MỤC TIÊU
- Dựa vào sơ đồ, nêu được mối quan hệ giữa DNA – RNA – protein – tính trạng thông qua phiên mã, dịch mã và ý nghĩa di truyền của mối quan hệ này.
- Vận dụng kiến thức “từ gene đến tính trạng”, nêu được cơ sở của sự đa dạng về tính trạng của các loài.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
Khởi động
Tại sao một số loài sinh vật (nấm sợi, vi khuẩn) có thể tổng hợp được enzyme cellulase để phân giải cellulose trong khi đa số các loài động vật lại không thể tổng hợp được loại enzyme này?
❖ Phương pháp giải:
Các loài sinh vật như nấm sợi và vi khuẩn có khả năng tổng hợp enzyme cellulase để phân giải cellulose bởi vì chúng sống trong môi trường giàu cellulose như thức ăn chủ yếu của chúng.
❖ Lời giải chi tiết:
- Các loài sinh vật như nấm sợi và vi khuẩn có khả năng tổng hợp enzyme cellulase để phân giải cellulose bởi vì chúng sống trong môi trường giàu cellulose như thức ăn chủ yếu của chúng.
- Ngược lại, đa số động vật không tổng hợp enzyme này vì chúng không cần phải phân giải cellulose để tồn tại, và chế độ ăn uống của chúng không phụ thuộc vào cellulose như sinh vật ở trên.
1. MỐI QUAN HỆ GIỮA DNA – RNA – PROTEIN – TÍNH TRẠNG
➲ Tìm hiểu mối quan hệ giữa DNA – RNA – protein – tính trạng
Ở sinh vật, gene mang thông tin di truyền quy định cấu trúc của protein. Protein biểu hiện thành tính trạng thông qua việc tham gia vào cấu trúc, chức năng sinh lí của tế bào và cơ thể. Điều này chứng tỏ giữa gene và protein có mối quan hệ với nhau trong việc biểu hiện các tính trạng ở sinh vật. Mối quan hệ này được mô tả trong Hình 40.1.
Thảo luận
Câu hỏi 1. Quan sát Hình 40.1, hãy:
a) Cho biết chú thích (1) và (2) là quá trình gì?
b) Nêu mối quan hệ giữa gene và protein trong việc biểu hiện các tính trạng ở sinh vật. Viết sơ đồ minh hoạ dạng chữ.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào Hình 40.1 và thông tin trong bài.
❖ Lời giải chi tiết:
a)
- Quá trình (1) là quá trình phiên mã, sản phẩm tạo ra là RNA.
- Quá trình (2) là quá trình dịch mã, sản phẩm tạo ra là protein.
b)
- Mối quan hệ giữa gene và protein trong việc biểu hiện các tính trạng ở sinh vật:
+ Trình tự các nucleotide trên mạch đơn của gene (DNA) quy định trình tự các nucleotide trên mRNA thông qua quá trình phiên mã, trình tự các nucleotide trên mRNA quy định trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide (protein) thông qua quá trình dịch mã, protein biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.
+ Như vậy, trong tế bào, gene không trực tiếp hình thành tính trạng mà phải thông qua sự tương tác giữa các phân tử mRNA, protein và có thể chịu tác động của các nhân tố môi trường.
- Sơ đồ minh họa dạng chữ mối quan hệ giữa gene và protein trong việc biểu hiện các tính trạng ở sinh vật:
Củng cố kiến thức
Tại sao khi gene bị đột biến có thể làm thay đổi tính trạng của cơ thể sinh vật?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào mối quan hệ giữa DNA – RNA – protein – tính trạng.
❖ Lời giải chi tiết:
Gene bị đột biến có thể làm thay đổi tính trạng của cơ thể sinh vật vì:
- Trình tự các nucleotide trên gene quy định trình tự các nucleotide trên phân tử mRNA thông qua quá trình phiên mã. Trình tự nucleotide trên phân tử mRNA được dịch mã thành trình tự các amino acid trên phân tử protein. Protein biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.
- Khi gene bị đột biến, trình tự các nucleotide trên gene bị thay đổi dẫn đến thay đổi trình tự các nucleotide trên mRNA, từ đó có thể dẫn đến thay đổi trình tự amino acid trên phân tử protein. Phân tử protein bị biến đổi cấu trúc khiến chức năng sinh học của phân tử protein bị biến đổi hay nói cách khác là làm thay đổi tính trạng của cơ thể sinh vật.
✍ Ghi nhớ
Trình tự các nucleotide trên gene quy định trình tự các nucleotide trên phân tử mRNA thông qua quá trình phiên mã. Trình tự nucleotide trên phân tử mRNA được dịch mã thành trình tự các amino acid trên phân tử protein. Protein biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.
