Giải SBT Sinh học 12 Kết nối tri thức Chương 1: Di truyền phân tử có đáp án
46 câu hỏi
Tại sao phân tử RNA có thể đảm nhiệm nhiều chức năng hơn phân tử DNA?
Phân tích đề:
- Chức năng của một phân tử phụ thuộc vào những đặc điểm nào?
- Cấu trúc và chức năng của RNA có gì khác biệt với DNA?
Lời giải:
- Chức năng của một phân tử phụ thuộc vào cấu trúc của phân tử, đặc biệt là cấu hình không gian của phân tử.
- RNA được cấu tạo từ một mạch nên với trình tự nucleotide khác nhau, các phân tử RNA có thể có cấu trúc không gian khác nhau, từ đó thực hiện được các chức năng khác nhau. Ví dụ:
+ Trình tự nucleotide ở một số đoạn trong phân tử tRNA có thể liên kết bổ sung với nhau tạo nên cấu trúc không gian hình cơ ba lá đảm bảo cho nó thực hiện được chức năng dịch mã.
+ mRNA có cấu trúc mạch thẳng, do vậy các bộ ba trên mRNA có thể liên kết bổ sung với bộ ba đối mã trên tRNA.
+ rRNA có cấu trúc mạch thẳng liên kết với các loại protein khác nhau tạo nên ribosome.
+ Một số loại RNA nhỏ có cấu trúc một mạch có thể tham gia vào quá trình điều hòa hoạt động gene.
- DNA có cấu trúc hai mạch tạo thành cấu trúc không gian đặc thù là chuỗi xoắn kép nên chỉ thực hiện được chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
Có 98,5% trình tự nucleotide của phân tử DNA trong hệ gene của người không mã hóa cho protein và các loại RNA. Những đoạn trình tự đó có thể có những chức năng gì? Giải thích.
Phân tích đề:
Ngoài các gene, trong phân tử DNA còn cần phải có những trình tự gì khác để các gene có thể tạo ra các sản phẩm cũng như có khả năng tái bản?
Lời giải:
- Các đoạn trình tự không mã hóa trong hệ gene là các trình tự khởi đầu sao chép. Các protein và enzyme của tế bào liên kết với các trình tự này để khởi đầu quá trình tái bản DNA.
- Trình tự đầu mút nhiễm sắc thể (NST) giúp bảo vệ NST.
- Trình tự tâm động là nơi NST gắn với thoi phân bào, đảm bảo cho NST có thể di chuyển về tế bào con trong quá trình phân chia tế bào.
Cùng một tế bào nhưng có gene dễ bị đột biến và có gene ít bị đột biến. Sự khác biệt gì về các gene dẫn đến hiện tượng này?
Phân tích đề:
- Cơ chế phát sinh đột biến gene?
- Sự khác biệt về cấu trúc của gene có thể dẫn đến sự khác biệt về khả năng bị đột biến hay không?
Lời giải:
- Đột biến gene có thể xảy ra do sai sót trong quá trình tái bản DNA hoặc do tác động của các tác nhân đột biến. Vì vậy, gene càng dài thì càng dễ xảy ra đột biến.
- Trình tự nucleotide đặc thù của mỗi gene cũng có thể có ảnh hưởng tới tần số đột biến gene. Một số gene có những vùng dễ xảy ra đột biến trong khi các gene khác thì không có.
- Gene dễ bị đột biến hay không còn phụ thuộc vào chức năng của gene. Gene càng có chức năng quan trọng với tế bào thì càng ít bị đột biến. Thực tế thì đột biến vẫn xảy ra, tuy nhiên do gene quan trọng bị đột biến làm hỏng khiến thể đột biến bị chết nên chúng ta không phát hiện được.
Một phân tử DNA có thành phần các nucleotide như sau: A = 25%; T = 33%; G = 24%; C = 18%. Nhận định nào về phân tử DNA này là đúng? Nhận định nào sai? (đánh dấu x vào ô tương ứng trong bảng).
| Nhận định | Đúng | Sai |
A | Phân tử DNA này chỉ được tìm thấy ở virus. |
|
|
B | DNA này là plasmid. |
|
|
C | DNA này có cấu trúc mạch đơn. |
|
|
D | DNA này không thể tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn. |
|
|
Đáp án đúng là: A. Đúng; B. Sai; C. Đúng; D. Sai.
Phân tử DNA có: A = 25% ≠ T = 33%; G = 24% ≠ C = 18% → Phân tử DNA này có dạng mạch đơn. Do đó:
A. Đúng. Phân tử DNA mạch đơn chỉ được tìm thấy ở virus.
B. Sai. Plasmid là phân tử DNA dạng mạch kép, dạng vòng tồn tại ở vi khuẩn.
C. Đúng. DNA này có cấu trúc mạch đơn do không tuân theo nguyên tắc bổ sung.
D. Sai. DNA mạch đơn có thể tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn như trong trường hợp DNA mạch đơn của virus được tích hợp vào hệ gene của tế bào chủ.
Liên kết giữa hai mạch của phân tử DNA là
A. liên kết hydrogen.
B. liên kết kị nước.
C. liên kết peptide.
D. liên kết phosphodiester.
Đáp án đúng là: A
Các nucleotide giữa hai mạch của phân tử DNA liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung. Trong đó, A liên kết với T bằng 2 liên kết hydrogen, G liên kết với C bằng 3 liên kết hydrogen.
Đặc điểm nào dưới đây chỉ tìm thấy ở DNA?
