Lời giải bài tập Sinh học lớp 12 Bài 1: DNA và cơ chế tái bản DNA sách Kết nối tri thức hay, ngắn gọn sẽ giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Sinh học 12. Mời các bạn đón xem:
Giải bài tập Sinh học 12 Bài 1: DNA và cơ chế tái bản DNA
Lời giải:
Một phân tử hữu cơ cần có đặc điểm cấu trúc như sau để có thể đảm nhận chức năng của một vật chất di truyền:
- Được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân nên có đủ thông tin quy định các tính trạng của sinh vật.
- Cấu trúc theo NTBS nên thông tin di truyền được truyền từ gene đến protein qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Dừng lại và suy ngẫm (trang 6)
Câu hỏi 1 trang 6 Sinh học 12: Nêu đặc điểm cấu trúc phù hợp với chức năng của DNA?
Lời giải:
Những đặc điểm về cấu trúc của phân tử ADN phù hợp với chức năng:
- Trên mỗi mạch đơn của phân tử ADN, các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền vững.
- Trên mạch kép các cặp nucleotide lên kết với nhau bằng liên kết hidro giữa các cặp bazơ nitơ bổ sung. Tuy lên kết hidro không bền nhưng số lượng liên kết lại rất lớn nên đảm bảo cấu trúc không gian của ADN được ổn định và dễ dàng cắt đứt trong quá trình tự sao.
- Nhờ các cặp nucleotide liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung đã tạo cho chiều rộng ADN ổn định, các vòng xoắn của ADN dễ dàng liên kết với protein tạo cho cấu trúc ADN ổn định, thông tin di truyền được điều hòa.
- Từ 4 loại nucleotide, do cách sắp xếp khác nhau đã tạo nên tính đặc trưng và đa dạng của các phân tử ADN ở các loài sinh vật.
Lời giải:
Protein tạo nên các tính trạng của sinh vật nhưng không thể đảm nhận chức năng của một vật chất di truyền vì protein không được cấu tạo theo nguyên tắc bổ sung nên thông tin di truyền không thể truyền từ gene đến protein qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Dừng lại và suy ngẫm (trang 8)
Lời giải:
Nhờ các cặp nucleotide liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung: A-T và G-C đã tạo cho chiều rộng ADN ổn định, các vòng xoắn của ADN dễ dàng liên kết với protein tạo cho cấu trúc ADN ổn định, thông tin di truyền được điều hòa.
Lời giải:
Quá trình nhân đôi DNA:
- Tháo xoắn ADN và tạo chạc ba sao chép. Dưới sự tác dụng của các enzim tháo xoắn, thì 2 mạch đơn của ADN phân tách nhau dần tạo nên chạc ba tái bản và để lộ ra hai mạch khuôn. Tại đây thì enzim tháo xoắn chia thành hai loại là gyrase và helicase. Gyraza hay còn có tên gọi khác là topoisomerase mang chức năng làm duỗi thẳng phân tử ADN (chuyển ADN từ cấu trúc mạch xoắn thành ADN có cấu trúc mạch thẳng). Helicase là enzim làm đứt gãy các liên kết hiđrô và tách 2 mạch của phân tử ADN thành 2 mảnh.
- Các mạch ADN được tổng hợp mới. Enzim ADN polymerase sử dụng các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào để tổng hợp 2 mạch bổ sung trên 2 mạch khuôn dựa trên nguyên tắc bổ sung (NTBS). Vì ADN polymerase chỉ có thể gắn nucleotide vào nhóm 3'-OH mà không thể gắn vào các chỗ khác nên: Trên mạch khuôn mang chiều 3'-5', mạch bổ sung được liên tục tổng hợp, theo chiều 5'-3' hướng đến chạc sao chép thứ ba. Trên mạch khuôn 5'-3', mạch bổ sung được tổng hợp gián đoạn theo chiều 5'-3' (xa dần chạc ba sao chép) tạo ra các đoạn okazaki ngắn, các đoạn này được kết hợp lại với nhau nhờ enzim ADN ligaza (các đoạn okazaki dài khoảng 1000-2000 nucleotide).