2. CƠ SỞ SỰ ĐA DẠNG VỀ TÍNH TRẠNG CỦA CÁC LOÀI
➲ Trình bày cơ sở sự đa dạng về tính trạng của các loài
- Ở sinh vật, các gene khác nhau sẽ quy định tổng hợp các phân tử protein khác nhau để tham gia biểu hiện tính trạng.
- Các cá thể cùng loài có thể mang các allele khác nhau của cùng một gene dẫn đến sự xuất hiện nhiều đặc điểm sai khác giữa các cá thể. Ví dụ: Ruồi giấm có sự đa dạng về tính trạng màu sắc thân và kích thước cánh (Hình 40.2). Bên cạnh đó, sự biểu hiện của gene còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường, một gene có thể biểu hiện thành các kiểu hình khác nhau trong các điều kiện môi trường khác nhau (thường biến).
- Các cá thể thuộc các loài khác nhau có hệ gene đặc trưng dẫn đến biểu hiện các tính trạng khác nhau. Ví dụ: Ở người, có các gene quy định sự tổng hợp chuỗi polypeptide a và ß cấu tạo nên phân tử hemoglobin của tế bào hồng cầu; vi khuẩn E. coli có các gene quy định khả năng kháng thuốc kháng sinh.
Thảo luận
Câu hỏi 2. Đọc đoạn thông tin và quan sát Hình 40.2, hãy cho biết cơ sở nào dẫn đến sự khác nhau về kiểu hình ở các cá thể ruồi giấm.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào Hình 40.2 và thông tin trong bài.
❖ Lời giải chi tiết:
Cơ sở dẫn đến sự khác nhau về kiểu hình ở các cá thể ruồi giấm là:
- Mỗi loài sinh vật có hệ gene đặc trưng.
- Các cá thể cùng loài có thể mang các allele khác nhau của cùng một gene.
- Các gene khác nhau quy định các protein khác nhau, từ đó, biểu hiện thành các tính trạng khác nhau.
Thảo luận
Câu hỏi 3. Lấy thêm ví dụ về sự đa dạng tính trạng của một loài sinh vật.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào thông tin từ sách báo, internet.
❖ Lời giải chi tiết:
Ở người có sự đa dạng về tính trạng màu da với nhiều kiểu hình khác nhau như:
- Về màu da: da vàng, da trắng, da đen,…;
- Về tính trạng nhóm máu: nhóm máu A, nhóm máu B, nhóm máu O, nhóm máu AB;
- Về tính trạng màu mắt: mắt nâu, mắt đen, mắt xanh,…;
- Về tính trạng hình dạng mũi: mũi cao, mũi thấp;…
✍ Ghi nhớ
Sự đa dạng về tính trạng của các loài dựa trên cơ sở: • Mỗi loài sinh vật có hệ gene đặc trưng. • Các cá thể cùng loài có thể mang các allele khác nhau của cùng một gene. • Các gene khác nhau quy định các protein khác nhau, từ đó, biểu hiện thành các tính trạng khác nhau.
Mở rộng
Nấm mốc Neurospora crassa kiểu dại có khả năng sống được trong môi trường chứa các chất dinh dưỡng cơ bản (gồm muối vô cơ, glucose và biotin) do chúng có các enzyme để chuyển hoá các chất này thành những chất cần thiết cho sự sinh trưởng. Trong khi đó, các chủng nấm mốc đột biến (bị thiếu hụt enzyme) chỉ có thể sống khi được nuôi trong môi trường gồm các chất dinh dưỡng cơ bản được bổ sung thêm một số chất dinh dưỡng khác. Dựa vào mối quan hệ giữa gene và tính trạng, hãy cho biết tại sao có sự khác nhau về khả năng chuyển hoá các chất dinh dưỡng ở chủng nấm mốc kiểu dại và các chủng đột biến.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào mối quan hệ giữa DNA – RNA – protein – tính trạng.
❖ Lời giải chi tiết:
- Sự khác nhau về khả năng chuyển hoá các chất dinh dưỡng ở chủng nấm mốc kiểu dại và các chủng đột biến là do mỗi chủng nấm mang một kiểu gene khác nhau về gene quy định enzyme chuyển hoá các chất dinh dưỡng cơ bản thành các chất cần thiết cho sinh trưởng.
- Trong đó, nấm mốc Neurospora crassa kiểu dại có kiểu gene mã hoá enzyme chuyển hoá các chất dinh dưỡng cơ bản thành các chất cần thiết cho sinh trưởng nên có khả năng chuyển hoá các chất dinh dưỡng cơ bản thành các chất cần thiết cho sinh trưởng; nấm mốc Neurospora crassa đột biến có kiểu gene không mã hoá được enzyme này nên không có khả năng chuyển hoá các chất dinh dưỡng cơ bản thành các chất cần thiết cho sinh trưởng.
BÀI TẬP
Đang cập nhật
