Hướng dẫn giải chi tiết Một số bài tập biến dị cấp phân tử Sinh học 12

BIẾN DỊ CẤP PHÂN TỬ

Câu 1.

Mỗi một dòng trong số 5 dòng đột biến của E. coli (1-5) có một đột biến ảnh hưởng đến operon  lac . Đột biến 1 có một đột biến trong gen lac Y và các dòng đột biến khác mỗi cái lại có một đột biến như sau:  

• Đột biến vô nghĩa trong gen lacZ tạo ra β-galactosidase không có chức năng

• Đột biến lacO^c làm cho chất ức chế không thể liên kết vào operator (vùng vận hành)

• Đột biến ở promoter làm cho RNA polymerase không thể liên kết với promoter.

• Đột biến siêu ức chế làm lactoz không thể liên kết và làm bất hoạt protein ức chế.

Operon  lac  của mỗi thể đột biến được chèn vào một plasmit rồi cho biến nạp vào tế bào kiểu  dại và tất cả các dòng E. coli đột biến cùng khả năng sinh trưởng trong môi trường chứa lactose đều được đánh giá. Dấu + chỉ khả năng sinh trưởng tốt, còn dấu – chỉ không có khả năng sinh trưởng. Sự sinh trưởng đòi hỏi phải có cả hai gen LacZ và LacY có chức năng.

		Tế bào chủ
		1	2	3	4	5	Thể dại
Chèn lac operon	1	-	+	+	-	-	+
	2		+	+	+	+	+
	3			-	-	-	+
	4				-	-	-
	5					-	+

Hãy cho biết câu nào dưới đây là đúng, câu nào sai dựa trên kiểu đột biến ở thể đột biến 2-5

A. Thể đột biến 2 có đột biến LacOc

B. Thể đột biến 3 có đột biến ở promotor  

C. Thể đột biến 4 có đột biến siêu ức chế

D. Thể đột biến 5 có đột biến vô nghĩa ở LacZ

Hướng dẫn giải

A, C đúng

- Mỗi chủng mang 1 loại đột biến

Có Lac I^s: VK ko sinh trưởng

Có Lac O^c: VK luôn sinh trưởng

ĐB ở promoter: VK ko sinh trưởng

+ Lac Z^- Lac Z^-: không sinh trưởng

+ Lac Y^- Lac Y^-: không sinh trưởng

Nếu ở thể dị hợp: Lac Z Lac Z^- và Lac Y Lac Y^-: sinh trưởng bình thường

- chủng 1: Lac Y^-

- Chủng 2: biến nạp với 1 và 2 đều luôn sinh trưởng => chủng 2 ĐB Lac O^c

- Chủng 5: luôn ko sinh trưởng trừ khi biến nạp với chủng 2 => ĐB ở promoter

- Chủng 4: luôn ko sinh trưởng trừ khi biến nạp với chủng 2 => ĐB siêu ức chế (I^s)

- Chủng 3: ĐB ở lac Z

Câu 2.

Mr.Long đã phân tích các mẫu ADN của 3 gia đình bằng cách sử dụng 6 locut đoạn lặp ngắn kế tiếp (short tandem repeat - STR) nằm trên 6 nhiễm sắc thể thường khác nhau. Mỗi locut STR thường có nhiều alen khác nhau và được kí hiệu bằng các chữ số, ví dụ ở Bảng dưới đây, với mẫu ADN của Huong ở locut 1 thì kí hiệu 3/5 cho biết kiểu gen là dị hợp tử gồm alen 3 và alen 5. Trong gia đình thứ nhất, bố tên là Hung, mẹ tên là Huong và con trai của họ là Dung. Trong gia đình thứ 2, bố là Nhan, hai con trai là Tin và Nghia. Trong gia đình thứ 3, bố là Phu và người con trai là Quy.

Mr.Long cũng sử dụng mẫu ADN của người không có quan hệ họ hàng với bất kỳ gia đình nào nêu trên, tên là Dat.

Các mẫu ADN chưa xác định danh tính được đánh số ngẫu nhiên, trừ mẫu của Huong.

Hãy cho biết câu nào sau đây là đúng hay sai và điền vào phiếu trả lời

A. Mẫu 735 là ADN của Dat

B. Mẫu 669 là ADN của Nhan

C. Mẫu 938 là ADN của Hung

D. Mẫu 297 có thể là ADN của Phu

Hướng dẫn giải

B, C, D đúng

- Xét locut 4:

+ Hương là 3/3 => cho con alen 3 => Dũng hoặc là: 653 hoặc 735 hoặc 130 (1) (vì chỉ 3 người đó ở locut 4 mới có alen 3)

- Xét locut 7:

+ Hương là 2/6 => cho con alen 2 hoặc alen 6 => Dũng là: 735 hoặc 860 hoặc 938 (2)

Từ (1) và (2) => Dũng là 735

- vì Dũng đã nhận alen 3 của locut 4 từ mẹ => alen 4 của locut 4 phải nhận từ bố, => chỉ có 938 mới cho alen  ở locut 4 => 938 là Hùng.

