Giải KHTN 9 sách VNEN bài 20: ARN, mối quan hệ giữa gen và ARN

A. Hoạt động khởi động

 Gen là gì?

 Làm thế nào để thông tin di truyền trong các gen được biểu hiện thành các tính trạng này?

Trả lời:

+ Gen là 1 đoạn của phân tử ADN.

+ Gen phiên mã tạo ARN, dịch mã tạo protein. Các protein thực hiện chức năng để biểu hiện tính trạng của sinh vật.

B. Hoạt động hình thành kiến thức

I. ARN (Axit Ribonucleic)

1. Cấu tạo hóa học của ARN

- Quan sát hình 20.1 và cho biết các thành phần cấu tạo của mỗi Nu trong ARN. Các Nu trong ARN liên kết với nhau như thế nào?

- So sánh thành phần hóa học của ADN và ARN.

Trả lời:

+ Mỗi Nu trong ARN gồm: đường 5 cacbon (ribozo), gốc photphat, bazo nito (A, U, G, X)

+ Các Nu này liên kết theo 1 mạch giữa đường ở Nu trước với nhóm photphat ở Nu sau.

* So sánh thành phần hóa học của ADN:

+ Giống nhau:

• Đều gồm 3 phần (đường 5 cabon, nhóm photphat, bazo nito)
• Đều gồm 5 nguyên tố: C, H, O, N, P

+ Khác nhau:

• ADN: đường dedoxxiribo, bazo nito (A,T,G,X)
• ARN: đường riobozo, bazo nito (A, U,G,X)

2. Các loại ARN, cấu trúc không gian và chức năng của ARN

- Quan sát hình 20.2 và cho biết, có những loại ARN nào tham gia các quá trình được mô tả trong hình?

- Quan sát hình 20.3 và cho biết, các loại ARN có cấu trúc như thế nào? Nêu đặc điểm của các đoạn mạch kép trong phân tử ARN.

Trả lời:

+ Hình 20.2, Những loại ARN tham gia vào quá trình trong hình là: mARN, tARN, rARN

+ Hình 20.3, cấu trúc của các ARN là:

• mARN: các Nu liên kết với nhau dạng mạch thẳng
• rARN: là một chuỗi polinucleotit mạch đơn, nhưng có vài vị trí các Nu liên kết bổ sung với nhau, 2 đầu tự do
• tARN: là một chuỗi polinucleotit mạch đơn, nhưng có 3 vị trí các Nu liên kết bổ sung với nhau tạo các chùy (chùy thứ 2 chứa bộ ba đối mã với bộ ba trên mARN), đầu 3' liên kết với các axit amin tương ứng.

+ Các đoạn mạch kép trong ARN chỉ tồn tại trong rARN và tARN, là các đoạn rất ngắn có sự liên kết bổ sung giữa các Nu:

• A liến kết với T bằng 2 liên kết H
• G liên kết với X bằng 3 liên kết H

II. Tổng hợp ARN

- Sự truyền thông tin từ gen đến protein được thực hiên thông qua yếu tố nào? Hãy quan sát hình 20.4 để trả lời câu hỏi.

- Quan sát hình 20.4 và cho biết:

• Các yếu tố nào tham gia vào quá trình tổng hợp ARN?
• Trên một đoạn ADN (gen), ARN được tổng hợp dựa trên mấy mạch của gen?
• Trên đoạn gen đang tổng hợp ARN, hai mạch của phân tử ADN ở trạng thái duỗi hay đóng xoắn?
• Các Nu từ môi trường liên kết với hau và liên kết với các Nu trên sợi ADN khuôn theo nguyên tắc nào?
• Ở vùng tổng hợp xong, ADN ở trạng thái duỗi hay đóng xoắn? ARN tác khỏi ADN hay vẫn liên kết?
• Kết quả của quá trình tổng hợp ARN là gì?

Trả lời:

+ Để thông tin được truyền từ gen qua protein, trước hết gen tổng hợp ARN. Sau đó, từ ARN tổng hợp nên protein.

+ Yếu tố tham gia vào tổng hợp ARN là: ADN khuôn, enzim xúc tác, các RiboNu tự do

+ ARN được tổng hợp dựa trên 1 mạch gốc của gen

+ Trên đoạn gen đang tổng hợp ARN, 2 mạch của ADN ở trạng thái duỗi xoắn.

+ Các Nu tự do trong môi trường liên kết với các Nu trên sợi khuôn của ADN theo nguyên tắc bổ sung.

+ Ở vùng đã tổng hợp xong, ADN ở trạng thái đóng xoắn. ARN tách ra khỏi ADN.

+ Kết quả: dựa trên khuôn mẫu là 1 mạch của ADN thì 1 phân tử ARN được tạo thành có chiều dài bằng chiều dài của gen tương ứng.

III. Mối quan hệ gen và ARN

Hãy nhận xét về mối quan hệ giữa trình tự Nu trên ARN với trình tự Nu trên sợi khuôn ADN và với sợi không làm khuôn.

Trả lời:

+ Trình tự Nu trên ARN bổ sung với trình tự Nu trên sợi khuôn ADN;

• A trên ARN liên kết với T trên ADN
• U trên ARN liên kết với A trên ADN
• G trên ARN liên kết với X trên ADN và ngược lại.

