Hướng dẫn giải một số câu hỏi tự luận ôn tập chuyên đề Di truyền phân tử Sinh học 12

CÂU HỎI DI TRUYỀN PHÂN TỬ

Câu 1. Tại sao nói ADN là cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử ? Tính đặc trung và đa dạng của ADN được thể hiện ở chỗ nào?

Trả lời

1. ADN là cơ sở vật chất vầ cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử:

• ADN là thành phần chính của nhiễm sắc thể (NST), mà nhiễm sắc htể là cơ sở vật chất của tính di truyền ở cấp độ tế bào, vì vậy ADN là cấp độ di truyền ở cấp độ phân tử.
• ADN chứa thông tin di truyền đặc trưng cho mỗi loài ở số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các nuclêôtit.
• ADN có khả năng tự nhân đôi, đảm bảo cho NST hình thành quá trình nguyên phân, giảm phân diễn ra bình thường, thong tin di truyền của loài được ổn định ở cấp độ tế bào và cấp độ phân tử.
• ADN chứa các gen, mỗi gen thực hiên một chức năng di truyền khác nhau thông qua cơ chế dịch mã và phiên mã.
• ADN có khả năng đột biến về cấu trúc: mất, thêm, thay thế, đảo vị trí các nuclêôtit tạo nên các alen mới.
• Nhiều bằng chứng đã chứng minh vai trò mang thông tin di truyền của axit nuclêôtit:
  • Khả năng hấp thụ tia ngoại tử cực đại ở bước sóng 260 nm.
  • Thí nghiệm biến nạp của F.Griffith (1928), của O.T.Avery, C.M.Macleod…(1994) và Fraenket-Conrat, Singer (1957) đã chứng minh được axit nuclêôtit là vật chất mang thông tin di truyền.

2. Tính đặc trưng và tính đa dạng của ADN

• Đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nuclêôtit. Vì vậy từ 4 loại nuclêôtit tạo nên tính đặc trưng và tính đa dạng của ADN.
• Đặc trưng bởi tỉ lệ A+T/G+X cho mỗi loài.

Đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự phân bố các gen trên phân tử ADN.

Câu 2: Sự giống nhau và khác nhau cơ bản về cấu trúc giữa ADN và mARN ?

Trả lời

1. Điểm giống nhau về cấu trúc ADN và mARN

• Đều cấu tạo theo nguyên tắc đa phân.
• Mỗi đơn phân đều gồm 3 thành phần cơ bản trong đó thành phần quan trọng nhất là bazơnitric.
• Trên mạch đơn ADN và trên phân tử mARN các đơn phân được liên kết với nhau bởi liên kết hoá trị bền vững.
• Đều có cấu tạo xoắn.
• Đặc trưng bởi số lượng, thành phẩn và trật tự phân bố các đơn phân.

2. Điểm khác nhau giữa cấu trúc ADN và mARN

Câu 3: ADN và protein giống và khác nhau về cấu trúc ở những điểm nào? Những chức năng cơ bản của prôtêin ?

Trả lời

1. Điểm giống nhau về cấu trúc giữa ADN và prôtêin

• Đều được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân
• Đều được cấu tạo từ các nguyên tử, phân tử C, H, O, N.
• Các đơn phân được liên kết với nhau bằng các liên kết hoá học.
• Đều có cáu trúc xoắn.
• Đều được đăc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự phân bố các đơn phân.
• Đều là 2 thành phần cơ bản tạo nên cấu trúc nhiễm sắc thể.

2. Điểm khác nhau giữa cấu trúc của ADN và prôtêin

3. Những chức năng cơ bản của prôtêin

• Kiến tạo nên các bào quan, các tổ chức cơ quan của cơ thể, quy định các đặc điểm hình thái, giải phẫu của cơ thẻ.
• Tạo nên các enzim, mà bản chất là prôtêin xúc tác các phản ừng sinh hoá tổng hợp vật chất di truyền, các bản phiên mã, tham gia tổng hợp prôtêin và các hợp chất hữu cơ quan trọng khác. hiện nay đã biết khoảng 3500 loại enzim.
• Tạo nên các kháng thể có chức năng bảo vệ cơ thể chống lại các vi khuẩn gây bệnh.
• Các hoocmôn phần lớn là prôtêin có chức năng điều hoà các quá trình trong tế bào và cơ thể.
• Nhiều loại prôtêin tham gia vào chức năng vận đông tế bào cơ thể
• Khi thiếu hụt gluxit, lipit, prôtêin tự phân huỷ giải phóng năng lượng dưới dạng ATP cung cấp cho quá trình hoạt hoá các nguyên liệu.
• Prôtêin đảm nhận nhiều chức năng liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, quy định các tính trạng, tính chất của cơ thể sống.

