Giải KHTN 9 CTST Bài 39: Quá trình tái bản, phiên mã và dịch mã có đáp án

- Thông tin di truyền trên DNA sẽ quy định tính trạng thông qua quá trình phiên mã và dịch mã: Trình tự các nucleotide trên gene quy định trình tự các nucleotide trên phân tử mRNA thông qua quá trình phiên mã. Trình tự nucleotide trên phân tử mRNA được dịch mã thành trình tự các amino acid trên phân tử protein. Protein biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.

- Thông tin di truyền trên DNA sẽ được di truyền cho thế hệ sau thông qua quá trình tái bản DNA: Quá trình tái bản DNA là một cơ chế sao chép các phân tử DNA trước mỗi lần phân bào, giúp truyền đạt thông tin di truyền cho thế hệ tế bào con một cách chính xác.

Quá trình tái bản của DNA theo các giai đoạn:

(1) Tách hai mạch đơn: Enzyme tháo xoắn, tách mạch giúp phá vỡ cấu trúc xoắn kép, tách mạch DNA thành hai mạch đơn.

(2) Tổng hợp chuỗi DNA mới theo nguyên tắc bổ sung: Enzyme DNA polymerase thực hiện lắp ghép các nucleotide theo nguyên tắc bổ sung với mạch khuôn (A liên kết với T bằng hai liên kết hydrogen, G liên kết với C bằng 3 liên kết hydrogen) để kéo dài chuỗi DNA mới.

(3) Kết thúc quá trình tái bản: Khi quá trình tổng hợp chuỗi DNA mới kết thúc, một phân tử DNA ban đầu sẽ tạo ra hai phân tử DNA mới có cấu tạo giống hoàn toàn so với DNA mẹ ban đầu.

a) Kết quả của quá trình tái bản: Từ một phân tử DNA ban đầu, qua quá trình tái bản DNA tạo ra hai DNA con giống hệt nhau và giống hệt với DNA mẹ ban đầu, trong mỗi DNA con có một mạch mới được tổng hợp và một mạch cũ của DNA mẹ.

b) Ý nghĩa di truyền của quá trình tái bản DNA: Quá trình tái bản DNA là cơ chế sao chép các phân tử DNA trước mỗi lần phần bào, giúp truyền đạt thông tin di truyền cho thế hệ tế bào con một cách chính xác. Như vậy, tái bản DNA đảm bảo tính ổn định về vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.

a) Sản phẩm của quá trình phiên mã là các phân tử RNA.

b) Do quá trình phiên mã được diễn ra dựa trên mạch khuôn của gene theo nguyên tắc bổ sung (A_gene liên kết với U_{tự do}, T_gene liên kết với A_{tự do}, G_gene liên kết với C_{tự do} và C_gene liên kết với G_{tự do}) → Trình tự sắp xếp của các nucleotide của phân tử mRNA giống trình tự sắp xếp của mạch mã nhưng thay thế T thành U.

Quá trình phiên mã được diễn ra dựa trên mạch khuôn của gene (mạch 3’ → 5’) theo nguyên tắc bổ sung (A_gene liên kết với U_{tự do}, T_gene liên kết với A_{tự do}, G_gene liên kết với C_{tự do} và C_gene liên kết với G_{tự do}) → Trình tự nucleotide của phân tử mRNA được sinh ra từ gene trên là: 5’-GCUGACCGGAAAUUGGC-3’.  

a) Mã di truyền là thông tin về trình tự amino acid được mã hóa dưới dạng trình tự các nucleotide trên mRNA.

b) Các amino acid được mã hóa bởi nhiều hơn một bộ ba là: Phe, Leu, Ile, Val, Ser, Pro, Thr, Ala, Tyr, His, Gln, Asn, Lys, Asp, Glu, Cys, Arg, Ser, Gly.

c) Đặc điểm chung của các bộ ba cùng mã hóa cho một loại amino acid là có cùng nucleotide đầu tiên và nucleotide thứ 2 trong mã bộ ba.

Cứ 3 nucleotide liên tiếp trên mRNA quy định một amino acid trên chuỗi polypeptide và chiều đọc mã di truyền là chiều 5’ → 3’. Do đó, đối chiếu bảng mã di truyền, ta có trình tự các amino acid được mã hóa bởi phân tử mRNA trên là: Met-Gly-Arg-Lys-Pro-Val-Leu-Gly.

a) Quá trình dịch mã đóng vai trò giải mã thông tin di truyền trong các bộ ba của mRNA thành chuỗi polypeptide, hình thành nên các tính trạng của cơ thể.

b) Mối liên hệ giữa mRNA, tRNA và chuỗi polypeptide:

- mRNA giữ vai trò là mạch khuôn mang thông tin di truyền từ DNA dưới dạng các codon quy định trình tự amino acid trong chuỗi polypeptide.

- tRNA giữ vai trò như “người phiên dịch” thông tin di truyền trên mRNA thành chuỗi polypeptide bằng cách khi anticodon trên tRNA khớp bổ sung với một codon trên mRNA thì một amino acid được đặt vào đúng vị trí của chuỗi polypeptide.

Cứ 3 nucleotide liên tiếp trên mRNA quy định một amino acid trên chuỗi polypeptide và chiều đọc mã di truyền là chiều 5’ → 3’. Do đó, đối chiếu bảng mã di truyền, ta có trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide trên là: Met-Ala-Leu-Arg-Lys-Phe.

a) Số amino acid có trong chuỗi polypeptide được dịch mã là:

(1500 : 3) – 1 bộ ba kết thúc = 499 (amino acid)

b) Ngoài phân tử mRNA, để thực hiện quá trình dịch mã trong ống nghiệm, chúng ta cần bổ sung các thành phần sau vào môi trường:

- Ribosome (Ribosome là nơi các tRNA đã được gắn amino acid đọc và giải mã các bộ ba, tại đây hình thành liên kết giữa các amino acid).

- Amino acid (Amino acid là nguyên liệu để tạo thành polypeptide trong quá trình dịch mã).

- tRNA tương ứng (tRNA có vai trò vận chuyển đúng loại amino acid tương ứng với bộ ba trên mRNA quy định).

- Các loại enzyme hình thành liên kết gắn các amino acid với nhau và gắn amino acid với tRNA.

- Năng lượng ATP để hoạt hóa amino acid.