- xét mẫu 669 ở locut 4 là 5/8 => cho con alen 5 hoặc alen 8 => có 2 mẫu 130 (nhận 8) hoặc 264 (nhận 5), so các locut còn lại => 130 và 264 chắc chắn là con của 669=> 2 mẫu ý có thể là của tín và nghĩa

- Xét mẫu 297 ở locut 4; và so các locut còn lại nhận thấy 297 và 860 có mối quan hệ với nhau => 297 có thể là là Phú hoặc Quý

Câu 3.

Charles Yanofsky đã nghiên cứu trình tự của enzim sinh tổng hợp tryptophan của E.coli. Protein kiểu dại (1) có axit amin Gly ở vị trí 38. Yanofsky đã phân lập được hai thể đột biến 2 và 3 bất hoạt  tổng hợp trp. Thể đột biến 2 có sự thay thế Gly bằng Arg ở vị trí 38, còn thể đột biến 3 có sự thay thế Gly bằng Glu ở vị trí này. Các thể đột biến 2 và 3 được nuôi trên môi trường tối thiểu (không có trp). Một số đột biến tự phát  đã hình thành (4-10) giúp khôi phục chức năng sinh tổng hợp trp của các dòng nuôi cấy. Axit amin ở vị trí 38 được xác định như mô tả trong hình A. Giả sử rằng mỗi thay thế axit amin là do đột biến thay thế của một nucleotit. Hãy phân tích các khả năng xảy ra trong quá trình hình thành các dạng đột biến trên.

Hướng dẫn giải

- Gly à Arg và Glu

=> Gly ban đầu có thể mã hóa bởi GGA hoặc GGG

- trường hợp 1: Gly mã hóa bởi GGA

Gly GGA
Arg AGA				Glu GAA
IIe AUA	Thr ACA	Ser AGU hoặc AGC	Gly GGA	Gly GGA	Ala GCA	Val GUA

- trường hợp 2: gly mã  hóa bởi GGG

=>Arg : AGG => không tạo ra được Iie ( AUA ) => loại trường hợp này

Câu 4.

Để xác định chất X có phải là tác nhân đột biến ở người hay không, một nhà nghiên cứu đã tiến hành xử lý chất X trên vi khuẩn Salmonella. Thí nghiệm được tiến hành như sau: cấy 10⁹ tế bào vi khuẩn Salmonella lấy từ một chủng vi khuẩn không có khả năng tổng hợp histidine lên một đĩa petri thạch đặc chứa môi trường tối thiểu không có histidine, ở giữa đĩa petri có đặt một khoanh giấy thấm nhỏ tẩm dịch chiết gan lợn tươi cùng với chất X. Sau đó đĩa petri được đưa vào buồng nuôi cấy một thời gian để xem có khuẩn lạc nào xuất hiện trên đĩa petri hay không.

a. Cần phải bố trí thí nghiệm đối chứng như thế nào cho thí nghiệm trên? Giải thích.

b. Tại sao người ta lại dùng dịch chiết gan lợn tươi?

c. Nếu X thực sự là tác nhân đột biến thì tần số đột biến được tính bằng cách nào và đột biến xảy ra là loại đột biến gì? Giải thích.

d. Ngoài đặc điểm không có khả năng tổng hợp histidine, chủng vi khuẩn Salmonella dùng trong thí nghiệm trên còn phải có thêm một đột biến gì khác nếu không sẽ khó đánh giá được chất X là tác nhân đột biến khi tần số đột biến do nó gây ra là khá thấp?

Hướng dẫn giải

a. Thí nghiệm đối chứng được bố trí như sau: một đĩa petri thạch chứa môi trường tối thiểu không có histidine, được cấy 10⁹ tế bào vi khuẩn khuyết dưỡng histidine, và ở giữa đĩa petrri cũng được đặt khoanh giấy thấm tẩm một lượng dịch chiết gan lợn tươi y hệt như ở lô thí nghiệm.

b.  -    Gan có nhiều enzym chuyển hoá có thể chuyển hoá chất độc khi con người ăn vào thành chất không độc hoặc bớt độc, hoặc cũng có thể biến một chất thành một chất độc.

-  Ta có thể dùng gan lợn vì lợn là loài động vật có vú có rất nhiều gen giống với các gen của người.

c. Tần số đột biến:

-   Tần số đột biến được tính bằng cách đếm số lượng khuẩn lạc trên đĩa thí nghiệm rồi trừ đi tổng số khuẩn lạc trên đĩa đối chứng.

-  Đột biến do chất X tạo ra là các loại đột biến ngược phục hồi khả năng tổng hợp histidine. Loại đột biến này nhiều khả năng là đột biến thay thế nucleotid.

d. -  Chủng vi khuẩn cần có thêm đột biến làm ức chế enzym sửa sai trong quá trình tổng hợp ADN. Nhờ vậy tần số đột biến sẽ gia tăng nên chúng ta dễ dàng phát hiện ra  các đột biến cho dù chất X có thể là tác nhân đột biến yếu.

{-- Để xem tiếp nội dung đề và đáp án từ câu 4-7 của tài liệu các em vui lòng xem ở phần xem online hoặc Tải về--}