1 gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN thầy nguyễn duy khánh

1 Phần năm DI TRUYỀN HỌC Chương I CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Bài 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ Q TRÌNH NHÂN ĐƠI ADN Thầy Ngũn Duy Khánh SĐT: 0988222106 I Lí thuyết trọng tâm I ADN và Gen Cấu trúc và chức của ADN - ADN đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân gồm loại nucleotit: A, T, G, X (1 nuclêôtit dài 3,4Ao) - Phân tử ADN mạch kép:  Là chuỗi xoắn kép cấu tạo theo nguyên tắc bổ sung: A mạch liên kết với T mạch liên kết hiđrô ngược lại, G mạch liên kết với X mạch liên kết hiđrô ngược lại  % A + %G = 50% A=T G=X A+G T+X =1 Mạch 3' A1 T1 G1 X1 5' Mạch 5' T2 A2 X2 G2 3' A = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2 = T2 G = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2 = X2  Mỗi vịng xoắn có 10 cặp nuclêơtit dài 34Ao, đường kính vịng xoắn 2nm SINH HỌC 4.0 – Thầy Nguyễn Duy Khánh Đởi đơn vị: 1mm = 103µm = 106nm = 107Ao - ADN vật chất di truyền cấp độ phân tử tất cả các loài sinh vật  Ở sinh vật nhân sơ (tế bào khơng có màng nhân bao quanh vật chất di truyền, ví dụ vi khuẩn): Vùng nhân chỉ có phân tử ADN kép, mạch vịng, kích thước nhỏ Một sớ vi kh̉n chứa thêm các plasmit các phân tử ADN mạch kép, vịng, kích thước nhỏ  Ở sinh vật nhân thực (tế bào có màng nhân bao quanh vật chất di truyền): Trong nhân tế bào có nhiều phân tử ADN kép, mạch thẳng, kích thước lớn Trong tế bào chất có các bào quan ti thể, lục lạp có phân tử ADN kép, mạch vịng, kích thước nhỏ vi khuẩn  Hàm lượng ADN nhân tế bào sinh vật nhân chuẩn ADN vùng nhân của sinh vật nhân sơ đại lượng ổn định đặc trưng cho loài, sẽ phân chia đồng đều cho tế bào quá trình phân bào ADN tế bào chất của sinh vật nhân chuẩn plasmit vi khuẩn có hàm lượng khơng ổn định, có sự thay đổi phân chia không đều cho các tế bào thực hiện quá trình phân bào Gen - Khái niệm: Gen đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hoá sản phẩm định (ARN, chuỗi pôlipeptit của phân tử prôtêin) - Phân loại: Dựa vào chức có loại gen gen cấu trúc gen chức Gen I Gen II Gen III Gen IV II Mã di truyền - Mã di truyền trình tự xếp các nucleotit gen quy định trình tự xếp axit amin chuỗi polipeptit - Các tính chất của mã di truyền  Mã di truyền mã ba, cứ nucleotit quy định axit amin SINH HỌC 4.0 – Thầy Nguyễn Duy Khánh Có 64 ba khơng mã hóa axit amin mà làm nhiệm vụ kết thúc dịch mã (5'UAA3', 5'UAG3', 5'UGA3'), ba - 5'AUG3' vừa làm nhiệm vụ mở đầu, vừa làm nhiệm vụ mã hóa cho axit amin Mêtiơnin sinh vật nhân thực, axit amin Foocmin Mêtiônin sinh vật nhân sơ  Mã di truyền đọc liên tục từ điểm xác định theo ba nucleotit mà không gối lên (đọc từ đầu 5' đến hết đầu 3' phân tử mARN  Mã di trùn có tính phổ biến, tất cả các lồi đều có mã di trùn giớng trừ vài ngoại lệ → phản ánh nguồn gốc chung của sinh giới  Mã di trùn có tính đặc hiệu: Một loại ba chỉ mã hóa cho axit  Mã di trùn có tính thối hóa: Một axit amin nhiều ba quy định, trừ ba AUG (Metionin) UGG (trypophan) III Quá trình nhân đơi ADN - Vị trí diễn ra: Nơi ADN tồn nơi có quá trình nhân đơi ADN - Thời gian: Quá trình nhân