Bài 39. Quá trình tái bản, phiên mã và dịch mã trang 163, 164, 165 Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo

MĐ

Trả lời câu hỏi Mở đầu trang 163 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Hình bên là mô hình học thuyết trung tâm được Francis Crick đề xuất đầu tiên vào năm 1957, thể hiện mối quan hệ di truyền giữa DNA, RNA và protein tương ứng với các cơ chế truyền đạt thông tin di truyền ở cấp độ phân tử. Vậy, thông tin di truyền từ DNA sẽ được truyền đạt thông qua những quá trình nào để quy định tính trạng và di truyền cho thế hệ sau?

Phương pháp giải:

Quan sát hình trên.

Lời giải chi tiết:

Thông tin di truyền từ DNA được truyền đạt thông qua các quá trình quan trọng như sao chép DNA, biên dịch và dịch mã gen. Trong quá trình sao chép DNA, các phân tử DNA được sao chép để tạo ra một bản sao chính xác của chúng. Sau đó, thông tin từ RNA được biên dịch từ DNA thông qua quá trình gọi là biên dịch gen. RNA này sau đó được dịch thành các protein, những cơ sở xây dựng chính của các tính trạng và chức năng trong cơ thể. Các protein này cuối cùng sẽ quyết định tính trạng và di truyền cho thế hệ sau thông qua các quá trình sinh sản. Những quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc truyền đạt thông tin di truyền từ DNA để xác định sự phát triển và tính trạng của cá thể trong thế hệ tiếp theo.

CH

Trả lời câu hỏi trang 163 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Quan sát Hình 39.1 và đọc thông tin trong bài, hãy mô tả lại quá trình tái bản của DNA theo các giai đoạn: (1) tách hai mạch đơn; (2) tổng hợp chuỗi DNA mới theo nguyên tắc bổ sung và (3) kết thúc quá trình tái bản

Phương pháp giải:

Quan sát hình 39.1

Lời giải chi tiết:

(1) Tách hai mạch đơn: khởi đầu quá trình tái bản DNA là quá trình phá vỡ cấu trúc xoắn kép, tách mạch DNA thành hai mạch đơn nhờ enzyme tháo xoắn

(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 làm khuôn (A liên kết với T; G liên kết với C) để kéo dài chuỗi DNA mới

(3) Kết thúc quá trình tái bản: 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.

CH

Trả lời câu hỏi trang 164 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Quan sát Hình 39.2 và đọc thông tin trong bài, hãy:

1. Mô tả kết quả quá trình tái bản

2. Nêu ý nghĩa di truyền của quá trình tái bản

Phương pháp giải:

Quan sát hình 39.2

Lời giải chi tiết:

a. Quá trình tái bản DNA là quá trình tạo ra hai DNA con giống hệt nhau từ một phân tử DNA mẹ ban đầu, có sự tham gia của nhiều enzyme

b. 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.

LT

Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 164 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Hình bên minh họa kết quả tái bản của một đoạn phân từ DNA. Hãy vẽ hình minh họa kết quả quá trình tái bản thêm một lần nữa của hai đoạn phân tử DNA con vừa mới tạo thành

Phương pháp giải:

Quan sát hình trên.

Lời giải chi tiết:

CH

Trả lời câu hỏi trang 165 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Quan sát Hình 39.3 và đọc thông tin trong bài, hãy trả lời các câu hỏi sau:

a) Sản phẩm của quá trình phiên mã là gì?

b) Trình tự sắp xếp các nucleotide của phân tử mRNA giống trình tự sắp xếp của mạch khuôn hay mạch mã?

Phương pháp:

Quan sát hình 39.3

Cách giải:

a) Sản phẩm của quá trình phiên mã là mRNA 

b) Trình tự sắp xếp các nucleotide của phân tử mRNA giống trình tự sắp xếp của mạch khuôn.

LT

Một gene có trình tự các nucleotide phần đầu như sau:

5’ – GCTGACCGGAAATTGGC – 3’

3’ – CGTACTGGCCTTTAACCG – 5’

Hãy xác định trình tự nucleotide của phân tử mRNA được sinh ra từ gene trên, biết rằng chiếu phiên mã là chiều từ trái sang phải

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc bổ sung.

