bổ sung (cDNA). Sau đó, sợi cDNA có thể làm khuôn để tổng hợp trở lại bộ gene của virus, hoặc tổng hợp ra sợi DNA thứ hai bổ sung với nó. Phân tử DNA sợi kép được tổng hợp trước tiên trong quá trình lây nhiễm có thể cài xen vào DNA của vật chủ và ở trạng thái tiền virus, sau đó được truyền lại cho các tế bào con thông qua quá trình tái bản DNA, nghĩa là thế hệ sau của vật chủ bị chuyển sang tình trạng mang gene bệnh.

IV. MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Câu 1: Dựa vào bảng 2.1, hãy nêu một số ví dụ minh hoạ cho tính đặc hiệu, tính thoái hoá, tính phổ biến của mã di truyền.

Bài làm chi tiết:

• Ví dụ về tính đặc hiệu: bộ ba UGG chỉ mã hóa cho amino acid tryptophane.

• Ví dụ về tính thoái hóa: bốn bộ ba CUU, CUC, CUA, CUG đều mã hóa cho một amino acid duy nhất là leucine.

• Ví dụ về tính phổ biến: ở tinh tinh hay người đều dùng chung một bảng mã di truyền.

Câu 2: 

• Quan sát hình 2.4, hãy mô tả các giai đoạn của quá trình dich må.

• Những yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein?

Bài làm chi tiết:

• Quá trình dịch mã gồm hai giai đoạn: hoạt hóa amino acid và tổng hợp chuỗi polypeptide. Quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide diễn ra theo ba bước:

• Mở đầu: Tiểu phần nhỏ của ribosome bám vào mARN, bộ ba đối mã của tARN bắt cặp với bộ ba mở đầu trên mARN. Tiểu phần lớn của ribosome liên kết với tiểu phần nhỏ tạo thành ribosome hoàn chỉnh, tARN gắn với amino acid mở đầu ở vị trí P.

• Kéo dài: tARN tiếp theo tiến đến và liên kết với ribosome ở vị trí A. Hai aminoacid hình thành liên kết peptide. Ribosome di chuyển qua một bộ ba hướng về đầu 3’. Khi đó tARN mở đầu ở vị trí E, sau đó tách khỏi fMet và đi ra khỏi ribosome. tARN tiếp theo đi vào vị trí A. Ribosome tiếp tục trượt qua mỗi bộ ba tiếp theo, các tARN vận chuyển amino acid đi vào ribosome và chuỗi polypeptide được kéo dài.

• Kết thúc: Khi ribosome chuyển dịch sang bộ ba kết thúc thì quá trình dịch mã dừng lại, 2 tiểu phần của ribosome tách nhau ra. Một enzyme đặc hiệu loại bỏ amino acid mở đầu và giải phóng chuỗi polypeptide, quá trình dịch mã hoàn tất.

• Yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein: sự bắt cặp chính xác của bộ ba đối mã và bộ ba mã hóa.

Luyện tập: Những yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein?

Bài làm chi tiết:

Yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein: sự bắt cặp chính xác của bộ ba đối mã và bộ ba mã hóa.

V. SỰ TRUYỀN THÔNG TIN DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHAN TỬ

Câu 1: Dựa vào hình 2.6, hãy nêu các giai đoạn của quá trình truyền thông tin di truyền từ DNA đến chuỗi polypeptide. Sản phẩm của mỗi giai đoạn đó là loại phân tử nào?

Bài làm chi tiết:

Các giai đoạn:

• Tái bản DNA: sản phẩm là DNA

• Phiên mã: sản phẩm là mRNA

• Dịch mã: sản phẩm là chuỗi polypeptide

Luyện  tập: Hãy giải thích ý nghĩa của cơ chế truyền thông tin di truyền ở cấp độ phân tử trong tế bào.

Bài làm chi tiết:

Ý nghĩa của cơ chế truyền thông tin di truyền ở cấp độ phân tử trong tế bào: đảm bảo sự lưu giữ và truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ.

Vận dụng: 

Một số kháng sinh có thể liên kết với ribosome của vi khuẩn theo những cơ chế khác nhau: Streptomycin bám vào tiểu phần nhỏ của ribosome; chloramphenicol liên kết vào tiểu đơn vị lớn và ức chế enzyme peptidyl transferase (xúc tác phản ứng hình thành liên kết peptide); tetracycline cản trở các tRNA^aa  đi vào vị trí A của ribosome; erythromycin liên kết rRNA trong tiểu phần lớn của ribosome và ức chế sự dịch chuyển của ribosome trên mARN. Dựa vào các thông tin trên, hãy cho biết mỗi kháng sinh này tác động đến giai đoạn nào của quá trình biểu hiện gene và từ đó ức chế sự sinh trưởng của vi khuẩn.

Bài làm chi tiết:

• Streptomycin tác động vào giai đoạn: bước mở đầu của giai đoạn tổng hợp chuỗi polypeptide trong quá trình dịch mã.

• Chloramphenicol, tetracycline, erythromycin tác động vào giai đoạn: bước kéo dài của giai đoạn tổng hợp chuỗi polypeptide trong quá trình dịch mã.