A. Cấu trúc theo nguyên tắc đa phân.
B. Cấu tạo từ hai chuỗi polynucleotide song song, ngược chiều nhau.
C. Cấu trúc theo nguyên tắc bổ sung.
D. Mang thông tin di truyền.
Đáp án đúng là: B
A. Sai. Có nhiều phân tử sinh học cấu trúc theo nguyên tắc đa phân như DNA, RNA, đường đôi, đường đa, protein,…
B. Đúng. DNA thường được cấu tạo từ hai chuỗi polynucleotide song song, ngược chiều nhau.
C. Sai. Ngoài DNA, tRNA và rRNA cũng có những đoạn trình tự nucleotide có thể liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung (A – U, G – C).
D. Sai. mRNA cũng mang thông tin di truyền, giúp truyền thông tin di truyền từ DNA (gene) tới ribosome để dịch mã; hoặc một số virus có vật chất di truyền là RNA.
Phát biểu nào dưới đây về quá trình tái bản DNA là đúng?
A. Mỗi phân tử DNA con được tổng hợp từ phân tử DNA mẹ có một mạch mới được tổng hợp một cách gián đoạn.
B. Từ một phân tử DNA mẹ tổng hợp ra một phân tử DNA con có hai mạch mới và một phân tử DNA con có hai mạch cũ.
C. Từ một phân tử DNA mẹ tổng hợp ra hai phân tử DNA con, mỗi phân tử DNA con có một mạch mới và một mạch cũ.
D. Từ một phân tử DNA mẹ tổng hợp ra hai phân tử có từng đoạn mạch mới xen kẽ với đoạn mạch cũ trên mỗi mạch.
Đáp án đúng là: C
A. Sai. Trong một đơn vị tái bản, ở chạc sao chép này, một mạch được tổng hợp liên tục, mạch còn lại được tổng hợp gián đoạn thì ở chạc sao chép còn lại sẽ ngược lại → Mỗi mạch mới đều có đoạn được tổng hợp liên tục, có đoạn được tổng hợp gián đoạn.
B. Sai, C. Đúng, D. Sai. Từ một phân tử DNA mẹ tổng hợp ra hai phân tử DNA mới, mỗi phân tử có một mạch cũ và một mạch mới (nguyên tắc bán bảo toàn).
Nếu một mạch của DNA là 5' GATCAGCTAA 3' thì mạch bổ sung của nó sẽ là mạch nào dưới đây?
A. 5' TTGGATGAAC 3'.
B. 5' CTAGTCGATT 3'.
C. 5' TTAGCTGATC 3'.
D. 5' CTGGTGTGTT 3'.
Đáp án đúng là: C
Theo nguyên tắc bổ sung, A liên kết với T, G liên kết với C. Do đó:
Mạch đã cho: 5' GATCAGCTAA 3'
Mạch bổ sung: 3' CTAGTCGATT 5' ↔ 5' TTAGCTGATC 3'.
Nhận định nào về operon lac dưới đây là đúng? Nhận định nào sai? (đánh dấu x vào ô tương ứng trong bảng).
| Nhận định | Đúng | Sai |
A | Operon gồm ba gene cấu trúc và một gene điều hòa. |
|
|
B | Gene lacZ luôn tạo ra lượng protein cao hơn hai gene lacY và lacA. |
|
|
C | Operon lac chỉ hoạt động khi lactose liên kết với protein ức chế. |
|
|
D | Sự phiên mã và dịch mã của các gene trong operon lac xảy ra gần như đồng thời. |
|
|
Đáp án đúng là: A. Sai; B. Đúng; C. Sai; D. Đúng.
A. Sai. Không phải mọi operon đều có ba gene cấu trúc như Operon lac, đồng thời, gene điều hòa không thuộc cấu trúc của Operon.
B. Đúng. Gene lacZ (quy định tổng hợp enzyme β – galactosidase có chức năng phân giải lactose trong tế bào) luôn tạo ra lượng protein cao hơn hai gene lacY (quy định tổng hợp enzyme permease có chức năng vận chuyển lactose) và lacA (quy định tổng hợp enzyme transacetylase có chức năng khử các chất độc vào tế bào).
C. Sai. Nếu Operon lac bị đột biến vùng O thì Operon có thể hoạt động ngay cả khi không có lactose liên kết với protein ức chế.
D. Đúng. Vì vi khuẩn không có màng nhân và gene không phân mảnh nên các gene cấu trúc của Operon lac phiên mã đến đâu được dịch mã đến đó.
Phát biểu nào dưới đây về các đặc điểm của phân tử DNA và RNA là đúng? Phát biểu nào sai? (đánh dấu x vào ô tương ứng trong bảng).
| Nhận định | Đúng | Sai |
A | RNA có nhiều chức năng hơn DNA. |
|
|
B | Cả hai đều được cấu tạo từ cùng các loại nucleotide. |
|
|
C | RNA bền vững hơn DNA. |
|
|
D | DNA và RNA cùng được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. |
|
|
Đáp án đúng là: A. Đúng; B. Sai; C. Sai; D. Đúng.
A. Đúng. RNA có nhiều chức năng hơn DNA do RNA có thể tồn tại ở nhiều cấu hình không gian khác nhau.
B. Sai. RNA được cấu tạo từ 4 loại nucleotide là A, U, G, C; còn DNA được cấu tạo từ 4 loại nucleotide là A, T, G, C; chưa kể đến cấu tạo một nucleotide của DNA và RNA cũng có những sự khác biệt trong thành phần cấu tạo.
C. Sai. DNA thường có cấu trúc mạch kép nên sẽ bền vững hơn RNA thường có dạng mạch đơn.
D. Đúng. DNA và RNA cùng được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân với đơn phân là các nucleotide.
Phát biểu nào dưới đây về mã di truyền là đúng?
