Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 5
Đề bài: Một phân tử hữu cơ cần phải có các đặc điểm cấu trúc như thế nào để có thể đảm nhận chức năng của một vật chất di truyền?
Lời giải:
Một phân tử hữu cơ muốn đảm nhận chức năng của vật chất di truyền cần có các đặc điểm sau:
- Mang được lượng lớn thông tin di truyền và đa dạng để mã hoá cho mọi đặc điểm của tế bào, cơ thể.
- Có cấu trúc bền vững → bảo quản thông tin di truyền, ít bị hư hỏng.
- Có khả năng tái bản (tự sao) chính xác → truyền đạt thông tin gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
- Có khả năng truyền đạt thông tin di truyền cho các phân tử khác để biểu hiện thành tính trạng.
I. Chức năng của DNA
Câu 1 trang 6
Đề bài: Nêu các đặc điểm cấu trúc phù hợp với chức năng của DNA.
Lời giải:
DNA có các đặc điểm cấu trúc phù hợp với chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền như sau:
| Đặc điểm cấu trúc | Phù hợp với chức năng |
|---|---|
| Cấu trúc theo nguyên tắc đa phân, gồm 4 loại đơn phân (nucleotide A, T, G, C) | Mang được lượng lớn và đa dạng thông tin di truyền |
| Cấu trúc chuỗi xoắn kép | Bền vững → bảo quản thông tin di truyền, ít bị hư hỏng |
| Các nucleotide liên kết theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) | Truyền đạt thông tin từ DNA sang mRNA (phiên mã) và từ mRNA sang protein (dịch mã) |
| Kết cặp đặc hiệu A – T và G – C | Đảm bảo thông tin di truyền được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào |
Câu 2 trang 6
Đề bài: Tại sao protein tạo nên các tính trạng của sinh vật nhưng không thể đảm nhận chức năng của một vật chất di truyền?
Lời giải:
Protein không thể đảm nhận chức năng vật chất di truyền vì:
- Protein không có khả năng tự tái bản (tự sao chép) → không thể truyền đạt thông tin cho các thế hệ tế bào sau.
- Protein không có cơ chế bảo quản thông tin ổn định như DNA (cấu trúc chuỗi xoắn kép và kết cặp đặc hiệu).
- Protein chỉ là sản phẩm biểu hiện của thông tin di truyền (do gene quy định), chứ không phải nơi lưu giữ thông tin gốc.
→ Vì vậy, chỉ có DNA mới đảm nhận được vai trò vật chất di truyền.
II. Tái bản DNA
Câu 1 trang 8
Đề bài: Nêu ý nghĩa của kết cặp đặc hiệu A – T và G – C.
Lời giải:
Kết cặp đặc hiệu A – T và G – C có ý nghĩa quan trọng:
- Đảm bảo thông tin di truyền được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
- Là cơ sở cho quá trình tái bản DNA chính xác: mỗi mạch DNA cũ làm khuôn để tổng hợp mạch mới theo NTBS.
- Là cơ sở cho quá trình phiên mã (tổng hợp mRNA từ DNA) và gián tiếp cho dịch mã (tổng hợp protein).
- Giúp phân tử DNA có cấu trúc ổn định, bền vững.
Câu 2 trang 8
Đề bài: Trình bày quá trình tái bản DNA thể hiện sự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào.
Lời giải:
Quá trình tái bản DNA gồm 2 giai đoạn chính:
Giai đoạn 1: Khởi đầu sao chép
- Một số protein và enzyme liên kết vào điểm khởi đầu sao chép (Ori) và tách DNA thành hai mạch đơn ở cả hai phía → tạo nên chạc sao chép hình chữ Y.
- Enzyme RNA polymerase sử dụng mạch DNA làm khuôn, tổng hợp nên đoạn RNA mồi ngắn, cung cấp đầu 3’–OH cho enzyme DNA polymerase tổng hợp mạch mới.
Giai đoạn 2: Tổng hợp mạch DNA mới
- Enzyme DNA polymerase gắn thêm nucleotide vào đầu 3′ của đoạn mồi theo NTBS: A – T, G – C với mạch khuôn.