- Quá trình tạo thành hai phân tử DNA. Sau khi kết thúc hai bước trên thì 2 phân tử DNA com sẽ được hình thành qua các bước: Sau khi kết hợp trùng khớp được tất cả các base lại với nhau (A – T, C – G) thì Enzyme exonuclease dần xóa bỏ các đoạn mồi và những nucleotide được xem là lấp đầy vào các vị trí tương ứng. Enzyme DNA ligase đóng trình tự DNA, tạo thành hai sợi kép nối liền liên tục. Quá trình sao chép kết thúc thì 2 phân tử DNA con vừa được tạo thành tự động chuyển về dạng chuỗi xoắn kép mang cấu trúc giống y hệt DNA mẹ.
Luyện tập và vận dụng (trang 8)
Lời giải:
Tỉ lệ các cặp G-C và T-A trong phân tử DNA có ảnh hưởng đến độ bền vững của phân tử DNA vì G-C liên kết với nhau bằng 3 liên kết hidro, T-A liên kết với nhau bằng 2 liên kết hidro nên nếu tỉ lệ G-C càng nhiều thì phân tử DNA càng bền vững hơn và ngược lại.
| Nơi diễn ra | ? |
| Nguyên tắc tái bản | ? |
| Diễn biến | ? |
| Kết quả | ? |
| Ý nghĩa | ? |
Lời giải:
* Nơi diễn ra
Quá trình nhân đôi ADN diễn ra ở pha S kì trung gian của chu kì tế bào, trong nhân tế bào, ADN ty thể, lục lạp hay tế bào chất.
Nguyên tắc tái bản
Nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc bán bảo toàn, nguyên tắc khuôn mẫu.
* Diễn biến
- Tháo xoắn ADN và tạo chạc ba sao chép. Dưới sự tác dụng của các enzim tháo xoắn, thì 2 mạch đơn của ADN phân tách nhau dần tạo nên chạc ba tái bản và để lộ ra hai mạch khuôn. Tại đây thì enzim tháo xoắn chia thành hai loại là gyrase và helicase. Gyraza hay còn có tên gọi khác là topoisomerase mang chức năng làm duỗi thẳng phân tử ADN (chuyển ADN từ cấu trúc mạch xoắn thành ADN có cấu trúc mạch thẳng). Helicase là enzim làm đứt gãy các liên kết hiđrô và tách 2 mạch của phân tử ADN thành 2 mảnh.
- Các mạch ADN được tổng hợp mới. Enzim ADN polymerase sử dụng các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào để tổng hợp 2 mạch bổ sung trên 2 mạch khuôn dựa trên nguyên tắc bổ sung (NTBS). Vì ADN polymerase chỉ có thể gắn nucleotide vào nhóm 3'-OH mà không thể gắn vào các chỗ khác nên: Trên mạch khuôn mang chiều 3'-5', mạch bổ sung được liên tục tổng hợp, theo chiều 5'-3' hướng đến chạc sao chép thứ ba. Trên mạch khuôn 5'-3', mạch bổ sung được tổng hợp gián đoạn theo chiều 5'-3' (xa dần chạc ba sao chép) tạo ra các đoạn okazaki ngắn, các đoạn này được kết hợp lại với nhau nhờ enzim ADN ligaza (các đoạn okazaki dài khoảng 1000-2000 nucleotide).
- Quá trình tạo thành hai phân tử ADN. Sau khi kết thúc hai bước trên thì 2 phân tử ADN com sẽ được hình thành qua các bước: Sau khi kết hợp trùng khớp được tất cả các base lại với nhau (A – T, C – G) thì Enzyme exonuclease dần xóa bỏ các đoạn mồi và những Nucleotit được xem là lấp đầy vào các vị trí tương ứng. Enzyme DNA ligase đóng trình tự ADN, tạo thành hai sợi kép nối liền liên tục. Quá trình sao chép kết thúc thì 2 phân tử ADN con vừa được tạo thành tự động chuyển về dạng chuỗi xoắn kép mang cấu trúc giống y hệt ADN mẹ.