A. Mã di truyền có tính đặc hiệu, có nghĩa là mã đặc trưng cho từng loài.
B. Mã di truyền có tính thoái hóa, có nghĩa là một bộ ba có thể quy định nhiều amino acid.
C. Mã di truyền có tính vạn năng, có nghĩa là mã được dùng chung cho nhiều loài, không có ngoại lệ.
D. Mã di truyền là mã bộ ba, ba nucleotide đứng liền kề nhau quy định một amino acid.
Đáp án đúng là: D
A. Sai. Mã di truyền có tính đặc hiệu, có nghĩa là mỗi bộ ba chỉ mã hóa cho một amino acid.
B. Sai. Mã di truyền có tính thoái hóa, có nghĩa là nhiều bộ ba có thể quy định một amino acid.
C. Sai. Mã di truyền có tính vạn năng, có nghĩa là mã di truyền được dùng chung cho mọi sinh vật trên Trái Đất, tuy nhiên vẫn có một số trường hợp ngoại lệ.
D. Đúng. Mã di truyền là mã bộ ba, ba nucleotide đứng liền kề nhau quy định một amino acid.
Nếu một codon trên phân tử mRNA có trình tự 5'-AAU-3' thì trình tự nucleotide nào dưới đây là anticodon trên phân tử tRNA tương ứng?
A. 3'-AAU-5'.
В. 3'-TTC-5'.
C. 3'-GGT-5'.
D. 3'-UUA-5'.
Đáp án đúng là: D
Trong quá trình dịch mã, codon trên mRNA khớp bổ sung với anticodon trên phân tử tRNA tương ứng (A – U; G – C). Do đó:
mRNA: 5'-AAU-3'
tRNA: 3'-UUA-5'
RNA polymerase liên kết với trình tự ...(1)... để khởi đầu ...(2).... Nội dung cần điền vào vị trí (1), (2) trong câu trên lần lượt là
A. operator, quá trình dịch mã.
B. promoter, quá trình phiên mã.
C. khởi đầu sao chép, quá trình tái bản.
D. mã hóa, quá trình phiên mã.
Đáp án đúng là: B
RNA polymerase liên kết với trình tự promoter để khởi đầu quá trình phiên mã.
Trong quá trình dịch mã, codon trên mRNA thực chất được "đọc" bởi vùng nào dưới đây?
A. Vùng A của ribosome.
B. Vùng P của ribosome.
C. Vùng anticodon trên tRNA.
D. Vùng mang amino acid trên tRNA.
Đáp án đúng là: C
Trong quá trình dịch mã, khi codon trên mRNA khớp bổ sung với anticodon trên tRNA thì một amino acid được đặt đúng vào vị trí trong chuỗi polypeptide → codon trên mRNA thực chất được "đọc" bởi vùng anticodon trên tRNA.
Cho các bước trong quá trình tổng hợp protein ở tế bào như sau:
1. Hai tiểu phần của ribosome liên kết với nhau và với mRNA.
2. RNA mang amino acid formylmethionine liên kết với mRNA nằm ở tiểu phần nhỏ của ribosome.
3. tRNA mang amino acid thứ hai đến ribosome.
4. Ribosome di chuyển kéo dài chuỗi polypeptide.
Trình tự nào dưới đây thể hiện đúng quá trình tổng hợp protein trong tế bào?
A. 1 → 2 → 3 → 4.
B. 2 → 1→ 3 → 4.
C. 2 → 3 → 1 → 4.
D. 1 → 2 → 4 → 3.
Đáp án đúng là: B
Các bước trong quá trình tổng hợp protein ở tế bào:
2. RNA mang amino acid formylmethionine liên kết với mRNA nằm ở tiểu phần nhỏ của ribosome.
1. Hai tiểu phần của ribosome liên kết với nhau và với mRNA.
3. tRNA mang amino acid thứ hai đến ribosome.
4. Ribosome di chuyển kéo dài chuỗi polypeptide.
Phát biểu nào dưới đây về sự biểu hiện gene là đúng? Phát biểu nào sai? (đánh dấu x vào ô tương ứng trong bảng).
| Nhận định | Đúng | Sai |
A | Mỗi gene ở sinh vật nhân thực có thể tạo ra được nhiều loại protein. |
|
|
B | Gene ở sinh vật nhân sơ chỉ biểu hiện khi môi trường có tín hiệu phù hợp. |
|
|
C | Ở cả hai loại sinh vật, nhiều gene khác nhau có thể được biểu hiện cùng lúc. |
|
|
D | Gene phiên mã đến đâu được dịch mã đến đó chỉ xảy ra ở sinh vật nhân thực. |
|
|
Đáp án đúng là: A. Đúng; B. Sai; C. Đúng; D. Sai.
A. Đúng. Gene của sinh vật nhân thực là gene phân mảnh, mRNA được tổng hợp từ gene có quá trình biến đổi sau phiên mã để cắt các đoạn intron và nối các đoạn enxon theo nhiều cách khác nhau. Điều này dẫn đến, từ một gene có thể tạo ra nhiều loại mRNA trưởng thành khác nhau → tạo ra được nhiều loại protein.
B. Sai. Không phải gene nào ở sinh vật nhân sơ cũng chịu tác động của tín hiệu môi trường.
C. Đúng. Ở cả hai loại sinh vật, nhiều gene khác nhau có thể được biểu hiện cùng lúc.
D. Sai. Gene phiên mã đến đâu được dịch mã đến đó chỉ xảy ra ở sinh vật nhân sơ có gene không phân mảnh, còn sinh vật nhân được do có gene phân mảnh nên phải có quá trình biến đổi sau phiên mã để tạo mRNA trưởng thành rồi mới tiến hành dịch mã.
Phát biểu nào dưới đây về đột biến gene là đúng? Phát biểu nào sai? (đánh dấu x vào ô tương ứng trong bảng).
| Nhận định | Đúng | Sai |
A | Đột biến thường làm gene hoạt động hiệu quả hơn. |
|
|
B | Đột biến gene có thể tạo ra allele mới. |
|
|
C | Các đột biến gene làm thay đổi kiểu hình của sinh vật phần lớn là có hại. |
|
|
D | Tất cả các đột biến gene đều được di truyền cho thế hệ sau. |
|
|
Đáp án đúng là: A. Sai; B. Đúng; C. Đúng; D. Sai.
