Bài 15-16. ADN - ADN và bản chất của gen

BÀI 15 - 16: ADN - ADN VÀ BẢN CHẤT CỦA GEN

I. Lý thuyết

1. Cấu tạo hóa học của phân tử ADN

Cấu tạo hóa học của phân tử ADN

- ADN (axit deoxiribonucleic) là một axit nucleic, cấu tạo từ các nguyên tố: C, H, O, N và P

- Đặc điểm:

+ Đại phân tử

+ Có kích thước lớn

+ Có thể dài tới hàng trăm  (1mm = 103  = 106nm = 107A0)

+ Khối lượng lớn: hàng triệu, hàng chục triệu đơn vị cacbon

- Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân: với đơn phân là nucleotit

- Cấu tạo 1 gồm:

+ 1 phân tử đường (C5H10O4)

+ 1 phân tử axit photphoric (H3PO4)

+ Bazo nito gồm 4 loại: ađenin (A), timin (T), xitozin (X) và guanin (G).

- Các nu chỉ khác nhau ở thành phần bazo nito. Vì vậy, tên nucleotit thường được gọi bằng tên bazo nito.

- Mỗi phân tử ADN gồm hàng vạn, hàng triệu đơn phân.

- ADN có tính đa dạng và đặc thù thể hiện ở: số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nucleotit trong cấu trúc của ADN có thể tạo ra vô số các phân tử ADN khác nhau.

- Tính đa dạng và đặc thù của ADN là cơ sở cho tính đa dạng và đặc thù của các loài sinh vật.

2. Cấu trúc không gian của ADN

Năm 1953, J. Oatxon và F. Crick công bố mô hình cấu trúc không gian của phân tử ADN

- ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch song song xoắn đều quanh một trục:

+ Theo chiều từ trái sang phải (xoắn phải)

+ Ngược chiều kim đồng hồ

- Mỗi chu kì xoắn gồm 10 cặp nu, dài 34A0. Đường kính vòng xoắn là 20A0

- Trong phân tử ADN:

+ Liên kết dọc: trên một mạch đơn các nu liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị: được hình thành giữa

- Giữa hai mạch các nu liên kết với nhau bằng liên kết hidro tạo thành các cặp

+ A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro

+ G liên kết với X bằng 3 liên kết hidro

 tính chất bổ sung của 2 mạch đơn. Khi biết trình tự sắp xếp nu trong mạch này có thể suy ra trình tự nu trong mạch còn lại.

+Trong phân tử ADN có: A = T, G = X

 A + G = T + X 

+ Tỉ số (A + G)/(T + X) các loài khác nhau là khác nhau và đặc trưng cho loài.

3. ADN tự nhân đôi theo những nguyên tắc nào?

- ADN có cấu trúc 2 mạch nucleotit bổ sung cho nhau  có đặc tính quan trọng đó là tự nhân đôi đúng mẫu ban đầu

- Diễn ra tại nhân tế bào, tại NST ở kì trung gian

- Có sự tham gia của enzim và các yếu tố tháo xoắn, tách mạch  mạch ở trạng thái duỗi, liên kết các nucleotit với nhau.

- Diễn biến quá trình nhân đôi:

+ ADN tháo xoắn  2 mạch đơn tác nhau ra

+ Các nu tự do của môi trường liên kết với các nu trên mạch của ADN mẹ theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T và G liên kết với X, ngược lại  hình thành mạch mới

+ Kết thúc: 2 phân tử con đóng xoắn. Được phân chia cho 2 tế bào con nhờ quá trình phân bào

- Quá trình nhân đôi ADN tuân theo 2 nguyên tắc:

+ NTBS:

Mạch mới của ADN con được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của ADN mẹ.

Các nu tự do của môi trường liên kết với nu của mạch khuôn theo NSTBS: A liên kết với T, G liên kết với X và ngược lại

+ Nguyên tắc giữ lại một nửa (bán bảo toàn): trong mỗi ADN có 1 mạch của ADN mẹ, mạch còn lại được tổng hợp mới.

- Ý nghĩa:

+ Nhân đôi ADN là cơ sở nhân đôi NST

+ Hình thành 2 ADN con  chất nền protein  2 cromatit

4. Bản chất của gen

- Gen là một đoạn phân tử ADN có chức năng di truyền xác định.

- Tùy theo chức năng, gen được chia thành nhiều loại. Chủ yếu là gen cấu trúc mang thông tin quy định cấu trúc của một loại protein.

- Hiểu biết về cấu trúc và chức năng của gen  xác lập bản đồ phân bố của gen trên NST

 ý nghĩa trong chọn giống, y học và kĩ thuật di truyền.

5. Chức năng của ADN

Bản chất hóa học của gen là ADN

- Truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.

- Nhân đôi ADN là cơ sở phân tử của hiện tượng di truyền và sinh sản  duy trì đặc tính của từng loài ổn định qua các thế hệ  sự sinh sôi nảy nở của sinh vật liên tục.

II. Hướng dẫn trả lời câu hỏi SGK

Câu 1: Nêu đặc điểm cấu tạo của ADN. 

Hướng dẫn trả lời :

- ADN (axit deoxiribonucleic) là một axit nucleic, cấu tạo từ các nguyên tố: C, H, O, N và P

- Đặc điểm:

+ Đại phân tử

+ Có kích thước lớn

+ Có thể dài tới hàng trăm  (1mm = 103  = 106nm = 107A0)

+ Khối lượng lớn: hàng triệu, hàng chục triệu đơn vị cacbon

- Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân: với đơn phân là nucleotit

- Cấu tạo 1 gồm:

+ 1 phân tử đường (C5H10O4)

+ 1 phân tử axit photphoric (H3PO4)

+ Bazo nito gồm 4 loại: ađenin (A), timin (T), xitozin (X) và guanin (G).

Câu 2: Vì sao ADN có cấu tạo rất đa dạng và đặc thù?

Hướng dẫn trả lời :

- ADN được cấu tạo bởi từ hàng vạn đến hàng triệu nuclêôtit với 4 loại khác nhau là A (Ađeenin), T là (tinin), G là (Guanin) và X là (Xitôzin). Các loại nuclêôtit sắp xếp tạo nên tính đa dạng và tính đặc thù cho ADN

* Tính đa dạng của ADN :

- Bốn loại nuclêôtit A, T, G, X sắp xếp với thành phần, số lượng và trình tự khác nhau tạo nên vô số đoạn ADN ở các cơ thể sinh vật.

* Tính đặc thù :

- Mỗi ADN trong cơ thể sinh vật có thành phần, số lượng và trình tự xác định của các nuclêôtit

Câu 3: Mô tả cấu trúc không gian của ADN. Hệ quả của nguyên tắc bổ sung được thể hiện ở những điểm nào?

Hướng dẫn trả lời :

– Mô tả cấu trúc không gian của ADN: ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch song song, xoắn đều quanh một trục theo chiều từ trái sang phải (xoắn phải). Các nuclêôtit giữa hai mạch liên kết với nhau bằng các liên kết hiđro tạo thành cặp. Mỗi chu kì xoắn cao 34A°, gồm 10 cặp nuclêôtit. Đường kính vòng xoắn là 20A0.

– Hệ quả của nguyên tắc bổ sung được thể hiện ở những điểm sau:

+ Tính chất bổ sung của hai mạch, do đó khi biết trình tự đơn phân cùa một mạch thì suy ra được trình tự các đơn phân của mạch còn lại.

+ Về mặt số lượng và tỉ lệ các loại đơn phân trong ADN:

A = T, G = x=> A + G = T + X

Câu 4: Một đoạn mạch đơn cùa phân tử ADN có trình tự sắp xếp như sau:

A-T-G-X-T-A-G-T-X Hãy viết đoạn mạch đơn bổ sung với nó.

Hướng dẫn trả lời :

Theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T, G liên kêt với X và ngược lại.

\(\rightarrow\)Đoạn mạch đơn bổ sung với nó là: T-A-X-G-A-T-X-A-G

Câu 5: Tính đặc thù của mỗi đoạn ADN do yếu tố nào sau đây quy định?

a)    Số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp cùa các nuclêôtit trong phân tử

b)   Hàm lượng ADN trong nhân tế bào

c)    Tỉ lệ A+T/G+X trong phân tử

d)   Cả b và c

Hướng dẫn trả lời :

Đáp án a

 Câu 6: Theo NTBS thì những trường hợp nào sau đây là đúng?

a)A + G = T + X                                     b) A + T = G + X

c)  A = T; G = X                                     d)A + T + G = A + X + T

Hướng dẫn trả lời :

Theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T, G liên kêt với X và ngược lại. \(\rightarrow\) A = T và G = X

Đáp án a,c, d đúng

Câu 7: Mô tả quá trình tự nhân đôi của ADN.

Hướng dẫn trả lời :

Quá trình tự nhân đôi của ADN diễn ra trong nhân tế bào, tại các NST ở kì trung gian. Lúc này NST ở dạng sợi mảnh dãn xoắn. Quá trình tự nhân đôi của ADN trải qua 4 bước sau :

- Phân tử ADN tháo xoắn

- 2 mạch đơn tách nhau dần dần

- Các nuclêôtit trên mạch đơn sau khi được tách ra lần lượt được liên kết với các nuclêôtit tự do trông môi trường nội bào để dần hình thành mạch mới.

- 2 phân tử ADN con được tạo thành rồi đóng xoắn, phân chia cho hai tế bào con.

Câu 8: Giải thích vì  sao hai ADN con được tạo ra qua cơ chế nhân đôi lại giống ADN mẹ ?

Hướng dẫn trả lời :

Hai ADN con được tạo ra qua cơ chế nhân đôi lại giống ADN mẹ vì ADN con được tạo ra theo nguyên tắc bán bảo toàn, nghĩa là trong mỗi ADN có một mạch là mạch của của ADN mẹ, còn mạch mới được tổng hợp là do sự kết hợp giữa các nuclêôtit lấy từ môi trường nội bào với mạch cũ của ADN mẹ (mạch khuôn) theo NTBS, nghĩa là mạch mới được tạo thành giống hệt mạch cũ còn lại của ADN mẹ

Câu 9: Nêu bản chất hóa học và chức năng của gen.

Hướng dẫn trả lời :

- Gen là một đoạn mạch phân tử ADN có chức năng di truyền xác định.

- Có nhiều loại gen với những chức năng khác nhau. Ví dụ : gen cấu trúc mang thông thin quy định cấu trúc của một loại protein

- Bản chất hóa học của gen là ADN, ADN là nơi lưu trữ thông tin di truyền về cấu trúc protein

Câu 10: Một mạch đơn của phân tử ADN có cấu trúc như sau:

Mạch 1: - A - G - T - X - X - T - 

Mạch 2: - T - X - A - G - G - A - 

Viết cấu trúc của ADN con được tạo thành sau khi đoạn mạch ADN mẹ nói trên kết thúc quá trình tự nhân đôi.

Hướng dẫn trả lời:

Quá trình nhân đôi ADN tuân theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn

+ ADN con số 1

Mạch 1:             - A - G - T - X - X - T - 

mạch bổ sung:   - T - X - A - G - G - A -  

+ ADN con số 2:

Mạch 2:             - A - G - T - X - X - T - 

mạch bổ sung:   - T - X - A - G - G - A -  

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...