Với giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền sách Chân trời sáng tạo hay nhất, ngắn gọn giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Sinh học 12 Bài 1.

Giải Sinh học 12 Chân trời sáng tạo Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền

Kiểu hình của con có nhiều đặc điểm giống kiểu hình của bố và mẹ

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Mở đầu trang 5 Sinh học 12: Kiểu hình của con có nhiều đặc điểm giống kiểu hình của bố và mẹ. Ví dụ: Ở người, con có tóc xoăn, mắt nâu giống bố, có mũi cao, cằm nhọn giống mẹ. Bố, mẹ đã di truyền các đặc điểm đó cho con như thế nào và bằng cơ chế nào?

Lời giải:

- Gene quy định tính trạng. Do đó, bố mẹ đã di truyền một số đặc điểm kiểu hình cho con thông qua sự truyền đạt thông tin di truyền trên gene (DNA).

- Cơ chế: Nhờ cơ chế tái bản DNA, thông tin di truyền trên DNA được truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể. Thông tin di truyền trên gene được biểu hiện thành tính trạng nhờ quá trình phiên mã và dịch mã.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Quan sát Hình 1.1 hãy: Mô tả cấu trúc của nucleotide. Bốn loại nucleotide khác nhau ở thành phần nào

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 1 trang 6 Sinh học 12: Quan sát Hình 1.1, hãy:

a) Mô tả cấu trúc của nucleotide. Bốn loại nucleotide khác nhau ở thành phần nào?

b) Mô tả liên kết phosphodiester giữa các nucleotide.

c) Cho biết sự kết cặp đặc hiệu giữa các base trên phân tử DNA được thể hiện như thế nào. Phát biểu nguyên tắc bổ sung.

Lời giải:

a)

- Cấu trúc của nucleotide cấu tạo nên DNA gồm có 3 phần chính: đường deoxyribose, nhóm phosphate, nitrogene base (gồm 4 loại A, T, G, C).

- Bốn loại nucleotide chỉ khác nhau ở thành phần nitrogene base.

b) Liên kết phosphodiester giữa các nucleotide là liên kết được hình thành giữa nhóm phosphate của nucleotide này với nhóm hydroxyl ở carbon 3’ trong phân tử của nucleotide kế tiếp.

c)

- Sự kết cặp đặc hiệu giữa các base trên phân tử DNA: A chỉ liên kết với T, G chỉ liên kết với X và ngược lại.

- Phát biểu nguyên tắc bổ sung: Trong phân tử DNA mạch kép, nguyên tắc bổ sung là nguyên tắc liên kết giữa các nucleotide ở hai mạch đối diện. Trong đó, A liên kết với T bằng 2 liên kết hydro, G liên kết với C bằng 3 liên kết hydro và ngược lại.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Những đặc điểm cấu trúc nào của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được các chức năng

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 2 trang 6 Sinh học 12: Những đặc điểm cấu trúc nào của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được các chức năng?

Lời giải:

DNA có chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể. Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được các chức năng trên là:

- Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được chức năng mang thông tin di truyền: DNA được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân, gồm 4 loại đơn phân là các nucleotide A, T, G, C. Từ 4 loại đơn phân này với thành phần, số lượng và trật tự sắp xếp khác nhau đã tạo nên vô số phân tử DNA đặc thù, đảm bảo khả năng mang được một lượng lớn thông tin di truyền.

- Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được chức năng bảo quản thông tin di truyền:

+ DNA có cấu tạo mạch kép nên cấu trúc ổn định, ít bị sai hỏng.

+ DNA có cấu trúc mạch kép theo NTBS nên khi một mạch của DNA bị sai hỏng thì các enzyme của tế bào có thể sử dụng mạch bình thường để làm khuôn sửa chữa sai hỏng đó.

+ Liên kết phosphodiester giữa các nucleotide trong một mạch của DNA là loại liên kết cộng hóa trị rất bền vững.

+ Liên kết hydrogene giữa các base trong hai mạch là loại liên kết yếu nhưng số lượng liên kết hydrogene trong DNA là rất lớn nên cũng đảm bảo duy trì cấu trúc phân tử DNA bền vững.

- Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được chức năng truyền đạt thông tin di truyền:

+ Liên kết hydrogene giữa các base trong hai mạch là loại liên kết yếu nên có thể bị phá vỡ trong điều kiện nhất định giúp DNA có khả năng tách thành hai mạch đơn trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền.

+ Các nucleotide trên hai mạch đơn của DNA được kết cặp đặc hiệu theo nguyên tắc bổ sung và trong quá trình tái bản DNA mỗi mạch đơn sẽ được sử dụng làm mạch khuôn để tổng hợp mạch đơn mới cũng theo nguyên tắc bổ sung. Điều này sẽ đảm bảo cho thông tin di truyền trên DNA được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Hãy giải thích quá trình tái bản DNA là sự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 3 trang 7 Sinh học 12: Hãy giải thích quá trình tái bản DNA là sự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.

Lời giải:

Quá trình tái bản tuân theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn dẫn đến kết quả của quá trình tái bản (tự nhân đôi) tạo thành hai phân tử DNA có cấu trúc giống nhau và giống DNA mẹ. Sau quá trình tái bản, nhờ sự phân bào, mỗi phân tử DNA đi về một tế bào con. Như vậy, tái bản DNA là một quá trình tự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Căn cứ vào mạch khuôn xác định vị trí các vùng cấu trúc trên gene trong Hình 1.4

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 4 trang 8 Sinh học 12: Căn cứ vào mạch khuôn, xác định vị trí các vùng cấu trúc trên gene trong Hình 1.4.

Lời giải:

vị trí các vùng cấu trúc trên gene dựa theo mạch khuôn:

- Vùng điều hoà nằm ở đầu 3’ của mạch khuôn (mạch gốc).

- Vùng mã hoá nằm giữa vùng điều hoà và cùng kết thúc.

- Vùng kết thúc nằm ở đầu 5’ của mạch khuôn (mạch gốc).

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Phân biệt gene phân mảnh với gene không phân mảnh gene cấu trúc với gene điều hoà

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 5 trang 8 Sinh học 12: Phân biệt gene phân mảnh với gene không phân mảnh, gene cấu trúc với gene điều hoà.

Lời giải:

* Phân biệt gene phân mảnh với gene không phân mảnh:

* Phân biệt gene cấu trúc và gene điều hoà:

- Gene cấu trúc là gene mang thông tin mã hoá chuỗi polypeptide tham gia cấu trúc hoặc chức năng của tế bào.

- Gene điều hoà là gene mang thông tin mã hoá sản phẩm kiểm soát hoạt động của gene khác.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Quan sát Hình 1.5 1.6 và 1.7 đọc đoạn thông tin lập bảng phân biệt ba loại RNA theo hai tiêu chí

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 6 trang 8 Sinh học 12: Quan sát Hình 1.5, 1.6 và 1.7, đọc đoạn thông tin, lập bảng phân biệt ba loại RNA theo hai tiêu chí: cấu trúc và chức năng.

Lời giải:

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Mô tả quá trình phiên mã; Giải thích tại sao phiên mã thông tin di truyền là cơ chế tổng hợp RNA dựa trên DNA

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 7 trang 9 Sinh học 12: Quan sát Hình 1.8, hãy:

a) Mô tả quá trình phiên mã.

b) Giải thích tại sao “phiên mã thông tin di truyền là cơ chế tổng hợp RNA dựa trên DNA”.

Lời giải:

a) Mô tả quá trình phiên mã:

Quá trình phiên mã được chia thành 3 giai đoạn:

- Khởi đầu phiên mã: Enzyme RNA polymerase nhận ra và liên kết với vùng điều hoà làm cho hai mạch của gene tách nhau để lộ mạch khuôn và bắt đầu tổng hợp mRNA.

- Kéo dài mạch RNA: Enzyme RNA polymerase trượt dọc trên mạch khuôn của gene có chiều 3’ → 5’, lắp các nucleotide tự do thành chuỗi polynucleotide chiều 5’ → 3’ theo nguyên tắc bổ sung (A, U, G, C của môi trường lần lượt liên kết với T, A, C, G của mạch khuôn).

- Kết thúc phiên mã: Enzyme RNA polymerase di chuyển đến cuối gene, gặp tín hiệu kết thúc phiên mã ở đầu 5’ trên mạch khuôn của gene, quá trình phiên mã dừng lại; enzyme RNA polymerase và phân tử mRNA đã hoàn thành rời khỏi DNA.

b) Quá trình phiên mã sử dụng mạch khuôn (mạch có chiều từ 3’ → 5’) của DNA làm mạch khuôn để tổng hợp nên phân tử RNA theo nguyên tắc bổ sung (A, U, G, C của môi trường lần lượt liên kết với T, A, C, G của mạch khuôn). Do đó, phiên mã thông tin di truyền là cơ chế tổng hợp RNA dựa trên DNA.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Quan sát Hình 1.9 hãy mô tả quá trình phiên mã ngược

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 8 trang 10 Sinh học 12: Quan sát Hình 1.9, hãy mô tả quá trình phiên mã ngược.

Lời giải:

Mô tả quá trình phiên mã ngược:

- Enzyme phiên mã ngược (Enzyme Reverse Transcriptase) xúc tác tổng hợp mạch DNA thứ nhất (mạch DNA bổ sung) theo nguyên tắc bổ sung dựa trên mạch mRNA của virus.

- Mạch DNA bổ sung với mRNA của virus tiếp tục làm khuôn tổng hợp mạch DNA thứ hai để tạo phân tử DNA hoàn chỉnh (cDNA).

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Phân tử mRNA được phiên mã từ mạch khuôn 3’ → 5’ của gene

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 9 trang 10 Sinh học 12: Phân tử mRNA được phiên mã từ mạch khuôn 3’ → 5’ của gene. Xác định chiều đọc của condon và anticodon.

Lời giải:

- Chiều đọc của condon là: 5’ → 3’.

- Chiều đọc của anticodon là: 3’ → 5’.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Quan sát Hình 1.10 và cho biết: Quá trình dịch mã có sự tham gia của những thành phần nào

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 10 trang 12 Sinh học 12: Quan sát Hình 1.10 và cho biết:

a) Quá trình dịch mã có sự tham gia của những thành phần nào? Nêu vai trò của những thành phần đó.

b) Chiều dịch chuyển của ribosome trên mRNA.

c) Nguyên tắc bổ sung được thể hiện trong quá trình dịch mã như thế nào?

Lời giải:

a) Các thành phần tham gia và vai trò chúng trong quá trình dịch mã:

- mRNA: làm mạch khuôn, mang thông tin mã hóa chuỗi polypeptide.

- amino acid tự do trong môi trường nội bào: là nguyên liệu tổng hợp chuỗi polypeptide.

- tRNA: thực hiện chức năng “phiên dịch” mã di truyền trên mRNA (vận chuyển đúng loại amino acid tương ứng với bộ ba trên mRNA quy định).

- 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.

- Năng lượng ATP: cung cấp năng lượng để hoạt hóa amino acid.

- Các loại enzyme: enzyme hoạt hóa amino acid, enzyme xúc tác liên kết amino acid đã được hoạt hóa với tRNA tương ứng, enzyme xúc tác tạo thành liên kết peptide giữa các amino acid.

b) Chiều dịch chuyển của ribosome trên mRNA là: 5’ → 3’.

c) Nguyên tắc bổ sung được thể hiện trong quá trình dịch mã thông qua sự bắt cặp bổ sung giữa bộ ba mã sao (condon) trên mRNA với bộ ba đối mã (anticodon) trên tRNA (A bắt cặp với U, G bắt cặp với C và ngược lại). Khi một bộ ba đối mã (anticodon) khớp bổ sung với một bộ ba mã sao (condon) thì một amino acid được đặt vào đúng vị trí.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Hãy vẽ sơ đồ tóm tắt: Quá trình hoạt hoá amino acid

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Luyện tập trang 13 Sinh học 12: Hãy vẽ sơ đồ tóm tắt:

* Quá trình hoạt hoá amino acid.

* Các bước của giai đoạn dịch mã tổng hợp chuỗi polypeptide.