A. Sai. Đa số đột biến gene là có hại cho sinh vật.
B. Đúng. Đột biến gene làm thay đổi cấu trúc của gene nên có thể tạo ra allele mới.
C. Đúng. Các đột biến gene làm thay đổi kiểu hình của sinh vật phần lớn là có hại.
D. Sai. Không phải tất cả các đột biến gene đều được di truyền cho thế hệ sau ví dụ đột biến gene xảy ra ở tế bào soma của cơ thể trưởng thành.
Khi chuyển gene của người vào tế bào vi khuẩn, gene của người có thể không tạo ra protein có chức năng như trong tế bào người. Nguyên nhân có thể là
A. gene của người đưa vào vi khuẩn không còn promoter và intron.
B. gene của người đưa vào vi khuẩn có chứa intron.
C. vi khuẩn không phiên mã được gene của người.
D. có sự khác biệt về mã di truyền ở vi khuẩn và người.
Đáp án đúng là: B
Khi chuyển gene của người vào tế bào vi khuẩn, gene của người có thể không tạo ra protein có chức năng như trong tế bào người. Nguyên nhân có thể là gene của người đưa vào vi khuẩn có chứa intron mà vi khuẩn không có cơ chế cắt intron như ở tế bào người.
Một sinh viên đã trộn một hỗn hợp gồm các thành phần cần thiết cho quá trình tái bản DNA. Kết quả cho thấy quá trình tái bản diễn ra một cách bất thường, mạch mới được tổng hợp gồm nhiều đoạn nằm cách biệt nhau, mỗi đoạn có kích thước khoảng vài chục nucleotide. Nhiều khả năng là sinh viên này đã quên cho vào hỗn hợp thành phần nào dưới đây?
A. DNA polymerase.
B. Đoạn mồi.
C. Ligase.
D. Các nucleotide.
Đáp án đúng là: C
Mạch mới được tổng hợp gồm nhiều đoạn ngắn nằm cách biệt nhau chứng tỏ các đoạn Okazaki không được nối lại với nhau. Như vậy, nhiều khả năng là sinh viên này đã quên cho vào hỗn hợp enzyme có chức năng nối các đoạn Okazaki – enzyme ligase.
Quan sát hình sau và chọn câu trả lời đúng cho các câu hỏi 17 - 20.
Phân tử C, D và E liên kết với nhau tạo thành phân tử nào?
A. Protein.
B. DNA.
C. RNA.
D. Polysaccharide.
Đáp án đúng là: A
Phân tử C, D và E là các amino acid → Phân tử C, D và E liên kết với nhau tạo thành phân tử protein.
Quan sát hình sau và chọn câu trả lời đúng cho các câu hỏi 17 - 20.
Cấu trúc B minh họa cho phân tử nào?
A. DNA trong nhân.
B. rRNA.
C. DNA trong tế bào chất.
D. tRNA.
Đáp án đúng là: D
Cấu trúc B gồm một đầu mang bộ ba đối mã, một đầu mang amino acid tương ứng → Cấu trúc B minh họa cho phân tử tRNA.
Quan sát hình sau và chọn câu trả lời đúng cho các câu hỏi 17 - 20.
Có bao nhiêu codon xuất hiện trong cấu trúc A ở hình trên?
A. 1.
B. 3.
C. 6.
D. 9.
Đáp án đúng là: B
Mỗi codon chứa 3 nucleotide → Có 3 codon xuất hiện trong cấu trúc A ở hình trên.
Quan sát hình sau và chọn câu trả lời đúng cho các câu hỏi 17 - 20.
Cấu trúc A được tổng hợp dựa trên khuôn có bản chất hóa học là gì?
A. DNA.
B. tRNA.
C. mRNA.
D. amino acid.
Đáp án đúng là: A
Cấu trúc A là mRNA → Cấu trúc A được tổng hợp dựa trên khuôn có bản chất hóa học là DNA.
Phát biểu nào dưới đây về cơ chế phát sinh đột biến gene là đúng? Phát biểu nào sai? (đánh dấu x vào ô tương ứng trong bảng).
| Nhận định | Đúng | Sai |
A | Đột biến gene chỉ phát sinh khi có các tác nhân đột biến. |
|
|
B | Chất 5-bromouracil gây nên đột biến thêm cặp nucleotide. |
|
|
C | Đột biến có thể phát sinh do sai sót trong tái bản DNA. |
|
|
D | Gene càng dài thì càng dễ phát sinh đột biến. |
|
|
Đáp án đúng là: A. Sai; B. Đúng; C. Đúng; D. Sai.
A. Sai. Đột biến gene có thể xảy ra một cách tự phát hoặc do tác động của tác nhân đột biến vật lí, hóa học và sinh học.
B. Sai. Chất 5-bromouracil gây nên đột biến thay thế A – T bằng cặp G – C hoặc ngược lại.
C. Đúng. Đột biến tự phát xảy ra trong tế bào phần nhiều là do sai sót trong quá trình tái bản DNA.
D. Đúng. Gene càng dài, càng có nhiều cặp nucleotide → Tần số phát sinh đột biến càng cao.
Khái niệm nào dưới đây về hệ gene là đúng?
A. Hệ gene là tập hợp tất cả các gene quy định các protein của tế bào.
B. Hệ gene là tập hợp tất cả các gene của sinh vật.
C. Hệ gene là tập hợp tất cả vật chất di truyền có trong tế bào.
D. Hệ gene gồm tất cả các gene trên NST.
Đáp án đúng là: C
Hệ gene là tập hợp tất cả vật chất di truyền (DNA) có trong tế bào của một sinh vật.
