Trả lời nhanh
Bài 15 Sinh học 12 là bài ôn tập, xoay quanh một chuỗi suy luận: mạch khuôn → mARN → bộ ba mã hoá → axit amin. Chỉ cần nhớ nguyên tắc bổ sung A–U, T–A, G–X, hai mạch đối song song và cách dùng bảng mã di truyền là giải được hầu hết câu. Với đột biến, thêm hoặc mất nucleotide làm lệch khung đọc nên hậu quả nặng hơn thay thế. Thể ba của loài 2n = 10 có tối đa 5 loại.
Kiến thức cần nhớ trước khi làm bài
- Nguyên tắc bổ sung: khi phiên mã, A (mạch khuôn) – U (mARN), T – A, G – X, X – G. Giữa hai mạch ADN thì A–T, G–X.
- Đối song song: mạch khuôn đọc 3’→5′ thì mARN được tổng hợp theo chiều 5’→3′. Đây là chỗ học sinh hay viết ngược chiều.
- Codon – anticodon: bộ ba đối mã của tARN bổ sung với codon trên mARN và cũng đối song song với codon (codon 5’–AUG–3′ ghép với anticodon 3’–UAX–5′).
- Bảng mã: có 64 bộ ba, 61 bộ ba mã hoá axit amin, 3 bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA). AUG vừa mở đầu vừa mã hoá Met. Mã di truyền có tính thoái hoá nên nhiều codon cùng mã hoá một axit amin.
- Đột biến gen: thay thế cặp nucleotide thường chỉ ảnh hưởng một codon; thêm hoặc mất cặp nucleotide gây dịch khung.
Câu 1: Mạch khuôn 3’… TATGGGXATGTAATGGGX …5′
a) Mạch bổ sung và mARN. Ghép từng nucleotide của mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung:
- Mạch bổ sung của gen: 5’… ATAXXXGTAXATTAXXXG …3′
- mARN: 5’… AUAXXXGUAXAUUAXXXG …3′ (giống mạch bổ sung, chỉ thay T bằng U)
b) Số codon. Đoạn có 18 nucleotide, 18 : 3 = 6 codon: AUA – XXX – GUA – XAU – UAX – XXG.
c) Bộ ba đối mã tương ứng (viết theo chiều 3’→5′): UAU, GGG, XAU, GUA, AUG, GGX.
Mẹo: mARN giống mạch bổ sung nên có thể viết mARN trước, rồi lấy bổ sung từng codon để ra anticodon. Nếu đề bảo viết anticodon theo 5’→3′ thì đảo ngược lại, ví dụ UAU thành 5’–UAU–3′ (vì đối xứng), còn XAU thành 5’–UAG–3′.
Câu 2: Dùng bảng mã di truyền
- a) Glixin (Gly) do 4 codon mã hoá: GGU, GGX, GGA, GGG.
- b) Lizin (Lys) có 2 codon: AAA và AAG. Bộ ba đối mã tương ứng là UUU (với AAA) và UUX (với AAG), viết theo chiều 3’→5′.
- c) Codon AAG được dịch mã thành lizin (Lys).
Lỗi hay gặp: đọc nhầm hàng, cột của bảng mã. Hãy đọc theo thứ tự nucleotide thứ nhất (hàng), thứ hai (cột), thứ ba (ô nhỏ).
Câu 3: Tìm mạch khuôn của đoạn gen mã hoá Arg–Gly–Ser–Phe–Val–Asp–Arg
Hai mạch của đoạn gen (21 nucleotide, tức 7 bộ ba, khớp với 7 axit amin):
- Mạch 1: –GGXTAGXTGXTTXTTTGGGGA–
- Mạch 2: –XXGATXGAXGAAGAAAXXXXT–
Cách làm. Thử từng mạch với từng chiều, dùng các axit amin dễ nhận ra. Với mạch 1 làm khuôn, mARN sẽ có mã UAG (bộ ba kết thúc) hoặc dãy Pro–Ile–Asp… không khớp. Với mạch 2 làm khuôn, đầu 5′ của gen nằm bên trái, mARN đọc 5’→3′ là:
5’– AGG GGU UUX UUX GUX GAU XGG –3′
Đọc ra Arg – Gly – … – … – Val – Asp – Arg. Các axit amin ở đầu, cuối và giữa (AGG = Arg, GGU = Gly, GUX = Val, GAU = Asp, XGG = Arg) đều khớp. Vì vậy mạch 2 là mạch khuôn.
Chiều của gen:
- Mạch 2 (khuôn): 5’–XXGATXGAXGAAGAAAXXXXT–3′
- Mạch 1 (bổ sung): 3’–GGXTAGXTGXTTXTTTGGGGA–5′
Lưu ý: theo bảng mã chuẩn, hai bộ ba thứ ba và thứ tư đều là UUX (Phe), trong khi đề ghi Ser ở vị trí thứ ba. Chi tiết này không làm thay đổi kết luận vì năm axit amin còn lại đã đủ để chọn mạch khuôn. Nếu gặp đề tương tự, hãy ưu tiên các axit amin chỉ có ít codon (Met, Trp) hoặc các cặp khớp rõ để định hướng.
Câu 4: Đoạn pôlipeptit …Val–Trp–Lys–Pro…
Với Val: GUU; Trp: UGG; Lys: AAG; Pro: XXA:
- a) Cần 4 codon (mỗi axit amin một codon).
- b) Trình tự trên mARN: 5’–GUU UGG AAG XXA–3′.
Đề cho sẵn codon nên không cần tra bảng mã. Chỉ cần ghép theo thứ tự các axit amin và nhớ viết đúng chiều 5’→3′.