Câu 4: Điểm giống nhau và khác nhau giữa cơ chế tổng hợp ADN ở sinh vật nhân chuẩn với E.coli. Ý nghĩa của cơ chế tổng hợp ADN

Trả lời

1. Điểm giống nhau giữa cơ chế tổng hợp ADN của sinh vật nhân chuẩn và E,coli:

• Đều dựa trên khuôn mẫu của ADN mẹ
• Cần nguyên kiệu là ribônuclêôtit, các nuclêôtit
• Cần có ezim xúc tác để mở xoắn, tách 2 mạch đơn lắp ráp các nuclêôtit
• Cần tổng hợp đoạn mồi để tạo ra nhóm 3’OH
• Có một mạch tổng hợp gián đoạn (mỗi đoạn là một đoan okazaki)
• Đều dựa vào nguyên tắc bổ sung khi lắp ráp các nuclêôtit trên khuôn mẫu của từng mạch đơn ADN mẹ.
• Kết quả đều tạo ra những ADN con giống ADN mẹ theo nguyên tắc bán bảo toàn.

2. Điểm khác nhau giữa tổng hợp ADN ở sinh vật nhân chuẩn với E.coli:

3. Ý nghĩa của cơ chê tổng hợp: Nhờ khả năng tổng hợp, ADN đã truyền đạt được thông tin di truyền của nó qua các thế hệ tế bào và qua các thế hệ khác nhau của loài.

Câu 5: Mối quan hệ giữa ADN và prôtêin trong cấu trúc và cơ chế di truyền.Tính đặc trưng cuẩ prôtêin do yếu tố nào quy định?              

Trả lời

1. Mối quan hệ giữa ADN và prôtêin trong cấu trúc di truyền

• Prôtêin và ADN là hai thành phần cơ bản cấu trúc nên nhiễm sắc thể, trong nhiễm sắc thể ADN và prôtêin có tỉ lệ tương đương. Prôtêin liên kết với các vòng xoắn của ADN giữ cho cấu trúc ADN ổn định, thông tin di truyền trên ADN được điều hoà.
• Prôtêin của ADN tổ hợp với nhau tạo nên chất nhiễm sắc hình thành nhiễm sắc thể. Phân tử ADN quấn quanh một khối hinh cầu dẹt (gồm 8 phan tử prôtêin híton) tạo nên nuclêôxom. Các nuclêôxôm nối với nhau bằng các đoạn ADN dài 15-100 cặp nuclêôtit và một phân tử prôtêin histon. tổ hợp ADN với histon trong chuỗi nucleôxom tạo thành các sợi cơ bản.
• Ở tế bào có nhân ribôxôm gồm có  một hạt lớn và một hạt bé. Hạt lớn gồm 45 phân tử prôtêin và 3 phân tử rARN. Lúc tổng hơp prôtêin hai hạt này liên kết với nhau, tiếp xúc với mARN và chuyển dịch từng bước trên mARN để thực hiên quá trình dịch mã.
• Cấu trúc hoá học ADN quy định cấu trúc hoá học của prôtêin (trình tự phân bố các nuclêôtit tren ADN quy định trình tự các axit amin trên phân tử prôtêin)

2. Mối quan hệ giữa ADN và prôtêin trong các cơ chế di truyền

• ADN là khuôn mẫu tổng hợp mARN từ đó quy định cấu trúc prôtêin
• ADN chứa nhiều gen cấu trúc, mỗi gen cấu trúc mang thông tin về một loại prôtêin.
• Prôtêin ức chế được tổng hợp từ khuôn mẫu của gen điều hoà gắn vào gen vận hành cản trở hoạt động của enzim phiên mã, do vậy gen cấu trúc được duy trì ở trạng thái không hoạt động.
• Prôtêin tham gia toạ nên các enzim tham gia vào tổng hợp ADN, ARN, prôtêin
• Prôtêin còn tham gia tạo nên các yếu tố mở đầu, kéo dài, kết thúc quá trình sinh tổng hợp prôtêin tù bản phiên mã mARN.
• Prôtêin tạo nên thoi tơ vô sắc, các dây tơ nối với các nhiếm sắc thể ở tâm động, đảm bảo cho sưn phân li nhanh và chính xác ổn đinh vật chất di truyền ở cấp độ tế bào.

3. Tính đăc trung của prôtêin do các yếu tố sau quy định:

• Về cấu trúc hoá học: do gen quy định.
• về cấu tạo không gian: do chức năng sinh học của các laọi prôtêin trong tế bào quy định.

Câu 6: Tại sao nói đột biến gen thường có hại, ít có lơi, tần số thấp, nhưng lại là nguồn nguyên liệu chủ yếu của chon lọc tự nhiên?