Phát biểu nào dưới đây về phiên mã ngược là đúng? Phát biểu nào sai? (đánh dấu x vào ô tương ứng trong bảng).
| Nhận định | Đúng | Sai |
A | Phiên mã ngược chỉ xảy ra ở virus. |
|
|
B | Phiên mã ngược là quá trình tổng hợp DNA dựa trên mạch khuôn là mRNA. |
|
|
C | Phiên mã ngược góp phần duy trì sự toàn vẹn hệ gene của sinh vật nhân thực từ thế hệ này sang thế hệ khác. |
|
|
D | Nhờ có khả năng phiên mã ngược nên một số loại virus có khả năng chèn hệ gene của chúng vào hệ gene của tế bào. |
|
|
Đáp án đúng là:
A. Sai. Phiên mã ngược thường gặp ở một số virus có vật chất di truyền là RNA và có enzyme phiên mã ngược. Ngoài ra, trong tế bào giao tử của cơ thể nhân thực cũng có quá trình phiên mã ngược để phục hồi đoạn đầu mút của NST.
B. Sai. Phiên mã ngược là quá trình tổng hợp DNA dựa trên mạch khuôn là RNA.
C. Đúng. Phiên mã ngược ở sinh vật nhân thực giúp phục hồi đoạn đầu mút của NST bị ngắn đi trong quá trình nhân đôi DNA → Phiên mã ngược góp phần duy trì sự toàn vẹn hệ gene của sinh vật nhân thực từ thế hệ này sang thế hệ khác.
D. Đúng. Sau khi vào tế bào chủ, những virus này sử dụng enzyme phiên mã ngược để tổng hợp nên DNA từ mạch khuôn là RNA và DNA của virus có thể được tích hợp vào hệ gene của tế bào chủ.
Nhận định nào về đột biến dưới đây là đúng? Nhận định nào sai? (đánh dấu x vào ô tương ứng trong bảng).
| Nhận định | Đúng | Sai |
A | Phần lớn các đột biến thay thế cặp nucleotide là không có hại cũng không có lợi. |
|
|
B | Đột biến mất một cặp nucleotide có hại nhiều hơn là đột biến thêm cặp nucleotide. |
|
|
C | Phần lớn đột biến làm thay đổi kiểu hình của sinh vật là có hại. |
|
|
D | Nếu không có sự tác động của các tác nhân đột biến thì đột biến không thể phát sinh. |
|
|
Đáp án đúng là: A. Đúng; B. Sai; C. Đúng; D. Sai.
A. Đúng. Nhờ tính thoái hóa của mã di truyền nên phần lớn các đột biến thay thế cặp nucleotide là không có hại cũng không có lợi.
B. Sai. Đột biến mất hoặc thêm một cặp nucleotide đều làm thay đổi khung đọc mã di truyền từ vị trí xảy ra đột biến trở về sau dẫn đến làm thay đổi trình tự amino acid trong chuỗi polypeptide và thay đổi chức năng của protein. Do đó, chưa thể khẳng định đột biến mất một cặp nucleotide có hại nhiều hơn là đột biến thêm cặp nucleotide.
C. Đúng. Phần lớn đột biến làm thay đổi kiểu hình của sinh vật là có hại do làm giảm sức sống, phát sinh các bệnh và tật di truyền, thậm chí có thể gây chết.
D. Sai. Đột biến gene có thể xảy ra một cách tự phát hoặc do tác động của các tác nhân đột biến vật lí, hóa học và sinh học.
Mạch DNA khuôn có trình tự như sau:
3' - CGTTACCCGAGCCGTACGATTAGG - 5'
Sử dụng bảng mã di truyền trong SGK, hãy xác định trình tự nucleotide trên mRNA do mạch khuôn này tạo ra và trình tự amino acid trong chuỗi polypeptide do gene có đoạn mạch khuôn nêu trên quy định.
Theo nguyên tắc bổ sung ta có:
Mạch DNA khuôn: 3' - CGT TAC CCG AGC CGT ACG ATT AGG - 5'
mRNA: 5' - GCA AUG GGC UCG GCA UGC UAA UCC-3'
Chuỗi polypeptide: Ala-Met-Gly-Ser-Ala-Cys
So sánh quá trình tái bản DNA và quá trình phiên mã.
Đặc điểm | Tái bản DNA | Phiên mã | |
Giống nhau | - Đều xảy ra tại các NST ở kì trung gian, lúc NST dãn xoắn. - Đều sử dụng DNA làm khuôn mẫu. - Đều có xảy ra các hiện tượng: DNA tháo xoắn, tách mạch và sự bổ sung của các nucleotide của môi trường nội bào với nucleotide trên mạch DNA theo NTBS. - Đều có sự tham gia của enzyme. | ||
Khác nhau | Thời điểm | - Xảy ra trước khi phân bào. | - Xảy ra khi tế bào cần tổng hợp sản phẩm của gene tương ứng. |
Mạch làm khuôn | - Cả hai mạch của DNA đều được làm khuôn tổng hợp. | - Chỉ mạch mã gốc của gene được làm khuôn tổng hợp. | |
Loại nucleotide tự do | - 8 loại (4 loại của DNA là A, T, G, C và 4 loại của RNA là A, U, G, C). | - 4 loại của RNA là A, U, G, C. | |
Enzyme thực hiện gắn nucleotide tạo mạch mới | - DNA polymerase. | - RNA polymerase. | |
Diễn biến | - Toàn bộ hai mạch của phân tử DNA đều được tách rời. - A của DNA liên kết với T của môi trường nội bào. - Diễn ra theo 3 nguyên tắc: khuôn mẫu, bổ sung, bán bảo toàn. | - Hai mạch tương ứng với từng gene tách rời nhau. - A của DNA liên kết với U của môi trường nội bào. - Diễn ra theo 2 nguyên tắc: khuôn mẫu, bổ sung. | |
Kết quả | - Hai DNA mới giống DNA ban đầu, trong mỗi DNA mới có một mạch của DNA mẹ liên kết với một mạch DNA mới. | - Một phân tử RNA, mạch RNA sau khi được tổng hợp tách rời khỏi DNA. | |
Trong một thí nghiệm, các nhà khoa học đã chuyển vi khuẩn được nuôi cấy nhiều thế hệ trong môi trường có 15N sang môi trường có 14N và cho chúng tái bản DNA một lần rồi tách DNA mang li tâm. Vị trí DNA trong ống li tâm được mô tả trong hình ở trang bên.