+ Trình tự Nu trên ARN tương tự như trên mạch không làm khuôn ADN, chỉ khác là trên ARN có U, còn trên ADN thì có T

C. Hoạt động luyện tập

Bài 1. Hãy so sánh cấu tạo hóa học và cấu trúc không gian của ARN với ADN.

Trả lời:

* Giống nhau:

- Đều là những đại phân tử, có cấu trúc đa phân

- Đều được cấu tạo từ các nguyên tố hóa học: C, H, O, N và P

- Đơn phân đều là các nucleotit. Có cùng 3 trong 4 loại nu giống nhau là: A, G, X

- Giữa các đơn phân đều có các liên kết cộng hóa trị tạo thành mạch.

* Khác nhau:

- ADN (theo Watson và Crick năm 1953)

• Gồm 2 mạch polynucleotit xoắn đều, ngược chiều nhau.
• Số lượng đơn phan lớn (hàng triệu). Có 4 loại đơn phân chính: A, T, G, X
• Đường kính: 20Ao, chiều dài vòng xoắn 34A$^{o}$ (gồm 10 cặp nucleotit cách đều 3,4A)
• Liên kết trên 2 mạch theo NTBS bằng liên kết hidro (A với T 2 lk, G với X 3 lk)
• Phân loại: Dạng B, A, C, T, Z
• ADN là cấu trúc trong nhân

- ARN

• Một mạch polynucleotit dạng thẳng hoặc xoắn theo từng đoạn
• Số lượng đơn phân ít hơn (hàng trăm, hàng nghìn). Có 4 loại đơn phân chính: A, U, G, X.
• Tùy theo mỗi loại ARN có cấu trúc và chức năng khác nhau.
• Liên kết ở những điểm xoắn (nhất là rARN): A với U 2 liên kết, G với X 3 liên kết.
• Phân loại: mARN, tARN, rARN
• ARN sau khi được tổng hợp sẽ ra khỏi nhân để thực hiện chức năng.

Bài 2. Đặc điểm chung giữa ADN và ARN là

A. cấu trúc xoắn kép.

B. chuỗi liên kết giữa đường 5C và gốc photphat.

C. đường ribozo.

D. bazo nito loại timin.

Trả lời:

=> Chọn B.

Bài 3. Hãy điền các từ phù hợp vào chữ trong hình mô tả quá trình tổng hợp ARN dưới đây:

Trả lời:

a. enzim xúc tác kéo dài chuỗi

b. mạch bổ sung (không phải mạch khuôn)

c. Nucleotit tự do

d. mạch khuôn

e. ARN đã tách ra

f. ARN chưa tách ra khỏi mạch khuôn

Bài 4. Một mARN có trình tự nucleotit như sau:

 AUG XUU GAX XGU GXG AXG UAU GXU AGA

 Hãy viết trình tự của đoạn gen tổng hợp nên mARN đó và chỉ rõ mạch nào của gen là mạch làm khuôn.

Trả lời:

Mạch khuôn:               TAX GAA XTG GXA XGX TGX AXA XGA TXT

Mạch bổ sung:            ATG XTT GAX XGT GXG AXG TGT GXT AGA

Bài 5. Trong quá trình tổng hợp ARN, các nucleotit của môi trường nội bào đến liên kết với mạch khuôn theo nguyên tắc:

A. A liên kết với T và ngược lại; G liên kết với X và ngược lại.

B. A liên kết với T và ngược lại; G liên kết với X và ngược lại.

C. U liên kết với A và T với A; U liên kết với X và ngược lại.

D. A liên kết với T; U với A; G liên kết với X và ngược lại.

Trả lời:

=> Chọn D

Bài 6. Phát biểu nào dưới đây về sự bắt cặp giữa các nucleotit theo nguyên tắc bổ sung là không đúng?

A. A có thể bắt cặp với T hoặc U.

B. T có thể bắt cặp với A hoặc U.

C. G chỉ bắt cặp với X.

D. U chỉ bắt cặp với A.

Trả lời:

=> Chọn B

D. Hoạt động vận dụng

Bài 1. Một gen có chiều dài 4080 Anxtrong. Hiệu số giữa nucleotit loại G với loại Nu khác không bổ sung với nó trong gen bằng 380. Trên mạch khuôn của gen có Nu loại T = 120, mạch không làm khuôn có X = 320. Xác định số Nu mỗi loại của gen và của mARN được tổng hợp từ gen trên.

Trả lời:

N = 4080 : 3,4 x 2 = 2400

=> 2A + 3G = 2400

G - A = 380 

=> A = T = 252 ; G = X = 632

Mà T₁ = 120 => A₁ = 132

X1 = 320 => G₁ = 302

=> A_m = T₁ = 120

U_m = A₁ = 132

X_m = G₁ = 320

G_m = X₁ = 320

Bài 2. Một gen cấu trúc thực hiện quá trình tổng hợp mARN liên tiếp 5 lần sẽ tạo ra số phân tử mARN là:

A. 32.

B. 5.

C. 10.

D. 25.

Trả lời:

=> Mỗi lần tổng hợp tạo 1 mARN

=> Chọn B

E. Hoạt động tìm tòi mở rộng

Hãy so sánh số lượng gen trong hệ gen với số lượng NST trong bộ NST của loài và số lượng phân tử ADN trong hệ gen.

Trả lời:

Mỗi NST gồm 1 ADN mà 1 ADN gồm nhiều gen => số gen nhiều hơn rất nhiều so với số lượng NST. Số lượng ADN và số lượng NST trong bộ NST của loài bằng nhau.