Hướng dẫn giải bài tập Sinh học 12 Bài 2: Gene, quá trình truyền thông tin di truyền và hệ gene trong sách Kết nối tri thức được Kiến Thức THPT ngắn gọn và hiệu quả, giúp học sinh dễ dàng hoàn thành bài tập Sinh học 12 Bài 2.
Giải Sinh học 12 bài 2 Kết nối tri thức: Gene, quá trình truyền đạt thông tin di truyền và hệ gene
Mở đầu trang 9 Sinh học 12
Cơ chế phân tử của quá trình truyền thông tin di truyền từ gene tới protein xảy ra như thế nào?
Lời giải
Quá trình truyền thông tin di truyền từ gene đến protein diễn ra thông qua phiên mã và dịch mã:
- Trong phiên mã, mRNA được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của gene theo nguyên tắc bổ sung (các nucleotide A, U, G, C trong môi trường sẽ liên kết với T, A, C, G trên mạch khuôn). Trình tự nucleotide trên gene sẽ quyết định trình tự nucleotide của mRNA.
- Trong dịch mã, chuỗi polypeptide được tổng hợp dựa trên mRNA theo nguyên tắc bổ sung (một bộ ba đối mã trên tRNA sẽ khớp bổ sung với một bộ ba mã sao trên mRNA, từ đó đặt amino acid vào đúng vị trí). Trình tự nucleotide của mRNA quy định trình tự các amino acid trong chuỗi polypeptide tạo nên protein.
Câu hỏi 1 trang 10 Sinh học 12
Một trình tự nucleotide như thế nào được gọi là gene?
Lời giải
Một trình tự nucleotide được gọi là gene khi nó chứa thông tin mã hóa cho một sản phẩm cụ thể, đó có thể là chuỗi polypeptide hoặc RNA.
Câu hỏi 2 trang 10 Sinh học 12
Dựa vào Hình 2.2, phân biệt cấu trúc gene ở sinh vật nhân sơ với gene ở sinh vật nhân thực.
Lời giải
Cấu trúc gene ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực có nhiều điểm khác nhau quan trọng. Dưới đây là sự phân biệt giữa hai loại cấu trúc gene này:
>> Xem thêm: Giải bài tập Sinh học 12 – Bài 1: DNA và cơ chế tái bản DNA
Cấu trúc gene ở sinh vật nhân sơ
- Những gene có chức năng liên quan thường được sắp xếp thành nhóm, với các vùng mã hóa liền kề nhau và chia sẻ chung một vùng điều hòa cũng như một vùng kết thúc.
- Vùng mã hóa của mỗi gene quy định protein là một chuỗi liên tục gồm các bộ ba mã hóa cho các amino acid liền kề nhau, bắt đầu bằng bộ ba mở đầu và kết thúc bằng bộ ba dừng quá trình dịch mã.
Cấu trúc gene ở sinh vật nhân thực
- Mỗi gene có một vùng điều hòa, một vùng mã hóa, và một vùng kết thúc riêng biệt.
- Phần lớn các gene mã hóa protein có vùng mã hóa gián đoạn, bao gồm các đoạn được dịch mã (exon) và các đoạn không được dịch mã (intron).
Câu hỏi 3 trang 11 Sinh học 12
Tập hợp tất cả các gene trong tế bào của cơ thể sinh vật có được gọi là hệ gene hay không? Giải thích.
Lời giải
- Tập hợp tất cả các gene trong tế bào của sinh vật không được gọi là hệ gene.
- Giải thích: Gene là một đoạn DNA mang thông tin quy định sản phẩm như chuỗi polypeptide hoặc RNA. Trong khi đó, hệ gene là toàn bộ vật chất di truyền (DNA) trong tế bào của sinh vật, bao gồm cả các gene và các đoạn DNA không phải gene.
Câu hỏi 4 trang 11 Sinh học 12
Giải trình tự hệ gene người đem lại những ứng dụng thực tiễn gì?
Ứng dụng của gene
Lời giải
- Trong y học: Giải trình tự hệ gene giúp bác sĩ xác định liệu một người có mang gene gây bệnh hay không, từ đó đưa ra phương án phòng ngừa và điều trị phù hợp.
- Trong pháp y và khoa học hình sự: Giải trình tự hệ gene được áp dụng để xác định thủ phạm trong các vụ án, nhận diện danh tính nạn nhân trong tai nạn, hoặc xác định mối quan hệ họ hàng.
- Trong nghiên cứu tiến hóa: So sánh trình tự nucleotide trong hệ gene của nhiều loài giúp làm sáng tỏ mối quan hệ tiến hóa giữa các loài sinh vật.
Câu hỏi 5 trang 13 Sinh học 12:
Phân biệt cấu trúc và chức năng của mRNA, tRNA và rRNA.
Lời giải
So sánh cấu trúc và chức năng của mRNA, tRNA và rRNA:
| Tiêu
chí |
mRNA
(RNA thông tin) |
tRNA
(RNA vận chuyển) |
rRNA
(RNA ribosome) |
| Cấu trúc |
|
|
|
| Chức năng |
|
|
|
Câu hỏi 6 trang 13 Sinh học 12
Phiên mã ngược có vai trò gì đối với tế bào nhân thực và đối với một số loại virus?