Hãy cho biết nếu vi khuẩn được chuyển từ môi trường có 15N sang môi trường có 14N và cho chúng tái bản DNA hai lần liên tiếp rồi tách DNA ra khỏi tế bào đem li tâm thì vị trí của DNA trong ống li tâm sẽ như thế nào (vẽ vào hình trên vị trí băng DNA trong ống nghiệm)?
Giả sử ban đầu có 1 phân tử N15 (X).
- Ở lần tái bản thứ nhất: 1 phân tử X tái bản 1 lần trong N14 cho 2 phân tử Y (chứa 1 mạch chứa N14 và 1 mạch chứa N15).
- Ở lần tái bản thứ hai: 2 phân tử Y nhân đôi 1 lần trong N14 cho 2 phân tử Y và 2 phân tử Z (chứa cả hai mạch N14).
Trong một thí nghiệm, các nhà khoa học đã chuyển vi khuẩn được nuôi cấy nhiều thế hệ trong môi trường có 15N sang môi trường có 14N và cho chúng tái bản DNA một lần rồi tách DNA mang li tâm. Vị trí DNA trong ống li tâm được mô tả trong hình ở trang bên.
Thí nghiệm này nhằm chứng minh điều gì về cơ chế tái bản DNA? Giải thích.
Thí nghiệm trên nhằm chứng minh DNA nhân đôi theo cơ chế bán bảo toàn.
Hãy vẽ sơ đồ quá trình tái bản của một phân tử DNA dạng vòng ở sinh vật nhân sơ và chú thích rõ mạch, chiều tổng hợp và kí hiệu mạch được tổng hợp liên tục và mạch tổng hợp gián đoạn (Gợi ý, tham khảo Hình 1.2 trong SGK).
Các gene có cấu trúc không phân mảnh đem lại những lợi ích gì cho sinh vật nhân sơ?
Cấu trúc không phân mảnh của gene giúp cho sinh vật nhân sơ tiết kiệm tối đa vật liệu di truyền, năng lượng và thời gian cho quá trình nhân đôi DNA và phiên mã.
Một gene ở sinh vật nhân thực bị mất một vài cặp nucleotide trong vùng mã hóa. Tuy nhiên, chuỗi polypeptide do gene đột biến quy định không bị thay đổi về số lượng và trình tự các amino acid so với gene bình thường. Hãy giải thích nguyên nhân.
Gene của sinh vật nhân thực có cấu trúc phân mảnh, có vùng mã hóa chia thành các đoạn được dịch mã (exon) và các đoạn không được dịch mã (intron). Do đó, nếu mất một vài cặp nucleotide trong vùng intron thì chuỗi polypeptide do gene đột biến quy định không bị thay đổi về số lượng và trình tự các amino acid so với gene bình thường.
Đột biến thay thế cặp nucleotide này bằng cặp nucleotide khác có thể dẫn đến giảm chiều dài của chuỗi polypeptide hay không? Giải thích.
Đột biến thay thế cặp nucleotide này bằng cặp nucleotide khác có thể dẫn đến giảm chiều dài của chuỗi polypeptide nếu như thay thế 1 nucleotide làm xuất hiện bộ ba kết thúc sớm trên gene.
Làm thế nào người ta có thể biết được một đột biến xảy ra ở vùng điều hòa của một gene?
Vùng điều hòa mang tín hiệu khởi động và kiểm soát quá trình phiên mã. Do đó, một đột biến xảy ra ở vùng điều hòa có thể ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của quá trình phiên mã. Từ đó, có thể căn cứ vào lượng sản phẩm do gene tạo ra (RNA, protein) tăng lên hay giảm xuống nhưng cấu trúc của sản phẩm không đổi để biết được một đột biến xảy ra ở vùng điều hòa của một gene.
Một dòng vi khuẩn E.coli bị đột biến nên operon lac hoạt động ngay cả khi môi trường không có lactose. Người ta làm thí nghiệm biến nạp chuyển plasmid có chứa gene lacI bình thường vào trong tế bào vi khuẩn bị đột biến thì thấy operon lac của tế bào vẫn hoạt động khi môi trường không có đường lactose. Từ thí nghiệm này có thể kết luận được gì về đột biến ở operon lac?
- Ở vi khuẩn E.coli bị đột biến, operon lac hoạt động ngay cả khi môi trường không có lactose → Đột biến dẫn tới protein ức chế không liên kết được với vùng vận hành (O) → Đột biến có thể xảy ra ở gene lacI (đột biến dẫn đến không tạo được protein ức chế) hoặc ở vùng vận hành (O) (đột biến dẫn đến protein ức chế không liên kết được vào vùng O).
- Khi biến nạp chuyển plasmid có chứa gene lacI bình thường vào trong tế bào vi khuẩn bị đột biến thì thấy operon lac của tế bào vẫn hoạt động khi môi trường không có đường lactose → Đột biến không xảy ra ở gene lacI.
→ Kết luận: Đột biến ở vùng vận hành (O) có thể dẫn đến operon lac hoạt động ngay cả khi môi trường không có lactose.