Câu 5: Từ mARN đến đột biến gen
mARN: 5’– XAU AAG AAU XUU GX –3′.
a) ADN tạo ra mARN. Mạch khuôn: 3’– GTA TTX TTA GAA XG –5′. Mạch bổ sung: 5’– XAT AAG AAT XTT GX –3′.
b) Bốn axit amin đầu: His – Lys – Asn – Leu.
c) Thay U thứ 3 bằng G: XAU thành XAG. mARN: XAG AAG AAU XUU GX, chuỗi pôlipeptit: Gln – Lys – Asn – Leu. Chỉ axit amin thứ nhất đổi (His thành Gln).
d) Thêm G vào giữa nucleotide thứ 3 và thứ 4: mARN thành XAU G AAG AAU XUU GX, tức đọc lại là XAU GAA GAA UXU UGX, chuỗi pôlipeptit: His – Glu – Glu – Ser – Cys.
e) Đột biến nào nặng hơn? Đột biến thêm một nucleotide. Ở (c), thay thế chỉ làm đổi một codon nên chỉ một axit amin bị thay. Ở (d), thêm nucleotide làm khung đọc lệch một nucleotide, mọi codon từ điểm thêm trở về sau đều đổi, kéo theo gần như toàn bộ axit amin phía sau thay đổi (có thể còn xuất hiện codon kết thúc sớm).
Câu 6: Thể ba của loài 2n = 10
Bộ NST đơn bội n = 5. Thể ba (2n + 1) là dạng thừa 1 NST ở một cặp nào đó. Có 5 cặp NST nên có 5 loại thể ba khác nhau.
Công thức nên nhớ cho loài có bộ NST 2n = 2n (n cặp):
| Dạng đột biến | Kí hiệu | Số loại tối đa | Với n = 5 |
|---|---|---|---|
| Thể một | 2n – 1 | n | 5 |
| Thể ba | 2n + 1 | n | 5 |
| Thể không | 2n – 2 | n | 5 |
| Thể một kép | 2n – 1 – 1 | Cn2 = n(n – 1)/2 | 10 |
| Thể ba kép | 2n + 1 + 1 | Cn2 | 10 |
Lỗi hay gặp: lấy 2n = 10 để tính ra 10 loại. Số loại thể ba chỉ phụ thuộc số cặp NST, tức n.
Phương pháp chung cho dạng bài cơ chế di truyền
- Xác định rõ đề cho mạch nào (khuôn hay bổ sung) và chiều 3’→5′ hay 5’→3′.
- Viết mARN theo chiều 5’→3′, chia thành từng bộ ba, đánh dấu codon mở đầu và kết thúc.
- Tra bảng mã di truyền để xác định axit amin.
- Với đột biến: so sánh trình tự mới với trình tự gốc codon theo codon, xem đột biến thuộc dạng nào (đồng nghĩa, nhầm nghĩa, vô nghĩa, dịch khung).
Bài luyện tập tự đặt
Bài 1. Mạch khuôn của một đoạn gen là 3’– TAX GGA XTT –5′. Viết mARN và chuỗi axit amin.
Đáp án: mARN 5’– AUG XXU GAA –3′; chuỗi axit amin Met – Pro – Glu.
Bài 2. Một loài có 2n = 8. Có tối đa bao nhiêu loại thể một, thể ba kép?
Đáp án: n = 4, thể một có 4 loại; thể ba kép có C42 = 6 loại.
Bài 3. mARN 5’– AUG GGX UUU –3′ (Met – Gly – Phe). Nếu mất nucleotide G thứ tư (thuộc codon thứ hai) thì chuỗi axit amin thay đổi thế nào?
Đáp án: mARN còn AUG GXU UU…, nên codon thứ hai thành GXU (Ala). Từ codon này trở đi khung đọc bị lệch, đây là đột biến dịch khung nên chuỗi từ axit amin thứ hai trở đi đều bị thay đổi.
Luyện thêm các bài cùng chủ đề (chương trình mới)
Nếu bạn muốn rèn thêm về biểu hiện gene, operon Lac và di truyền quần thể, có thể xem các bài sau:
- Ghép thành phần tham gia biểu hiện gene với hình dịch mã
- Chủng E. coli đột biến vùng operator
- Màu mỡ ở thỏ: kiểu gene và môi trường
- Hai quần thể có tần số kiểu gene 0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa
Câu hỏi thường gặp
Khi viết mARN từ mạch khuôn cần chú ý điều gì?
Phải ghép bổ sung A–U, T–A, G–X, X–G và nhớ hai mạch đối song song: mạch khuôn 3'→5' thì mARN viết theo chiều 5'→3'. Sai chiều là lỗi phổ biến nhất.
Vì sao đột biến thêm một nucleotide thường nặng hơn đột biến thay thế?
Thay thế chỉ đổi một codon nên thường ảnh hưởng tối đa một axit amin. Thêm hoặc mất nucleotide làm lệch khung đọc, khiến các codon phía sau đều đổi và có thể xuất hiện codon kết thúc sớm.
Loài 2n = 10 có bao nhiêu loại thể ba?
Có 5 loại, vì loài có n = 5 cặp NST và thể ba (2n + 1) có thể xảy ra ở mỗi cặp. Số loại phụ thuộc n chứ không phải 2n.
Làm sao xác định mạch nào của gen là mạch khuôn khi biết chuỗi axit amin?
Suy ra mARN có thể mã hoá chuỗi axit amin đó từ từng mạch theo từng chiều. Mạch nào cho mARN khớp với các axit amin (không chứa codon kết thúc giữa chừng) thì là mạch khuôn.