* Kết quả
Từ một phân tử mẹ tạo ra được hai phân tử DNA con giống nhau và giống với phân tử DNA mẹ.
* Ý nghĩa
Ý nghĩa của quá trình nhân đôi ADN là chuẩn bị cho quá trình nhân đôi NST và chuẩn bị cho quá trình phân chia tế bào. Nhân đôi ADN cũng chính là cơ sở khoa học để giải thích cho nguyên nhân về sự giống nhau về mặt di truyền giữa các thế hệ trong gia đình.
Lời giải:
Hướng sản xuất thuốc trị bệnh nhiễm khuẩn ở người, giảm thiểu tối đa tác dụng không mong muốn của thuốc kháng sinh: làm bất hoạt enzyme tham gia quá trình nhân đôi DNA ở vi khuẩn.
Xem thêm các bài giải bài tập Sinh học 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 1. DNA và cơ chế tái bản DNA
Bài 2. Gene, quá trình truyền đạt thông tin di truyền và hệ gene
Bài 3. Điều hòa biểu hiện gene
Bài 6. Thực hành: Tách chiết DNA
Lý thuyết Bài 1: DNA và cơ chế tái bản DNA
Chức năng của DNA là gì?
DNA có chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
Đặc điểm cấu trúc của DNA phù hợp với chức năng như sau:
- DNA được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân, gồm 4 loại đơn phân là các nucleotide A, T, G và C. Các đơn phân này dùng như các "chữ cái" có thể "ghi mã" đủ mọi thông tin di truyền về cấu trúc và chức năng của tế bào.
- DNA được cấu trúc kiểu chuỗi xoắn kép nên có cấu trúc bền vững, đảm bảo thông tin di truyền được bảo quản tí bị hư hỏng.
- Các nucleotide có khả năng liên kết theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) nên thông tin trong DNA có thể được truyền đạt sang mRNA qua quá trình phiên mã và từ mRNA được dịch mã thành các phân tử protein.
- Sự kết hợp đặc hiệu A-T và G-C trong quá trình tái bản DNA đảo bảo cho thông tin di truyền trong DNA được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
DNA tái bản như thế nào?
Quá trình tái bản DNA được bắt đầu từ một điểm nhất định gọi là điểm khởi đầu sao chép (Ori) và tiền hành theo hai hướng ngược nhau tạo nên một đơn vị tái bản. Quá trình tái bản DNA có thể chia thành hai giai đoạn: khởi đầu sao chép và tổng hợp mạch mới.
Khởi đầu sao chép:
Một số protein và enzyme liên kết vào Ori và tách DNA thành hai mạch đơn ở cả hai phía của điểm khởi đầu sao chép tạo nên chạc sao chép hình chữ Y. Sau đó, enzyme RNA polymerase sử dụng mạch DNA làm khuôn tổng hợp nên đoạn RNA ngắn được gọi là đoạn mồi, cung cấp đầu 3'-OH cho enzyme DNA polymerase tổng hợp mạch mới.
Tổng hợp mạch mới:
Tại mỗi chạc sao chép, các mạch DNA được tách thành hai mạch đơn đến đâu thì enzyme DNA polymerase tổng hợp mạch mới đến đó. Mạch mới được kéo dài bằng cách gắn thêm nucleotide vào đầu 3' của đoạn RNA mồi theo NTBS A- T, G-C với mạch khuôn.
Vì DNA được cấu tạo từ hai mạch ngược chiều nhau và D N được tách thành hai mạch đơn đến đâu được enzyme DNA polymerase tổng hợp các mạch mới theo cùng một chiều 5' →3' nên một trong hai mạch mới được tổng hợp liên tục (mạch liên tục), trong khi mạch mới còn lại được tổng hợp thành từng đoạn ngắn gọi là Okazaki.
Sau khi các đoạn Okazaki được tổng hợp, enzyme DNA polymerase tiến hành loại bỏ đoạn mồi và tổng hợp đoạn DNA thay thế. Tiếp đến, một loại enzyme nối sẽ gắn các đoạn Okazaki lại với nhau.
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
© 2021 Vietjack. All Rights Reserved.