Trả lời

1. Khái niệm đột biến gen: Đột biến gen là những biến đổi đột ngột trong cấu trúc phân tử của gen liên quan tới một hoặc một vài cặp nuclêôtit xảy ra tại một điểm nào đó của phân tử ADN. Dẫn tới làm xuất hiện một vài đặc điểm mới trên cơ thể sinh vật.

2. Nói đột biến gen thường có hại, ít có lợi, tần số thấp, nhưng lại là nguồn nguyên liệu chủ yếu của chon lọc tự nhiên vì:

• Phần lớn đột biến gen trong tự nhiên là có hại cho cơ thể sinh vật vì chúng phá vỡ mối quan hệ hài hoà trong kiểu gen, trong nội bộ cơ thể, giữa cơ thể với mội trường đã được hình thành qua chọn lọc tự nhiên. Trong môi trường quen thuộc, đa số thể đột biến thường tỏ ra có sức sống kém hoặc kém thích nghi so với dạng gốc. Đặt vào điều kiện mới, nó có thể tỏ ra thích nghi hơn, có sức sống cao hơn. Thí dụ trong mội trưòng không có DDT thì dạng ruồi mang đột biến kháng DDT sinh trưởng chậm hơn dạng ruồi bình thường, nhưng khi phun thuốc DDT thì lại có lợi cho ruồi.
• Tuy đột biến thường có hại nhưng phần lớn alen đột biến là alen lặn, xuất hiện ở một giao tử nào đó, alen lặn sẽ đi vào hợp tử và tồn tại bên cạnh alen trội tương ứng ở thể dị hợp, do đó không biểu hiên thành kiểu hình. Trải qua nhiều thế hệ giao phối các alen lặn được nhân lên, có điều kkiện gặp gỡ nhau trong giao phối tạo nên thể đồng hợp và biểu hiên thành kiểu hình. Giá trị thích ứng của một đột biến có thể thay đổi tuỳ tổ hợp gen. một đột biến nằm trong tổ hợp này có hại nhưng tồn tại trong tổ hợp gen khác lại trở nên có lợi. Vì vậy có thể nói tính lợi, hại của đột biến gen chỉ là tương đốí.
• Nhờ quá trình giao phối các đột biến được phát tán trong quần thể tạo ra vô số biến dị tổ hợp. Có thể nói đột biến là nguồn nguyên kiệu sơ cấp còn biến dị tổ hợp là nguồn nguyên liệu thứ cấp cho chọn lọc tự nhiên do đó đều tạo nên vốn gen của quần thể. Sự tiến hoá không chỉ sử dụng các đột biến mới xuất hiện mà còn huy động kho dự trữ các gen đột biến đã phát sinh từ lâu nhưng tiêm ẩn trong trạng thái dị hợp.

Câu 7: Điểm giống và khác nhau cơ bản giữa nguyên phân và giảm phân. Ý nghĩa của chúng trong di truyền và tiến hoá.

Trả lời

1. Điểm giống nhau giữa nguyên phân và giảm phân

• Có sự nhân đôi của nhiễm sắc thể mà thức chất là sự nhân đôi của ADN ở kì trung gian.
• Trải qua các kì phân bào tương tự nhau
• đều có sự biến đổi hình thái nhiễm sắc thể theo chu kì đóng và tháo xoắn đảm bảo cho nhiễm sắc thể nhân đôi và thu gon cấu trúc để tập trung trên mặt phẳng xích đạo ở kì giữa.
• Ở lần phân bào II của giảm phân giống phân bào nguyên phân.
• Đều là cơ chế sinh học đảm bảo ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ.

2. Điểm khác nhau giữa nguyên phân và giảm phân

3. Ý nghĩa của nguyên phân và giảm phân

• Ý nghĩa của nguyên phân
  • Ổn định bộ nhiễm sắc thể của loài qua các thế hệ tế bào của cùng một cơ thể
  • Tăng nhanh sinh khối tế bào, đảm bảo sự phân hoá mô, cơ quan tạo lập nên một cơ thể hoàn chỉnh
  • Tạo điều kiện cho các đột biến tế bào sinh dưỡn có thể nhân lên qua các thế hệ tế bào, tạo nên thể khảm.
• Ý nghĩa của giảm phân
  • Giảm bộ nhiễm sắc thể trong giao tử, nhờ vậy kkhi thụ tinh khôi phục được trạng thái lưỡng bội của loài trong quá trình tạo giao tử
  • Trong giảm phân có xảy ra hiện tượng phân li độc lập, tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể, sự trao đổi đoạn tại kì trước I của giảm phân đã tạo nên nhiều loại giao tử khác nhau về nguồn gốc và chất lượng.. Đây là cơ sở tạo nên các biến dị tổ hợp cung cấp nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, tạo nên tính đa dạng của sinh giới.
  • Nhờ giảm phân các đột biến được nhân lên dần trong quần thể, trong loài biểu hiên thành kiểu hình đột biến.