Giải SGK Sinh học 12 CD Bài 1. Gene và sự tái bản DNA có đáp án

Nhờ các cơ chế phân tử gồm tái bản DNA, phiên mã và dịch mã mà nhiều tính trạng ở sinh vật có thể được di truyền qua các thế hệ: Nhờ cơ chế tái bản DNA, thông tin di truyền trên gene được truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể. Sau đó, thông tin di truyền trên gene được biểu hiện thành tính trạng nhờ quá trình phiên mã và dịch mã.

DNA có cấu trúc phù hợp với chức năng là vật chất di truyền:

- Những đặc điểm cấu trúc giúp DNA thực hiện 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.

+ Cấu trúc của DNA đảm bảo cho sự duy trì ổn định của thông tin di truyền trong tế bào và cơ thể nhờ các đặc điểm như: 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 giúp DNA thực hiện chức năng truyền 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.

- Những đặc điểm cấu trúc giúp DNA thực hiện chức năng biểu hiện thông tin di truyền: DNA là cấu trúc mang gene. Thông tin di truyền trong gene được biểu hiện thành tính trạng nhờ cơ chế phiên mã và dịch mã.

- Những đặc điểm cấu trúc giúp DNA thực hiện chức năng tạo biến dị: Trình tự nucleotide của DNA có khả năng biến đổi dẫn đến sự thay đổi thông tin di truyền, tạo nên biến dị ở sinh vật.

- Thành phần cấu trúc của gene có vai trò xác định vị trí bắt đầu tổng hợp RNA là: Vùng điều hòa. Vùng điều hòa chứa trình tự khởi động cần thiết cho sự khởi đầu tổng hợp RNA.

- Thành phần cấu trúc của gene có vai trò xác định vị trí kết thúc tổng hợp RNA là: Vùng kết thúc. Vùng kết thúc mang tín hiệu kết thúc quá trình tổng hợp RNA.

- Dựa vào cấu trúc vùng mã hóa, gene được chia thành gene không phân mảnh và gene phân mảnh.

- Dựa vào chức năng, các gene được phân loại thành gene cấu trúc và gene điều hòa.

+ Gene cấu trúc là gene mã hóa protein có vai trò hình thành cấu trúc hoặc thực hiện một chức năng khác nhưng không có chức năng điều hòa.

+ Gene điều hòa là gene mã hóa protein có chức năng điều hòa hoạt động của gene cấu trúc.

- Tái bản DNA diễn ra theo những nguyên tắc sau:

+ Nguyên tắc bổ sung: Để tổng hợp mạch DNA mới, các nucleotide ở mạch khuôn liên kết với các nucleotide tự do trong môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T hay ngược lại, G liên kết với C hay ngược lại.

+ Nguyên tắc bán bảo toàn: Trong mỗi DNA con có một mạch của DNA mẹ (mạch cũ), mạch còn lại được tổng hợp mới.

- Sản phẩm của quá trình tái bản DNA: Từ 1 phân tử DNA mẹ qua 1 lần tái bản sẽ tạo 2 phân tử DNA con giống nhau và giống DNA mẹ ban đầu.