Khi operon lac ở vi khuẩn E. coli hoạt động, người ta nhận thấy lượng enzyme β-galactosidase luôn được tạo ra với số lượng nhiều hơn nhiều so với lượng enzyme permease và lượng enzyme transacetylase. Hãy giải thích nguyên nhân.
Nguyên nhân lượng enzyme β-galactosidase được tạo ra nhiều hơn so với lượng enzyme permease và transacetylase trong operon lac ở vi khuẩn E. coli là do vai trò chính của β-galactosidase trong quá trình phân giải lactose. Enzyme này có nhiệm vụ cleave (cắt) disaccharide lactose thành glucose và galactose, cung cấp nguồn năng lượng cho vi khuẩn khi lactose là nguồn đường chính. Trong khi, enzyme permease có chức năng vận chuyển lactose và enzyme transacetylase có chức năng khử các chất độc vào tế bào.
Điều gì xảy ra nếu hệ thống sửa chữa sai sót trong quá trình tái bản thực hiện rất hoàn hảo, không để xảy ra đột biến?
Nếu hệ thống sửa chữa sai sót trong quá trình tái bản thực hiện rất hoàn hảo, không để xảy ra đột biến thì tần số đột biến gene vốn đã thấp sẽ trở lên thấp hơn nữa. Điều này sẽ đảm bảo thông tin di truyền sẽ được truyền đạt ổn định qua các thế hệ. Tuy nhiên, nếu như vậy thì đồng nghĩa nguồn đột biến gene cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa cũng sẽ bị hạn chế, làm giảm khả năng thích nghi của sinh vật với môi trường, làm chậm quá trình trình tiến hóa của sinh vật.
Có phải mọi đột biến gene đều có thể di truyền cho thế hệ sau? Giải thích.
Không phải tất cả các đột biến gene đều có thể di truyền cho thế hệ sau. Ví dụ: Đột biến soma (xảy ra trong nguyên phân của tế bào sinh dưỡng) chỉ được di truyền bằng con đường sinh sản vô tính, không di truyền qua sinh sản hữu tính. Hoặc nếu đột biến xảy ra đối với gene ngoài nhân thì cũng không phải tất cả các cá thể ở thế hệ sau đều nhận được gene đột biến đó do sự phân chia không đồng đều của tế bào chất.
Hai loài vi khuẩn có kích thước hệ gene tương đương nhau (số lượng các cặp nucleotide trong phân tử DNA gần giống nhau), một loài sống trong suối nước nóng (80 °C), một loài sống trong nước có nhiệt độ bình thường (25 °C). Để DNA không bị biến tính (tách thành hai mạch đơn) trong điều kiện nước nóng thì thành phần nucleotide của vi khuẩn sống trong suối nước nóng có đặc điểm gì khác biệt so với thành phần của các loại nucleotide trong DNA của vi khuẩn sống trong nước có nhiệt độ bình thường? Giải thích.
- Để DNA không bị biến tính (tách thành hai mạch đơn) trong điều kiện nước nóng thì thành phần nucleotide của vi khuẩn sống trong suối nước nóng có tỉ lệ G – C cao hơn.
- Giải thích: Hai mạch của DNA được liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen. Số liên kết hydrogen càng lớn thì sự liên kết giữa hai mạch càng bền vững. Mà A – T liên kết với nhau bằng 2 liên kết hydrogen, G – C liên kết với nhau bằng 3 liên kết hydrogen. Như vậy, nếu hai phân tử DNA có cùng số lượng cặp nucleotide thì phân tử nào có tỉ lệ cặp G – C càng lớn thì sẽ càng bền vững. Do đó, để DNA không bị biến tính (tách thành hai mạch đơn) trong điều kiện nước nóng thì thành phần nucleotide của vi khuẩn sống trong suối nước nóng có tỉ lệ G – C cao hơn.
Các nhà khoa học cho rằng vật chất di truyền ở các dạng sống sơ khai xuất hiện đầu tiên trên Trái Đất là RNA, sau đó được thay thế bằng DNA. Xét ở góc độ cấu trúc, vật chất di truyền là DNA có những đặc điểm gì ưu việt hơn so với RNA? Giải thích.
Xét ở góc độ cấu trúc, vật chất di truyền là DNA có những đặc điểm ưu việt hơn so với RNA:
- Đường cấu tạo nên nucleotide của DNA là đường deoxyribose thay vì đường ribose cấu tạo nên nucleotide của RNA → Việc có ít hơn 1 nhóm OH trong cấu trúc của đơn phân làm cho DNA có tính ổn định hơn.
- DNA có cấu trúc mạch kép thay vì mạch đơn như RNA → DNA có cấu trúc bền vững, đảm bảo thông tin di truyền được bảo quản ít bị hư hỏng.
→ Những đặc điểm trên đều cho thấy DNA có khả năng ưu việt hơn so với RNA trong vai trò bảo quản thông tin di truyền – một trong những vai trò cơ bản của một vật chất di truyền.
Để xác định được các kiểu đột biến của một gene, các nhà khoa học đã tách chiết mRNA của gene và chuỗi polypeptide do gene quy định rồi tiến hành phương pháp điện di và thu được các kết quả như hình dưới đây. Lưu ý là mRNA và protein có kích thước càng nhỏ thì càng di chuyển nhanh xuống bên dưới theo chiều mãi tên. Hình đầu tiên bên trái là của mẫu đối chứng (không bị đột biến), ba hình còn lại là của các thể đột biến (1), (2) và (3). N chỉ vị trí băng điện di của mRNA, W chỉ vị trí băng của protein - các vạch đen đậm trên băng điện di.
Dựa vào hình vẽ minh hoạ các băng điện di của các thể đột biến (1), (2), (3), hãy xác định loại đột biến gene nhiều khả năng xảy ra nhất ở mỗi thể đột biến.
