Để nghiên cứu tốc độ tích lũy đột biến thay thế nucleotide trên gene, các nhà khoa học đã so sánh trình tự nucleotide ở vùng đầu (chứa trình tự nucleotide mã hóa tín hiệu nhận biết và tiến hành dịch mã của ribosome) của 149 gene của E. coli. Một phần kết quả nghiên cứu được thể hiện trên hình bên.

a.   Mạch DNA của các gene trên hình bên là mạch khuôn hay mạch không làm khuôn trong quá trình phiên mã?

b.   Hãy viết trình tự một bộ ba mã hóa bảo thủ nhất trong đoạn trình tự ở hình bên. Chức năng của chúng là gì? Tại sao chúng được bảo tồn trong quá trình tiến hóa?

a.

-  Ba mô hình giải thích cơ chế tái bản DNA: Bán bảo toàn, bảo toàn và phân tán.

-  Thế hệ 1: chỉ có 1 băng DNA trung gian, nên loại bỏ mô hình bảo toàn. Thế hệ 2: có 2 băng DNA (nhẹ và trung gian) => loại bỏ mô hình phân tán

-Từ đó kết luận: DNA tái bản theo mô hình bán bảo toàn.

b. - Thế hệ 1: Băng DNA trung gian tạo thành từ các phân tử DNA lai (N14-N15 )

-  Do môi trường nuôi vi khuẩn từ thế hệ 1 trở đi chỉ có N14 làm nguồn vật liệu tổng hợp DNA => sau mỗi thế hệ tỷ lệ này giảm một nửa.

-  Thế hệ 2: DNA trung gian giảm còn 1/2.

-  Thế hệ 3: DNA trung gian giảm còn 1/4.

-  Tỷ lệ phân tử DNA nhẹ (N14- N14) tăng lên sau mỗi thế hệ => Tỷ lệ băng DNA trung gian giảm dần sau mỗi thế hệ.

c. - Tỷ lệ các băng DNA thu được ở các thế hệ:

+ Thế hệ 0: 100% băng nhẹ.

+ Thế hệ 1: 100% băng trung gian.

+ Thế hệ 2: 50% băng trung gian: 50% băng DNA nặng. + Thế hệ 3: 25% băng trung gian: 75% băng           DNA nặng

-  Từ kết quả của phép lai 1: Khi lai hai dòng ruồi thuần chủng đều có mắt đỏ tươi với nhau, đời con F1 đều thu được 100% cá thể có màu mắt kiểu dại => màu mắt của ruồi giấm do hai gen tương tác kiểu bổ trợ. - Từ kết quả của phép lai 2 ta thấy có sự phân ly không đồng đều ở hai giới => có sự di truyền liên kết giới tính. Khi lai con cái thuộc dòng II với con đực thuộc dòng I cho ra đời con có tất cả các con cái đều có màu mắt kiểu dại còn các con đực đều có mắt đỏ tươi => hiện tượng di truyền chéo. - Một trong hai gen quy định tính trạng phải nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X tại vùng không tương đồng với Y, gen còn lại nằm trên NST thường (vì nếu cả hai gen cùng nằm trên vùng tương đồng của cặp NST XY hoặc cùng nằm trên NST X tại vùng không tương đồng với Y thì sẽ không thu được kết quả như phép lai). - Từ kết quả của phép lai 1 => alen đột biến gây màu mắt đỏ tươi ở dòng I phải nằm trên NST thường. Lý do là nếu alen lặn nằm trên NST giới tính X thì tất cả các con đực sẽ có mắt màu đỏ tươi. - Từ kết quả của phép lai 2 ta thấy gen lặn quy định màu mắt đỏ tươi phải nằm trên NST X vì tất cả các con đực đều có màu mắt đỏ tươi (có hiện tượng di truyền chéo). - Tổng hợp kết quả của cả phép lai 1 và 2, ta có sơ đồ lai chứng minh như sau:

Phép lai 1: P ♀ I (đỏ tươi) ×                      ♂ II (đỏ tươi)

AAX^bY                             aaX^BX

F1:                     ♀ 1AaX^BX^b : ♂ 1AaX^BY

100% Mắt kiểu dại

Phép lai 2: P ♀ II (đỏ tươi)                  ×                     ♂ I (đỏ tươi)

aaX^BY                                         AAX^bX^b

F1:                 ♀ 1AaX^BX^b            : ♂ 1AaX^bY

♀ 100% Mắt kiểu dại : ♂ 100% Mắt đỏ tươi