đôi ADN nhân tế bào diễn kì trung gian (pha S) của nguyên phân, giảm phân ADN vùng nhân của vi khuẩn nhân tế bào chuẩn bị phân bào ADN ti thể, lục lạp plasmit nhân lên độc lập với ADN nhân/vùng nhân - Diễn biến: bước:  Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN: Nhờ enzim tháo xoắn, mạch đơn của phân từ ADN tách dần tạo nên chạc hình chữ Y để lộ hai mạch khuôn  Bước 2: Tổng hợp mạch ADN mới: Enzim ADN pôlimêraza xúc tác hình thành mạch đơn theo chiều 5' - 3' (ngược chiều với mạch làm khuôn) Các nuclêôtit của môi trường nội bào liên kết với nuclêôtit của mạch làm khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A=T; G≡X) Trong chạc tái bản: + Trên mạch khuôn 3' - 5', mạch tổng hợp liên tục + Trên mạch khuôn 5' - 3', mạch tổng hợp gián đoạn tạo nên các đoạn ngắn (đoạn Okazaki) Trong đó: SINH HỌC 4.0 – Thầy Nguyễn Duy Khánh + Mạch tổng hợp liên tục theo chiều 5' đến 3' cùng chiều trượt enzim tháo xoắn + Mạch tổng hợp không liên tục theo chiều 5' đến 3' ngược chiều trượt enzim tháo xoắn Sau các đoạn Okazaki nới lại với nhờ enzim nối ligaza  Bước 3: Tạo hai phân tử ADN con: Các mạch tổng hợp đến đâu thì mạch đơn xoắn đến tạo thành phân tử ADN con, có mạch tổng hợp mạch của ADN mẹ ban đầu - Nguyên tắc:  Nguyên tắc bổ sung: Các nuclêôtit tự của môi trường nội bào quá trình lắp ráp tạo mạch ADN bắt cặp với các nuclêôtit mạch khuôn của ADN mẹ theo nguyên tắc bổ sung (A=T; G≡X) Nguyên tắc bổ sung thể hiện tồn các vị trí nuclêơtit của phân tử ADN Các gen phân tử ADN có sớ lần nhân đôi  Nguyên tắc khuôn mẫu: Trình tự xếp của các nuclêôtit mạch khuôn ADN mẹ làm khuôn để các nuclêôtit tự của môi trường nội bào lắp ráp theo trật tự đã định hướng sẵn  Nguyên tắc bán bảo toàn: Mỗi phân tử ADN tạo có mạch tổng hợp, mạch lấy từ ADN mẹ Từ phân tử ADN, qua k lần nhân đôi sẽ tạo 2k phân tử ADN II Câu hỏi lí thuyết và bài tập vận dụng Câu hỏi ngắn Câu 1: Cơ sở vật chất di truyền cấp độ phân tử là: Axit nuclêic Câu 2: Trong các loại nuclêôtit tham gia cấu tạo nên ADN khơng có loại: Uraxin(U) Câu 3: Trong các loại nuclêơtit tham gia cấu tạo nên ARN khơng có loại: Timin(T) Câu 4: Một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hoá cho chuỗi pôlipeptit hay phân tử ARN gọi là: gen Câu 5: Bản chất của mã di truyền : trình tự xếp các nulêôtit gen quy định trình tự xếp các axit amin prôtêin Câu 6: Mã di truyền là: mã ba, tức cứ ba nuclêôtit xác định loại axit amin Câu 7: Trong mã di truyền có 64 ba mã hóa cho axit amin là: 61 Câu 8: Mã di truyền có ba mở đầu là: AUG Câu 9: Mã di truyền có các ba kết thúc quá trình dịch mã là: UAA, UAG, UGA Câu 10: Các ba mã hóa axit amin khác bởi: sớ lượng, thành phần trật tự các nuclêôtit Câu 11: Mã di trùn có tính đặc hiệu, tức là: ba mã hoá chỉ mã hoá cho loại axit amin Câu 12: Mã di trùn có tính thối, tức là: nhiều ba cùng xác định axit amin Câu 13: Mã di trùn có tính phổ biến, tức là: tất cả các loài đều dùng chung mã di truyền Câu 14: Nhiều ba cùng xác định axit amin, điều biểu hiện đặc điểm gì của mã di trùn? Mã di trùn có tính thoái hóa Câu 15: Tất cả các lồi sinh vật đều có chung mã di truyền, trừ vài ngoại lệ, điều