Ôn thi tốt nghiệp môn sinh học 2012: GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA BÀI 1-3

Chương I. Cơ chế di truyền và biến dị

Bài 1. Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN

Câu 1. Gen là gì? Cho ví dụ minh họa.

Trả lời

- Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa một chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN.

- Ví dụ: gen Hb anpha là gen mã hóa chuỗi poolipeptit anpha góp phần tạo nên phân tử Hb trong tế bào hồng cầu; gen tARN mã hóa phân tử ARN vận chuyển…

- Gen cấu trúc ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên tục (gen không phân mảnh), còn gen ở sinh vật nhân thực có vùng mã hóa không liên tục, xen kẽ các đoạn mã hóa axit amin (êxôn) là các đoạn không mã hóa axit amin (intrôn) (gen phân mảnh).

Câu 2. Trình bày cấu trúc chung của các gen mã hóa chuỗi pôlipeptit?

Trả lời  

Cấu trúc chung của gen cấu trúc gồm 3 vùng:

+ Vùng điều hòa: nằm ở đầu 3/ của mạch mã gốc gen, giúp ARN pôlimeraza nhận biết và liên kết để khới động quá trình phiên mã, đồng thời điều hòa quá trình phiên mã.

+ Vùng mã hóa: mang thông tin mã hóa các axit amin. Các gen ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên tục (gen không phân mảnh). Các gen ở sinh vật nhân thực có vùng mã hóa không liên tục, xen kẽ các đoạn mã hóa axit amin (êxôn) là các đoạn không mã hóa axit amin (intrôn) (gen phân mảnh).

+ Vùng kết thúc: nằm ở đầu 5/ mạnh mã gốc của gen, mang tín hiệu kết thúc phiên mã.

Câu 3. Giải thích nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn trong

quá trình nhân đôi ADN. Nêu ý nghĩa của quá trình nhân đôi ADN

Trả lời  

- Nội dung NTBS.

- Ý nghĩa: đảm bảo tính ổn định vật liệu di truyền qua các thế hệ.

Câu 4. Mã di truyền có đặc điểm gì?

Trả lời    

- Mã di truyền là trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong gen (trong mạch khuôn) quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi pôlipeptit.

- Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba nuclêôtit mà không gối liền nhau.

- Mã di truyền có tính phổ biến, tức là tất cả các loài đều có chung một bộ ba di truyền, trừ một vài ngoại lệ.

- Mã di truyền có tính đặc hiệu, tức là một bộ ba chỉ mã hóa cho một loại axit amin.

- Mã di truyền mang tính thoái hóa, tức là nhiều bộ ba khác nhau cùng xác định một loại axit amin, trừ AUG và UGG.

Câu 5. Hãy giải thích vì sao trên mỗi chạc chữ Y chỉ có một mạch của

phân tử ADN được tổng hợp liên tục, mạch còn lại được tổng hợp

một cách gián đoạn.

Trả lời    Do cấu trúc của phân tử ADN là có 2 mạch pôlinuclêôtit đối song song, mà enzim pôlimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5^/      3^/ nên đối với mạch khuôn

3^/       5^/ nó tổng hợp mạch bổ sung liên tục, còn với mạch khuôn 5^/      3^/ xảy ra sự tổng hợp ngắt quảng với các đoạn ngắn Okazaki theo chiều 5^/      3^/, ngược với chiều phát triển của chạc nhân đôi, sau đó được nối lại nhờ enzim nối ADN ligaza tạo nên  phân tử ADN đều có cấu trúc hai mạch đối song song.

Câu 6. Vai trò của enzim ADN pôlimeraza trong quá trình nhân đôi ADN là

A.     tháo xoắn phân tử ADN.

B.     Bẻ gãy các liên kết hiđrô giữa hai mạch ADN.

C.     Lắp ráp các nuclêôtit tự do theo nguyên tắc bổ sung với mạch khuôn của ADN.

D.    Cả A, B và C.

Trả lời     đáp án C.

Bài 2. Phiên mã và dịch mã

Câu 1. Hãy trình bày diễn biến và kết quả của quá trình phiên mã.

Trả lời

* Diễn biến

- Khi enzim ARN pôlimeraza bám vào promoter (vùng khới đầu của gen) làm gen tháo xoắn và tách 2 mạch đơn, làm lộ ra mạch khuôn (mạch gốc) (mạch có chiều 3^/      5^/)

- Enzim ARN pôlimeraza di chuyển dọc theo mạch gốc và gắn các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào liên kết với các nuclêôtit trên mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung (U-A, A-T; G-X, X-G) tạo nên phân tử mARN theo chiều 5^/      3^/

- Khi enzim di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc thì dừng quá trình phiên mã và phân tử mARN vừa được tổng hợp được giải phóng. Vùng nào trên gen phiên mã xong thì đóng xoắn.

* Kết quả: ở tế bào nhân sơ mARN sau khi tổng hợp ở dạng trưởng thành và trực tiếp làm khuôn tổng hợp chuỗi pôlipeptit. Còn ở tế bào nhân thực mARN sau khi tổng hợp ở dạng sơ khai, sau đó được cắt bỏ các đoạn intron, nối các đoạn exon lại với nhau thành mARN trưởng thành, đi qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn tổng hợp chuỗi pôlipeptit.

Câu 2. Quá trình dịch mã tại ribôxôm diễn ra như thế nào?