- Ở thể đột biến 1, kích thước của mRNA và protein đều không bị thay đổi so với mẫu đối chứng → Đột biến xảy ra đối với thể đột biến 1 nhiều khả năng là đột biến thay thế dạng đồng nghĩa hoặc sai nghĩa (không phải dạng đột biến vô nghĩa làm xuất hiện codon kết thúc sớm).
- Ở thể đột biến 2, kích thước của mRNA không bị thay đổi nhưng kích thước của protein bị nhỏ hơn (protein bị ngắn đi) so với mẫu đối chứng → Đột biến xảy ra đối với thể đột biến 2 nhiều khả năng là đột biến thay thế dạng đột biến vô nghĩa (làm xuất hiện bộ ba kết thúc sớm).
- Ở thể đột biến 3, không thấy xuất hiện mRNA và protein → Đột biến xảy ra đối với thể đột biến 3 nhiều khả năng là đột biến ở vùng điều hòa khiến enzyme RNA polymerase không thể nhận biết và bám vào để thực hiện quá trình phiên mã hoặc xuất đột biến vô nghĩa ngay sau bộ ba mở đầu.
Nghiên cứu các chủng đột biến ở các vùng A, B, C và D của hệ gene vi khuẩn E. coli trong môi trường có chất X hay không có chất X, người ta thu được kết quả như trong bảng dưới đây:
Vùng nào trong các vùng A, B, C và D là gene điều hòa, promoter và gene cấu trúc quy định enzyme a và enzyme b? Giải thích.
Ở mẫu đối chứng, khi môi trường không có chất X thì enzyme a và b đều không được tổng hợp, còn khi môi trường có chất X thì enzyme a và b đều được tổng hợp. Do đó:
- Đối với đột biến ở B, enzyme a và b không được tổng hợp ngay cả khi môi trường có chất X → Vùng A là vùng promoter. Giải thích: Khi đột biến ở vùng promoter, enzyme RNA polymerase không thể nhận biết và bám vào để thực hiện quá trình phiên mã dẫn đến không tổng hợp được sản phẩm của gene dù trong môi trường có hoặc không có chất X.
- Đối với đột biến ở D, enzyme a và b được tổng hợp ngay cả khi môi trường không có chất X → Vùng A là vùng gene điều hòa. Giải thích: Khi đột biến ở vùng gene điều hòa, protein ức chế không được tổng hợp hoặc bị biến đổi cấu trúc dẫn đến không thể gắn vào vùng O, khiến gene hoạt động ngay cả khi môi trường không có chất X.
- Đối với đột biến ở A – không tổng hợp được enzyme a trong môi trường có chất X, đột biến ở C – không tổng hợp được enzyme b trong môi trường có chất X → Vùng A và vùng C là vùng gene cấu trúc, trong đó vùng A là vùng gene cấu trúc quy định enzyme a, vùng C là vùng gene cấu trúc quy định enzyme b. Giải thích: Khi đột biến ở vùng gene cấu trúc tương ứng sẽ có thể dẫn đến làm biến đổi cấu trúc của sản phẩm của gene, thậm chí gene không tổng hợp được sản phẩm.
Một dòng nấm men bị đột biến ở ba gene khác nhau làm cho tế bào không tổng hợp được ba loại amino acid là leucine, histidine và tryptophan. Tế bào bị đột biến ở ba gene này chỉ sống sót và tạo ra được khuẩn lạc khi môi trường nuôi cấy được bổ sung cả ba loại amino acid trên. Người ta cấy 105 tế bào nấm men bị ba đột biến (leu-; his-; trp-) lên môi trường tối thiểu trong đĩa Petri và tiến hành ba thí nghiệm như sau: Thí nghiệm (1): Môi trường nuôi cấy không được bổ sung cả ba amino acid leu, his và trp. Thí nghiệm (2): Môi trường nuôi cấy được bổ sung his và trp. Thí nghiệm (3): Môi trường nuôi cấy được bổ sung leu và his. Sau 3 ngày nuôi cấy, người ta đếm các khuẩn lạc mọc trên đĩa Petri và thu được kết quả như trong bảng dưới đây:
Đột biến leu- (không tổng hợp được leu) có thể là loại đột biến nào, mất một số lượng lớn nucleotide hay đột biến thay thế cặp nucleotide? Giải thích.
Đột biến leu- (không tổng hợp được leu) có thể là loại đột biến thay thế cặp nucleotide vì so với đột biến mất một số lượng lớn nucleotide thì đột biến thay thế cặp nucleotide có tần số xuất hiện cao hơn.
Một dòng nấm men bị đột biến ở ba gene khác nhau làm cho tế bào không tổng hợp được ba loại amino acid là leucine, histidine và tryptophan. Tế bào bị đột biến ở ba gene này chỉ sống sót và tạo ra được khuẩn lạc khi môi trường nuôi cấy được bổ sung cả ba loại amino acid trên. Người ta cấy 105 tế bào nấm men bị ba đột biến (leu-; his-; trp-) lên môi trường tối thiểu trong đĩa Petri và tiến hành ba thí nghiệm như sau: Thí nghiệm (1): Môi trường nuôi cấy không được bổ sung cả ba amino acid leu, his và trp. Thí nghiệm (2): Môi trường nuôi cấy được bổ sung his và trp. Thí nghiệm (3): Môi trường nuôi cấy được bổ sung leu và his. Sau 3 ngày nuôi cấy, người ta đếm các khuẩn lạc mọc trên đĩa Petri và thu được kết quả như trong bảng dưới đây:
Giải thích tại sao trong thí nghiệm (3) chỉ bổ sung leu và his mà không bổ sung trp nhưng vẫn có 8 khuẩn lạc mọc được.
Trong thí nghiệm (3) chỉ bổ sung leu và his mà không bổ sung trp nhưng vẫn có 8 khuẩn lạc mọc được có thể là do xuất hiện đột biến giúp một số nấm men có khả năng tổng hợp trp.