biểu hiện đặc điểm gì của mã di trùn? Mã di trùn có tính phổ biến Câu 16: Một ba mã hoá chỉ mã hoá cho loại axit amin, điều biểu hiện đặc điểm gì của mã di truyền? Mã di truyền có tính đặc hiệu Câu 17: Các đặc điểm của mã di truyền: Mã di truyền mã ba, phổ biến, đặc hiệu, thoái hoá Câu 18: Quá trình nhân đôi ADN thực hiện theo nguyên tắc gì? Nguyên tắc bổ sung nguyên tắc bán bảo toàn Câu 19: Trong quá trình nhân đôi ADN, vì chạc tái bản có mạch tổng hợp liên tục mạch tổng hợp gián đoạn? Vì enzim ADN polimeraza chỉ tổng hợp mạch theo chiều 5’→3’ Câu 20: Trong quá trình nhân đôi mạch đơn tổng hợp liên tục mạch khuôn: A 3’→ 5’ SINH HỌC 4.0 – Thầy Nguyễn Duy Khánh Câu 21: Trong quá trình nhân đôi mạch đơn tổng hợp không liên tục mạch khuôn: 5’→ 3’ Câu 22: Mỗi ADN sau nhân đơi đều có mạch của ADN mẹ, mạch cịn lại hình thành từ các nuclêơtit tự Đây sở của nguyên tắc: bán bảo toàn Câu 23: Vai trị của enzim ADN pơlimeraza quá trình nhân đôi ADN là: lắp ráp các nuclêôtit tự theo nguyên tắc bổ sung với mạch khuôn của ADN Câu 24: Trong nhân đôi ADN, enzim tham gia trượt mạch khuôn để tổng hợp mạch mới? ADN pôlimeraza Câu 25: Trong quá trình nhân đôi ADN, các đoạn Okazaki nối lại với thành mạch liên tục nhờ enzim nới, enzim nới là: ADN ligaza Câu 26: Ý nghĩa của quá trình nhân đôi ADN là: sở của sự tự nhân đôi nhiễm sắc thể Câu 27: Trong chu kỳ tế bào, sự nhân đơi ADN diễn ở: kì trung gian Câu 28: Trong quá trình nhân đôi, enzim ADN polimeraza di chuyển mạch khuôn của ADN: Luôn theo chiều từ 3’ đến 5’ Câu 29: Các mạch đơn tổng hợp quá trình nhân đôi của phân tử ADN hình thành theo chiều 5’ đến 3’ Câu hỏi trắc nghiệm Câu 1: Trong tế bào, loại axit nuclêic sau có kích thước lớn nhất? A ADN B mARN C tARN D rARN Câu 2: Trong cấu trúc phân tử của loại axit nuclêic sau đặc trưng nuclêôtit loại timin? A ADN B mARN C rARN D tARN Câu 3: Cặp bazơ nitơ sau khơng có liên kết hidrô bổ sung? A U T B T A C A U D G X Câu 4: Một phân tử ADN vi khuẩn có 20% sớ nuclêơtit loại A Theo lí thuyết, tỉ lệ nuclêơtit loại X của phân tử A 10% B 30% C 20% D 40% Câu 5: Trên mạch thứ của gen có 25% Ađênin, 18% Guanin; mạch thứ hai của gen có 12% Guanin Tỉ lệ % số nuclêôtit loại Timin của gen A 35% B 20% C 45% D 15% Câu 6: Một phân tử ADN có cấu trúc xoắn kép, giả sử phân tử ADN có tỉ lệ (A+T)/(G+X)=1/4 Tỉ lệ nuclêơtit loại G của phân tử ADN A 20% B 40% C 25% D 10% Theo NTBS: A = T; G =X nên tỉ lệ (A+T)/(G+X) = A/G = 1/4 → G = 40% Câu 7: Trong các ba mã di truyền sau đây, ba kết thúc phân tử mARN A 5′GGU3′ B 5′UAA3′ C 3′UGA5′ D 3′AUG5′ Câu 8: Các ba mARN có vai trị quy định tín hiệu kết thúc q trình dịch mã A 3′GAU5′; 3′AAU5′; 3′AUG5′ B 3′UAG5′; 3′UAA5′; 3′AGU5′ C 3′UAG5′; 3′UAA5′; 3′UGA5′ D 3′GAU5′; 3′AAU5′; 3′AGU5′ Câu 9: Ở sinh vật nhân thực, côđon sau mã hóa axit amin mêtiơnin? A 5′UAG3′ B 5′AGU3′ C 5′AUG3′ D 5′UUG3′ Câu 10: Ví dụ sau nói lên tính thoái hóa của mã di trùn? A Bộ ba 5'XGU3', 5'AGA3' cùng quy định tổng hợp Acginin B Bộ ba 5'AUG3' quy định tổng hợp mêtiônin mang tín hiệu mở đầu dịch mã C Bộ ba 5'UXU3' chỉ mang thông tin quy định tổng hợp Xêrin D Bộ ba 5'UAA3' khơng mang thơng tin mã hóa