Trả lời

Quá trình dịch mã tại ribôxôm chia thành 2 giai đoạn:

- Hoạt hóa axit amin

Trong tế bào chất, nhờ enzim đặc hiệu và ATP, mỗi axit amin được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp axit amin – tARN (aa – tARN).

- Tổng hợp chuỗi pôlipeptit. Gồm 3 giai đoạn

            + Mở đầu

Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí đặc hiệu nằm gần côđon mở đầu. Bộ ba đối mã của phức hợp mở đầu Met – tARN (UAX) khớp bổ sung với côđon mở đầu (AUG) trên mARN. Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp tạo ribôxôm hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi pôlipeptit.

            + Kéo dài chuỗi pôlipeptit

Anticôđon của phức hợp thứ 2 vào gắn bổ sung với  côđon thứ 2 trên mARN, aa thứ 2 liên kết với aa Met (trước) bằng liên kết peptit.  Ribôxôm lại dịch chuyển đi một côđon trên mARN và cứ tiếp tục như vậy đến cuối mARN.

            + Kết thúc

Khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN thì quá trình dịch mã hoàn tất. Nhờ enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu được cắt khỏi chuỗi pôlipeptit vừa tổng hợp. Chuỗi pôlipeptit tiếp tục hình thành các cấu trúc bậc cao hơn, trở thành prôtêin có hoạt tính sinh học.

Trong quá trình dịch mã , mARN không gắn với từng ribôxôm riêng rẽ mà đồng thời gắn với một nhóm ribôxôm gọi là pôliribôxôm (gọi tắt là pôlixôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin.

Câu 3. Nêu vai trò của pôliribôxôm trong quá trình tổng hợp prôtêin.

Trả lời

Giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin.

Câu 4. Một đoạn gen có trình tự các nuclêôtit như sau:

3^/  XGA GAA TTT XGA  5^/ (mạch mã gốc)

5^/  GXT XTT AAA GXT  3^/

a, Hãy xác định trình tự các axit amin trong chuỗi pôlipeptit được tổng hợp từ đoạn gen trên.

b, Một đoạn phân tử prôtêin có trình tự axit amin như sau:

- lơxin – alanin – valin – lizin –

Hãy xác định trình tự các cặp nuclêôtit trong đoạn gen mang thông tin quy định cấu trúc đoạn prôtêin đó.

Trả lời

a, mARN có: 5^/  GXU XUU AAA GXU  3^/

trình tự axit amin trong prôtêin Ala – Leu – Lys – Ala

b, Vì có nhiều bộ ba cùng mã hóa một axit amin nên đây là một trường hợp.

trình tự axit amin trong prôtêin  - lơxin – alanin – valin – lizin –

 mARN    UUA GXU GUU AAA

ADN   3^/  AAT XGA XAA TTT  5^/ (mạch mã gốc)

           5^/  TTA GXT GTT AAA  3^/

Câu 5. Các prôtêin được tổng hợp trong tế bào nhân thực đều

1. bắt đầu bằng axit amin Met.
2. bắt đầu bằng axit amin foocmin mêtiônin.
3. Có Met ở vị trí đầu tiên bị cắt bởi enzim.
4. Cả A và C.

Trả lời   đáp án D.

Bài 3. Điều hòa hoạt động gen

Câu 1. Thế nào là điều hòa hoạt động gen?

Trả lời

Là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra giúp tế bào tổng hợp loại prôtêin cần thiết vào lúc cần thiết.

Câu 2. Opêron là gì? Trình bày cấu trúc opêron Lac ở E. coli.

Trả lời

- Opêron là cụm các gen cấu trúc có kiên quan về chức năng thường được phân bố liền nhau có chung một cơ chế điều hòa.

- Cấu trúc opêron Lac ở E. coli

+ Các gen cấu trúc (Z, Y, A) quy định tổng hợp các enzim tham gia vào các phản ứng phân giải đường lactôzơ có trong môi trường để cung cấp năng lượng cho tế bào.

+ O (operator): Vùng vận hành là trình tự nuclêôtit đặc biệt, tại đó prôtêin ức chế có thể liên kết làm ngăn cản sự phiên mã.

+ P (promoter): Vùng khởi động, nơi mà ARN pôlimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã. (ức chế quá trình phiên mã do gen điều hòa R hoạt động sẽ tổng hợp prôtêin ức chế và đến liên kết với vùng vận hành)

Câu 3. Giải thích cơ chế điều hòa hoạt động của opêron Lac.

Trả lời

- Khi môi trường không có lactôzơ: Gen điều hòa tổng hợp prôtêin ức chế. Prôtêin ức chế gắn vào vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã làm cho các gen cấu trúc không biểu hiện.

- Khi môi trường có lactôzơ: Gen điều hòa tổng hợp prôtêin ức chế. Lactôzơ với tư cách là chất cảm ứng gắn với prôtêin ức chế làm cho prôtêin ức chế bị biến đổi cấu hình nên không gắn được vào vùng vận hành, nên vận hành hoạt động của các gen cấu trúc giúp chúng được biểu hiện.

Câu 4. Trong cơ chế điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân sơ, vai trò của gen điều hòa là gì?

1. Nơi tiếp xúc với enzim ARN pôlimeraza.
2. Mang thông tin quy định prôtêin điều hòa.
3. Mang thông tin quy định enzim ARN pôlimeraza.
4. Nơi liên kết với prôtêin điều hòa.

Trả lời  Đáp án B