Lời giải chi tiết:

5’ – GCUGACCGGAAAUUGGC – 3’

Đảo ngược trình tự này để hiểu rõ hơn:

3’ – CGACTGGCCUUAAACCG – 5’

Đây là trình tự của mRNA được tạo ra từ gene đã cho.

CH

Trả lời câu hỏi trang 166 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Quan sát Bảng 39.1 và đọc thông tin trong bài, hãy cho biết:

1. Mã di truyền là gì?

2. Liệt kê các amino acid được mã hóa bởi nhiều hơn một bộ ba

3. Hãy tìm đặc điểm chung của các bộ ba cùng mã hóa cho một loại amino acid

Phương pháp giải:

Quan sát Bảng 39.1 và đọc thông tin trong bài.

Lời giải chi tiết:

a) Mã di truyền là một chuỗi các nucleotide trên DNA hoặc RNA mà mã hóa thông tin gen để tạo ra các protein và điều chỉnh các quá trình sinh học khác trong cơ thể.

b) Các amino acid được mã hóa bởi nhiều hơn một bộ ba gồm:

Leucine: UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG.

Arginine: CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG.

c) Đặc điểm chung của các bộ ba cùng mã hóa cho một loại amino acid là chúng có cùng một loại codon trong bảng mã gene.

LT

Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 166 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Hãy xác định trình tự các amino acid được mã hóa bởi phân tử mRNA sau đây:

5’ – AUGGGGCGUAAACCCGUCCUGGGAUGA – 3’

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc bổ sung.

Lời giải chi tiết:

Trình tự các amino acid được mã hóa bởi phân tử mRNA đã cho là: 

Methionine - Glycine - Arginine - Lysine - Proline - Valine - Leucine - Glycine.

CH

Trả lời câu hỏi trang 167 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Quan sát Hình 39.4 và đọc thông tin trong bài, hãy trả lời các câu hỏi sau:

1. Quá trình dịch mã đóng vai trò gì trong tế bào?

2. Hãy mô tả mối liên hệ giữa mRNA, tRNA và chuỗi polypeptide

Phương pháp giải:

Quan sát hình 39.4

Lời giải chi tiết:

a) Quá trình dịch mã đóng vai trò chuyển đổi thông tin di truyền từ mRNA thành chuỗi polypeptide, tức là protein, trong tế bào.

b) mRNA mang thông điệp di truyền từ nhân đơn vị gien đến ribosome. tRNA chứa anticodon phù hợp với các codon trên mRNA và mang theo axit amin tương ứng để tạo thành chuỗi polypeptide. Ribosome đọc mã trên mRNA và dùng tRNA để gắn các axit amin lại với nhau, tạo thành chuỗi polypeptide.

LT

Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 167 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Một đoạn phân tử mRNA có trình tự như sau:

5’ – AUGGCUCUCAGGAAAUUU – 3’

Hãy xác định trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc bổ sung.

Lời giải chi tiết:

Trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide là: 

Methionine - Alanine - Leucine - Arginine - Lysine - Phenylalanine.

VD

Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 167 SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo

Một nhà khoa học tổng hợp phân tử mRNA nhân tạo với vùng mã hóa protein chứa 1500 nucleotide (bao gồm cả mã mở đầu và mã kết thúc). Nhà khoa học thực hiện phản ứng dịch mã phân tử mRNA mới tổng hợp trong tế bào vi khuẩn E.coli. Hãy cho biết:

a) Chuỗi polypeptide được dịch mã có bao nhiêu amino acid?

b) Nếu thực hiện dịch mã trong ống nghiệm, ngoài phân tử mRNA, chúng ta cần bổ sung những thành phần nào vào môi trường để quá trình dịch mã có thể diễn ra thành công?

Phương pháp giải:

Một nhà khoa học tổng hợp phân tử mRNA nhân tạo với vùng mã hóa protein chứa 1500 nucleotide (bao gồm cả mã mở đầu và mã kết thúc).

Lời giải chi tiết:

a) Chuỗi polypeptide được dịch mã sẽ có số amino acid tương ứng với số nucleotide trong vùng mã hóa protein, mỗi 3 nucleotide tạo thành một codon, và mỗi codon mã hóa cho một amino acid. Vì vậy, số amino acid sẽ là 1500 / 3 = 500.

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