axit amin Câu 11: Phát biểu sau khơng đúng nói về đặc điểm của mã di truyền? A Mã di truyền đặc trưng cho loài sinh vật SINH HỌC 4.0 – Thầy Nguyễn Duy Khánh B Mã di truyền đọc theo chiều C Mã di truyền mã ba D Mã di trùn có tính đặc hiệu tính thối hóa Câu 12: Đặc tính của mã di truyền phản ánh tính thớng của sinh giới? A Tính phổ biến B Tính đặc hiệu C Tính thoái hóa D Tính liên tục Câu 13: Mã di trùn có tính đặc hiệu, tức A mã mở đầu AUG, mã kết thúc UAA, UAG, UGA B ba mã hoá chỉ mã hoá cho loại axit amin C tất cả các loài đều dùng chung mã di truyền D nhiều ba cùng xác định axit amin Câu 14: Chuyển gen tổng hợp insulin của người vào vi khuẩn, tế bào vi khuẩn tổng hợp prôtêin insulin vì mã di trùn có A tính phổ biến B tính đặc hiệu C tính thối hóa D ba kết thúc Câu 15: Axit amin Arg mã hóa ba là: XGU; XGX; XGA; XGG;AGA; AGG Đây đặc điểm của ba mã di truyền? A Tính đặc hiệu B Tính thối hóa C Tính phổ biến D Tính hạn chế Câu 16: Khi nói về bảng mã di truyền, có phát biểu sau đúng? I Các ba đọc liên tục từ đầu 3' đến đầu 5' phân tử mARN II Bộ ba 5'AUG3' có thể xuất hiện nhiều vị trí khác phân tử mARN III Tính phổ biến của mã di truyền đảm bảo tính xác cho quá trình dịch mã IV Tính thoái hóa chỉ đúng với các phân tử mARN mã hóa từ gen nhân, không đúng xét ti thể, lục lạp A B C D Câu 17: Một đoạn phân tử ADN sinh vật nhân thực có trình tự nuclêơtit mạch mang mã gớc 3' AAAXAATGGGGA 5' Trình tự nuclêơtit mạch bổ sung của đoạn ADN A 5' GTTGAAAXXXXT 3' B 5' TTTGTTAXXXXT 3' C 5' AAAGTTAXXGGT 3' D 5' GGXXAATGGGGA 3' Câu 18: Ở cấp độ phân tử, thông tin di truyền truyền từ tế bào mẹ sang tế bào nhờ chế A giảm phân thụ tinh B nhân đôi ADN C phiên mã D dịch mã Câu 19: Khi phân tử ADN nhân đôi để tạo hai phân tử ADN chứa A khơng có ADN mẹ B 25% của ADN mẹ C 50% của ADN mẹ D 75% của ADN mẹ Câu 20: Một gen có chiều dài 4080 A , có sớ nucleotit loại A = 20% tổng số nucleotit của gen Mạch của gen có A = 25%, mạch có X = 40% tổng số nucleotit của mạch Số lượng nucleotit mạch của gen A 135A, 225T, 180X, 360G B 225T, 135A, 360X, 180G C 180A, 300T, 240X, 480G D 300A, 180T, 240X, 480G Câu 21: Một phân tử mARN dài 2040 A tách từ vi khuẩn E.coli có tỉ lệ loại mucleotit A, G, U X 20%, 15%, 40% 25% Người ta sử dụng phân tử mARN làm khn để tổng hợp nhân tạo đoạn ADN có chiều dài chiều dài phân tử mARN Tính theo lí thuyết, sớ lượng nucleotit loại cần phải cung cấp cho trình tổng hợp đoạn ADN A G = X = 280, A = T = 320 B G = X = 240, A = T = 360 C G = X = 480, A = T = 720 D G = X = 360, A = T = 240 SINH HỌC 4.0 – Thầy Nguyễn Duy Khánh ... gì của mã di truyền? Mã di trùn có tính đặc hiệu Câu 17 : Các đặc điểm của mã di truyền: Mã di truyền mã ba, phổ biến, đặc hiệu, thoái hoá Câu 18 : Quá trình nhân đôi ADN thực... (Metionin) UGG (trypophan) III Quá trình nhân đơi ADN - Vị trí di? ?̃n ra: Nơi ADN tồn nơi có quá trình nhân đơi ADN - Thời gian: Quá trình nhân đôi ADN nhân tế bào di? ?̃n kì trung gian (pha S)... Mã di truyền là: mã ba, tức cứ ba nuclêôtit xác định loại axit amin Câu 7: Trong mã di truyền có 64 ba mã hóa cho axit amin là: 61 Câu 8: Mã di truyền có ba mở đầu là: AUG Câu 9: Mã