Lời giải
- Đối với virus: Ở một số loại virus có vật chất di truyền là RNA, phiên mã ngược là giai đoạn thiết yếu trong chu trình lây nhiễm, cho phép vật chất di truyền của virus tích hợp vào hệ gene của tế bào chủ.
- Đối với tế bào nhân thực: Ở tế bào nhân thực, phiên mã ngược giúp khôi phục các đoạn DNA lặp lại ở đầu mút của nhiễm sắc thể sau quá trình nhân đôi.
Câu hỏi 7 trang 16 Sinh học 12
Mã di truyền là gì? Trình bày các đặc điểm của mã di truyền.
>> Xem thêm: Công nghệ DNA tái tổ hợp là gì? Sinh học 12 Kết nối tri thức
Lời giải
Mã di truyền là một tập hợp các bộ ba nucleotide trên mRNA, quy định các amino acid trong protein. Mỗi bộ ba nucleotide được gọi là một đơn vị mã di truyền (codon).
Các đặc điểm của mã di truyền:
- Mã di truyền là mã bộ ba, với ba nucleotide liền kề xác định một amino acid.
- Mã di truyền được đọc theo từng bộ ba, bắt đầu từQuá trình tổng hợp protein được gọi là quá trình dịch mã, vì trong quá trình này, thông tin di truyền từ trình tự nucleotide của mRNA được chuyển đổi thành trình tự amino acid của chuỗi polypeptide. bộ ba khởi đầu và không chồng lên nhau.
- Mã di truyền có tính thoái hóa, nhiều bộ ba có thể mã hóa cho cùng một amino acid.
- Mã di truyền có tính đặc hiệu, nghĩa là mỗi bộ ba chỉ mã hóa cho một amino acid duy nhất.
- Mã di truyền hầu như là chung cho tất cả các sinh vật trên Trái Đất, nên còn được gọi là mã vạn năng. Tuy nhiên, vẫn có một số ngoại lệ.
Câu hỏi 8 trang 16 Sinh học 12
Tại sao tổng hợp protein lại được gọi là quá trình dịch mã?
Lời giải
Quá trình tổng hợp protein được gọi là quá trình dịch mã, vì trong quá trình này, thông tin di truyền từ trình tự nucleotide của mRNA được chuyển đổi thành trình tự amino acid của chuỗi polypeptide.
Luyện tập và vận dụng
Câu hỏi 1 trang 17 Sinh học 12
Một bạn học sinh định nghĩa về gene như sau: “Bất cứ trình tự nucleotide nào mang thông tin chỉ dẫn cho tế bào tạo ra các phân tử RNA đều được gọi là gene”. Định nghĩa về gene như vậy là đúng hay sai? Giải thích.
Lời giải
Định nghĩa về gene như vậy là chính xác.
Giải thích: Gene là một đoạn của phân tử DNA mang thông tin mã hóa cho sản phẩm là chuỗi polypeptide hoặc RNA. Vì vậy, các trình tự nucleotide chứa thông tin hướng dẫn tế bào tạo ra các phân tử RNA đều có thể được coi là gene.
Câu hỏi 2 trang 17 Sinh học 12
Nếu biết tổng số nucleotide trong vùng mã hoá của một gene quy định protein ở sinh vật nhân thực thì có thể tính được số lượng các amino acid trong chuỗi polypeptide do gene này tạo ra hay không? Giải thích.
Lời giải
Nếu chỉ biết tổng số nucleotide trong vùng mã hóa của một gene quy định protein ở sinh vật nhân thực, ta vẫn không thể tính được số lượng amino acid trong chuỗi polypeptide mà gene đó tạo ra.
Giải thích: Ở sinh vật nhân thực, mRNA được tổng hợp từ vùng mã hóa của gene không được sử dụng ngay, mà phải trải qua nhiều quá trình biến đổi sau phiên mã để trở thành mRNA trưởng thành trước khi được sử dụng làm khuôn mẫu để tổng hợp chuỗi polypeptide.
Một trong những biến đổi sau phiên mã là việc cắt bỏ các đoạn intron, làm cho tổng số nucleotide của mRNA ít hơn tổng số nucleotide trong vùng mã hóa. Vì vậy, chỉ biết tổng số nucleotide trong vùng mã hóa của gene không đủ để tính được số lượng amino acid trong chuỗi polypeptide.
Câu hỏi 3 trang 17 Sinh học 12
Gene phân mảnh đem lại lợi ích gì cho sinh vật nhân thực?
Lời giải
Ở sinh vật nhân thực, gene phân mảnh mang lại những lợi ích sau:
- Giảm tần suất đột biến có hại, vì các đột biến xảy ra ở vùng intron (vùng không được dịch mã) sẽ không gây ảnh hưởng xấu đến cá thể mang đột biến.
- Sự hiện diện của intron trong hầu hết các gene ở sinh vật nhân thực có thể đã thúc đẩy quá trình tiến hóa của các protein mới tiềm năng bằng cách tăng cường hiện tượng lặp đoạn hoặc tái sắp xếp vị trí của các exon trong hệ gene.
Tác giả:
thuthuy
Xin chào! Mình là Thu Thủy - Rất vui được đồng hành cùng các bạn học sinh khối THPT tại trang web kienthucthpt.com. Tại đây chia sẻ các kiến thức của các môn học chi tiết và đầy đủ nhất, là nơi để các bạn giao lưu, học hỏi cùng nhau.