Lời giải:

* Sơ đồ tóm tắt quá trình hoạt hoá amino acid:

* Sơ đồ tóm tắt các bước của giai đoạn dịch mã tổng hợp chuỗi polypeptide:

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Quan sát Hình 1.13 hãy: Nêu nhận xét về cấu trúc của các chuỗi polypeptide

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 11 trang 13 Sinh học 12: Quan sát Hình 1.13, hãy:

a) Nêu nhận xét về cấu trúc của các chuỗi polypeptide được dịch mã nhờ polyribosome. Giải thích tại sao.

b) Nêu vai trò của polyribosome trong việc tổng hợp protein.

Lời giải:

a) Các chuỗi polypeptide được dịch mã nhờ polyribosome có cấu trúc giống nhau vì các ribosome cùng thực hiện quá trình dịch mã tổng hợp chuỗi polypeptide dựa trên 1 mạch mRNA chung theo  nguyên tắc bổ sung.

b) Vai trò của polyribosome trong việc tổng hợp protein: Polyribosome có vai trò tăng hiệu suất dịch mã (tạo ra nhiều protein trong một thời gian ngắn).

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Ở cấp độ phân tử thông tin di truyền được truyền đạt theo những hướng nào

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 12 trang 14 Sinh học 12: Ở cấp độ phân tử, thông tin di truyền được truyền đạt theo những hướng nào? Hướng nào đảm bảo cho đặc tính di truyền của loài được duy trì ổn định?

Lời giải:

- Ở cấp độ phân tử, thông tin di truyền được truyền đạt theo những hướng sau:

+ Hướng thứ nhất: Thông tin di truyền được truyền đạt từ thế hệ tế bào này sang thế hệ tế bào khác qua quá trình tái bản DNA.

+ Hướng thứ hai: Thông tin được truyền một chiều từ DNA → mRNA → protein, từ đó quy định các tính trạng của cơ thể sinh vật.

+ Hướng thứ ba: Trong một số trường hợp, quá trình truyền đạt thông tin di truyền có thể xảy ra theo hướng từ RNA tới DNA nhờ các loại enzyme phiên mã ngược.

- Hướng đảm bảo cho đặc tính di truyền của loài được duy trì ổn định là hướng thông tin di truyền được truyền đạt qua quá trình tái bản DNA.

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác:

Một bạn học sinh cho rằng: Tất cả các đoạn trình tự nucleotide trên phân tử DNA đều được gọi là gene

Giải Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền - Chân trời sáng tạo

Vận dụng trang 14 Sinh học 12: Một bạn học sinh cho rằng:

1. Tất cả các đoạn trình tự nucleotide trên phân tử DNA đều được gọi là gene.

2. Ở sinh vật nhân thực, chiều dài của phân tử mRNA bằng chiều dài của gene quy định nó.

3. Ở sinh vật nhân sơ, từ chuỗi polypeptide có thể xác định được số lượng nucleotide do gene quy định.

Theo em, những nhận định của bạn học sinh trên có đúng không? Giải thích.

Lời giải:

1. Sai. Giải thích: Trên phân tử DNA có những đoạn mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm nhất định là chuỗi polypeptide hoặc phân tử RNA (được gọi là gene) những cũng có những đoạn không mang thông tin mã hóa (không được gọi là gene) → Không phải tất cả các đoạn trình tự nucleotide trên phân tử DNA đều được gọi là gene.

2. Sai. Ở sinh vật nhân thực, chiều dài của phân tử mRNA ngắn hơn chiều dài của gene quy định nó do ở sinh vật nhân thực, mRNA sau khi phiên mã được cắt bỏ các đoạn intron.

3. Đúng. Ở sinh vật nhân sơ, mRNA sau khi được tạo ra từ gene được sử dụng ngay để làm khuôn dịch mã tạo nên chuỗi polypeptide. Do đó, ở sinh vật nhân sơ, từ chuỗi polypeptide có thể xác định được số lượng nucleotide do gene quy định (Số lượng nucleotide do gene quy định = (Số amino acid + 1 + 1) × 3 × 2).

Lời giải bài tập Sinh 12 Bài 1: Gene và cơ chế truyền thông tin di truyền hay khác: