1. Kiến thức.
- Học sinh trình bày được khái niệm cấu trúc chung của gen và nêu được hai loại gen chính.
- Học sinh nêu và giải thích được mã di truyền.
- HS mô tả quá trình nhân đôi ADN ở Ecoli và phân biệt được sự khác nhau giữa nhân sơ và nhân chuẩn.
2. Kỹ năng. - Phát triển năng lực quan sát, phân tích, so sánh, khái quát hoá. - Rèn kỹ năng làm việc độc lập với sách giáo khoa.
3. Thái độ. - Nâng cao nhận thức đúng đắn và khoa học về gen và mã di truyền.
- Hình thành thái độ yêu thích khoa học tìm tòi nghiên cứu.
I. Khái niệm và cấu trúc của gen.
1. Khái niệm.
Gen là 1 đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hoá cho một sản phầm xác định [1 chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN].
Ví dụ: Gen hemôglôbin anpha [Hb α] là gen mã hóa chuỗi pôlipeptit α góp phần tạo nên prôtêin Hb trong tế bào hồng cầu; gen tARN mã hóa phân tử tARN …
2. Cấu trúc của gen.
Mỗi gen gồm 3 vùng trình tự nucleotit:
3. Các loại gen
Có nhiều loại như gen cấu trúc, gen điều hoà ...
- Gen cấu trúc là gen mang thông tin mã hoá cho các sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc hay chức năng tế bào.
- Gen điều hoà là những gen tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động của các gen khác
II. Mã di truyền
1. Khái niệm:
- Mã di truyền là trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong gen [trong mạch khuôn] quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin
- Trong ADN chỉ có 4 loại nu [A, T, G, X] nhưng trong prôtêin có khoảng 20 loại axit amin. Do đó mã di truyền phải là mã bộ ba [còn gọi là codon].
- Mã di truyền gồm: bộ 3 mã gốc trên ADN, bộ 3 mã sao trên mARN và bộ 3 đối mã trên tARN. Ví dụ: mã gốc là 3’-TAX…-5’ tương ứng mã sao là: 5’-AUG…-3’ và mã đối mã là: UAX tương ứng axit amin được quy định là Met.
VD: 1 đoạn mã di truyền [Thay C bằng X]
2. Đặc điểm của mã di truyền- Mã di truyền là mã bộ ba: Một bộ ba là một mã di truyền [1 codon]- Mã di truyền có tính đặc hiệu: Một bộ ba chỉ mã hoá một loại axit amin.- Mã di truyền có tính thoái hoá: Nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hoá cho một loại axit amin [trừ AUG và UGG].- Mã di truyền có tính phổ biến: Tất cả các loài đều có chung một bộ mã di truyền [trừ một vài ngoại lệ].
- Mã di truyền có tính liên tục: Mã di truyền được đọc từ 1 điểm xác định, theo từng bộ & ba không gối lên nhau.
3. Giải thích mã di truyền là mã bộ ba3.1. Lý luận- Có 4 loại nuclêôtit cấu tạo nên phân tử ADN [A, T, G, X] nhưng có trên 20 loại axit amin [aa] tạo nên prôtêin, do đó:- Nếu 1 nuclêôtit xác định 1 aa thì có 4^1 = 4 tổ hợp, chưa đủ mã hóa 20 aa.- Nếu 2 nuclêôtit xác định 1 aa thì có 4^2 = 16 tổ hợp, chưa đủ mã hóa 20 aa.- Nếu 4 nuclêôtit xác định 1 aa thì có 4^4 = 256 tổ hợp, quá nhiều để mã hóa 20 aa.- Vậy 3 nuclêôtit xác định 1 aa thì có 4^3 = 64 tổ hợp, là đủ mã hóa 20 aa.→ Do đó mã di truyền là mã bộ ba sẽ là hợp lý nhất.3.2. Thực nghiệm- Năm 1966, 64 bộ ba trên mARN [codon] tương ứng 64 bộ ba trên ADN [Triplet] đã được giải mã.
- Có 64 bộ ba, trong đó 3 bộ 3 không mã hóa aa mà làm nhiệm vụ kết thúc dịch mã [UAA, UAG, UGA], 1 bộ 3 vừa làm nhiệm vụ mở đầu, vừa làm nhiệm vụ mã hóa aa Metionin [AUG].
III. Quá trình nhân đôi ADN [tái bản ADN]
1. Thời điểm, vị trí
- Vào kì trung gian, giữa 2 lần phân bào [Pha S của chu kì tế bào].
- Diễn ra trong nhân tế bào.
2. Diễn biếna. Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ [vi khuẩn E. coli].
Gồm 3 bước:
- Bước 1 : Tháo xoắn phân tử ADN.
Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tại khởi điểm tái bản tạo nên 1 vòng tái bản gồm 2 chạc [hình chữ Y] mở xoắn theo 2 hướng ngược nhau và để lộ ra 2 mạch khuôn.
- Bước 2 : Tổng hợp các mạch ADN mới
Enzim ADN pôlimêrara xúc tác hình thành mạch đơn mới theo chiều 5’ – 3’ [ngược chiều với mạch làm khuôn]. Các nuclêôtit của môi trường nội bào liên kết với nuclêôtit của mạch làm khuôn theo nguyên tắc bổ sung [A – T, G – X].
+ Trên mạch khuôn 3’ – 5’, mạch mới được tổng liên tục.
+ Trên mạch 5’ – 3’, mạch mới được tổng hợp gián đoạn tạo nên các đoạn ngắn [đoạn Okazaki]. Sau đó các đoạn Okazaki được nối lại với nhau nhờ enzim nối Ligaza.
- Bước 3: Tạo hai phân tử ADN con
Các mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoắn đến đó tạo thành phân tử ADN con, trong đó có 1 mạch mới được tổng hợp còn mạch kia là của ADN ban đầu.b. Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực.- Về cơ bản, sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực gần giống với sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ, chỉ khác biệt ở một số điểm cơ bản sau:+ Sự nhân đôi ADN diễn ra đồng thời ở nhiều đơn vị nhân đôi trên cùng một phân tử ADN.+ Hệ enzim tham gia phức tạp hơn.
3. Nguyên tắc nhân đôi- Nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T của môi trường và ngược lại, G liên kết với X môi trường và ngược lại
- Nguyên tắc bán bảo tồn: Phân tử ADN con được tạo ra có một mạch của ADN ban đầu, một mạch mới được tổng hợp.
- Nguyên tắc nửa gián đoạn: Trên 1 chạc chữ Y có 1 mạch mới được tổng hợp liên tục và một mạch mới được tổng hợp gián đoạn.
4. Ý nghĩa
Đảm bảo quá trình truyền đạt thông tin di truyền được nguyên vẹn qua các thế hệ.
Mã di truyền là kiến thức quan trọng xuất hiện trong kì thi THPT Quốc gia. Để trả lời được câu hỏi “Mã di truyền có tính phổ biến tức là gì?” mời các em theo dõi bài viết dưới đây. Kiến Guru đã biên soạn tổng hợp các kiến thức Mã di truyền nói chung và giải thích “Mã di truyền có tính phổ biến tức là gì” nói riêng, kèm theo là các câu hỏi ôn tập.
Mã di truyền là gì?
Mã di truyền là trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong gen [trên mạch khuôn] quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong protein – Trong ADN chỉ có 4 loại nu [A, T, G, X] nhưng trong prôtêin có khoảng 20 loại axit amin. Do đó mã di truyền phải là mã bộ ba [còn gọi là codon].
– Mã di truyền gồm: bộ 3 mã gốc trên ADN, bộ 3 mã sao trên mARN và bộ 3 đối mã trên tARN. Ví dụ: mã gốc là 3’-TAX…-5’ tương ứng mã sao là: 5’-AUG…-3’ và mã đối mã là: UAX tương ứng axit amin được quy định là Met.
VD: 1 đoạn mã di truyền [Thay C bằng X] VD: 1 đoạn mã di truyền [Thay C bằng X]
Tính phổ biến của mã di truyền
- Mã di truyền có tính phổ biến, tức là tất cả các loại đều dùng chung một bộ mã di truyền, trừ một vài loài ngoại lệ, mã di truyền là mã bộ ba có tính phổ biến, tính đặc hiệu và tính thoái hóa, gen là đơn vị vật lý và chức năng cơ bản là di truyền.
- Mã di truyền có tính phổ biến: axit amin giống nhau của các sinh vật khác đều được mã hoá bởi cùng codon. Ví dụ, ở ty thể người, UGA không phải mã kết thúc, mà là mã của tryptophan; AGA, AGG không phải là mã của arginine, mà là điểm cuối, thêm vào UAA và UAG, ty thể bao gồm 4 nhóm mã cuối. Methionine có 2 codon, AUG và AUA.
- Tính phổ biến của mã di truyền được biểu hiện đồng thời với các đặc tính chung của mã bộ ba:
+Các mã bộ ba trên mARN luôn được đọc theo chiều 5’->3’.
+Kể từ mã bắt đầu, các mã bộ ba luôn được đọc liên tục không ngắt quãng cho đến khi gặp mã kết thúc. Tuy vậy ở một số hệ thống, mã di truyền có một số biến đổi so với các mã chuẩn như hệ gen ti thể ở eukaryote:
+UGA không dùng làm mã kết thúc, nó mã hóa cho Trp. Nên bộ ba đối mã trên phân tử tARNTrp đồng thời nhận ra hai mã UCC và UCA trên mARN.
+Các mã AUG và AUA đồng thời được dùng để mã hóa Met trong chuỗi polypeptide.
+Ở động vật có vú, các mã AGA và AGG không dùng để mã hóa Arg mà dùng làm mã kết thúc -> hệ gen ti thể có 4 mã kết thúc là UAA, UAG, AGA, AGG.
+Ở ruồi giấm, hai mã AGA và AGG không mã hóa cho Arg mà mã hóa cho Ser. Ngoài ra điều này còn có thể bắt gặp ở một số vi khuẩn và hệ gen nhân ở một số eukaryote. Ví dụ, vi khuẩn Mycoplasma capricolum dùng UGA [phổ biến là mã kết thúc] để mã hóa cho Trp. Tương tự như vậy, một số nguyen sinh động vật sử dụng các mã kết thúc phổ biến là UAA và UGA để mã hóa Gln, hoặc như nấm men candida dùng mã CUG [phổ biến mã hóa cho Leu] để mã hóa Ser.
Các đặc điểm khác của mã di truyền
Mã di truyền là mã bộ ba, có tính phổ biến, tính đặc hiệu và tính thoái hóa.
- + Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba [không gối lên nhau].
- + Mã di truyền có tính đặc hiệu [1 bộ ba chỉ mã hoá 1 loại axit amin].
- + Mã di truyền mang tính thoái hoá [nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hoá cho 1 loại axit amin, trừ AUG và UGG].
- Bằng thực nghiệm các nhà khoa học đã xác định được chính xác có 64 bộ ba, trong đó:
- – 61 bộ ba mã hóa cho 20 axit amin.
- – 3 bộ ba không mã hóa cho axit amin nào được gọi là bộ ba kết thúc. Trong quá trình dịch mã khi riboxom tiếp xúc với các bộ ba kết thúc thì các tiểu phần của riboxom tách nhau ra và quá trình dịch mã kết thúc.
Một số câu hỏi ứng dụng về mã di truyền
Câu 1: Trong 64 bộ ba mã di truyền, có 3 bộ ba không mã hóa cho axit amin nào. Các bộ ba đó là:
A. UGU, UAA, UAG
B. UUG, UGA, UAG
C. UAG, UAA, UGA
D. UUG, UAA, UGA
Câu 2: Mã di truyền có tính đặc hiệu, tức là
A. Tất cả các loài đều dùng chung một bộ mã di truyền.
B. Mã mở đầu là AUG, mã kết thúc là UAA, UAG, UGA.
C. Nhiều bộ ba cùng xác định một axit amin.
D. Một bộ ba mã hóa chỉ mã hóa cho một loại axit amin.
Câu 3: Tất cả các loài sinh vật đều có chung một bộ mã di truyền, trừ một vài ngoại lệ, điều này biểu hiện
Đặc điểm gì của mã di truyền?
A. Mã di truyền có tính đặc hiệu.
B. Mã di truyền có tính thoái hóa.
C. Mã di truyền có tính phổ biến.
D. Mã di truyền luôn là mã bộ ba.
Câu 4: Bản chất của mã di truyền là
A. Trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong gen quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong protein.
B. Các axit amin được mã hóa trong gen.
C. Ba nuclêôtit liền kề cùng loại hay khác loại đều mã hóa cho một axit amin.
D. Một bộ ba mã hóa cho một axit amin.
Câu 5: Mã di truyền mang tính thoái hóa, tức là:
A. Nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hóa cho một loại axit amin
B. Tất cả các loài đều dùng chung nhiều bộ mã di truyền
C. Tất cả các loài đều dùng chung một bộ mã di truyền
D. Một bộ ba mã di truyền chỉ mã hóa cho một axit amin
Câu 6: Mã di truyền có tính phổ biến, tức là
A. Tất cả các loài đều dùng chung nhiều bộ mã di truyền
B. Nhiều bộ ba cùng xác định một axit amin
C. Một bộ ba mã di truyền chỉ mã hóa cho một axit amin
D. Tất cả các loài đều dùng chung một bộ mã di truyền, trừ một vài loài ngoại lệ
Câu 7: Nhiều bộ ba khác nhau có thể cùng mã hóa một axit amin trừ AUG và UGG, điều này biểu hiện đặc điểm gì của mã di truyền?
A. Mã di truyền có tính phổ biến.
B. Mã di truyền có tính đặc hiệu.
C. Mã di truyền luôn là mã bộ ba.
D. Mã di truyền có tính thoái hóa.
Câu 8: Mã di truyền là:
A. Mã bộ một, tức là cứ một nuclêôtit xác định một loại axit amin.
B. Mã bộ bốn, tức là cứ bốn nuclêôtit xác định một loại axit amin.
C. Mã bộ ba, tức là cứ ba nuclêôtit xác định một loại axit amin.
D. Mã bộ hai, tức là cứ hai nuclêôtit xác định một loại axit amin.
Câu 9: Gen không phân mảnh có
A. cả êxôn và intron.
B. vùng mã hoá không liên tục.
C. vùng mã hoá liên tục.
D. các đoạn intron.
Câu 10: Một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hoá cho một chuỗi polipeptit hay một phân tử ARN được gọi là
A. codon.
B. gen.
C. anticodon.
D. mã di truyền.
Câu 11: Mỗi gen mã hoá prôtêin điển hình gồm các vùng theo trình tự là:
A. vùng điều hoà, vùng vận hành, vùng mã hoá.
B. vùng điều hoà, vùng mã hoá, vùng kết thúc.
C. vùng điều hoà, vùng vận hành, vùng kết thúc.
D. vùng vận hành, vùng mã hoá, vùng kết thúc.
Kết luận
Trên đây là câu trả lời cho câu hỏi “Mã di truyền có tính phổ biến tức là”. Hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích trong quá trình ôn luyện kiến thức môn Sinh học. Và các em đừng quên tham khảo thêm các chủ đề khác của Kiến Guru để có thêm hành trang chinh phục điểm cao trong các kỳ thi sắp tới. Chúc các em học tập tốt!