- Do hai mạch DNA ngược chiều nhau và DNA polymerase chỉ tổng hợp theo chiều 5′ → 3′ nên:
- Một mạch mới được tổng hợp liên tục (mạch liên tục).
- Mạch còn lại được tổng hợp thành từng đoạn ngắn gọi là đoạn Okazaki (mạch gián đoạn).
- Sau đó, DNA polymerase loại bỏ đoạn mồi và tổng hợp đoạn DNA thay thế; enzyme ligase nối các đoạn Okazaki lại với nhau.
Kết quả: Từ 1 phân tử DNA mẹ tạo ra 2 phân tử DNA con giống nhau và giống DNA mẹ, mỗi phân tử con có 1 mạch cũ và 1 mạch mới → nguyên tắc bán bảo toàn.
→ Nhờ đó, thông tin di truyền được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào.
Luyện tập và vận dụng
Câu 1 trang 8
Đề bài: Tỉ lệ các cặp G – C và T – A trong phân tử DNA có ảnh hưởng đến độ bền vững của phân tử DNA không? Giải thích.
Lời giải:
Có ảnh hưởng.
Giải thích:
- Cặp G – C liên kết với nhau bằng 3 liên kết hydro.
- Cặp A – T liên kết với nhau bằng 2 liên kết hydro.
→ Phân tử DNA có tỉ lệ G – C càng cao thì số liên kết hydro càng nhiều → độ bền vững càng lớn.
→ Ngược lại, phân tử có tỉ lệ A – T cao thì độ bền vững thấp hơn.
Câu 2 trang 8
Đề bài: Kẻ và hoàn thành bảng tóm tắt quá trình tái bản DNA vào vở theo mẫu.
Lời giải:
| Nội dung | Tóm tắt |
|---|---|
| Nguyên tắc tái bản | Nguyên tắc bổ sung (A – T, G – C) và nguyên tắc bán bảo toàn |
| Diễn biến | (1) Khởi đầu sao chép: Protein và enzyme liên kết vào điểm Ori, tách DNA thành 2 mạch đơn tạo chạc chữ Y. RNA polymerase tổng hợp đoạn mồi.
(2) Tổng hợp mạch mới: DNA polymerase gắn nucleotide vào đầu 3′ của mồi theo NTBS. Một mạch tổng hợp liên tục, mạch còn lại tổng hợp gián đoạn thành các đoạn Okazaki. DNA polymerase loại bỏ đoạn mồi, ligase nối các đoạn Okazaki. |
| Kết quả | Từ 1 phân tử DNA mẹ tạo ra 2 phân tử DNA con giống nhau và giống DNA mẹ; mỗi phân tử con có 1 mạch cũ + 1 mạch mới. |
| Ý nghĩa | Đảm bảo thông tin di truyền được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể. |
Câu 3 trang 8
Đề bài: Nhiều enzyme và protein tham gia vào bộ máy tái bản DNA ở vi khuẩn khác biệt với các enzyme và protein cùng loại ở tế bào người. Dựa vào thông tin trên, hãy đề xuất hướng sản xuất thuốc trị bệnh nhiễm khuẩn ở người giúp giảm tác dụng không mong muốn của thuốc kháng sinh.
Lời giải:
Hướng đề xuất: Sản xuất thuốc kháng sinh nhắm trúng đích vào các enzyme và protein đặc thù của bộ máy tái bản DNA ở vi khuẩn (những enzyme/protein không có ở tế bào người).
Giải thích:
- Vì các enzyme và protein tái bản DNA ở vi khuẩn khác biệt với ở người → thuốc chỉ ức chế quá trình tái bản DNA của vi khuẩn, khiến vi khuẩn không nhân lên và bị tiêu diệt.
- Đồng thời, thuốc không tác động lên enzyme và protein tái bản DNA của tế bào người → giảm tác dụng phụ không mong muốn cho người bệnh.
→ Đây là hướng đi giúp thuốc kháng sinh vừa hiệu quả trong điều trị nhiễm khuẩn, vừa an toàn hơn cho người sử dụng.
Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú