Lý thuyết Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng KHTN lớp 9 (Kết nối tri thức)

Lý thuyết KHTN 9 Bài 40: Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng

I - MÃ DI TRUYỀN LÀ GÌ?

- Khái niệm: Mã di truyền là trình tự nucleotide trên gene (DNA) quy định thành phần và trình tự amino acid trên phân tử protein, qua phân tử trung gian mRNA.

- Đặc điểm: Mã di truyền là mã bộ ba (codon), mỗi codon gồm 3 nucleotide đứng cạnh nhau trên mRNA.

- Có 64 loại codon được hình thành từ 4 loại ribonucleotide (A, U, G, C). Trong đó:

+ 61 codon quy định tương ứng 20 loại amino acid.

+ 3 codon kết thúc (UAA, UAG và UGA) không mã hoá amino acid mà có vai trò kết thúc tổng hợp protein.

+ Codon AUG vừa là codon mở đầu quá trình tổng hợp protein, vừa là codon mã hoá amino acid methionine (Met).

Mã di truyền

II - MÃ DI TRUYỀN QUY ĐỊNH THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

- Mã di truyền sẽ quy định loại amino acid trên chuỗi polypeptide.

- Trình tự mã di truyền trên gene và bản phiên mã của gene (mRNA) quy định thành phần và trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide, từ đó quy định thành phần và cấu trúc của protein.

Mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein

→ Sự đa dạng của mã di truyền trên phân tử mRNA tạo nên sự đa dạng về thành phần hoá học và cấu trúc của protein.

III - QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

- Khái niệm: Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide (protein) dựa trên trình tự nucleotide trên bản phiên mã của gene (mRNA).

- Vị trí diễn ra: Quá trình phiên mã diễn ra ở tế bào chất.

- Thời điểm diễn ra: Quá trình dịch mã diễn ra khi tế bào có nhu cầu về sản phẩm do gene quy định.

- Các thành phần tham gia:

+ mRNA (chứa codon): làm mạch khuôn, mang thông tin mã hóa chuỗi polypeptide.

+ Amino acid tự do trong môi trường nội bào: là nguyên liệu tổng hợp chuỗi polypeptide.

+ tRNA (chứa bộ ba đối mã với mã di truyền trên mRNA): thực hiện chức năng “phiên dịch” mã di truyền trên mRNA (mang đúng loại amino acid tương ứng với bộ ba trên mRNA quy định).

+ Ribosome: là nơi các tRNA đã được gắn amino acid đọc và giải mã các bộ ba, tại đây hình thành liên kết giữa các amino acid.

- Diễn biến:

Các giai đoạn của quá trình dịch mã

+ Giai đoạn 1 (Mở đầu): Tiểu đơn vị bé của ribosome gắn với mRNA ở vị trí nhận biết đặc hiệu. Vị trí này nằm gần codon mở đầu. tRNA mang bộ ba đối mã với codon AUG và amino acid Met khớp bổ sung với codon mở đầu (AUG) trên mRNA. Tiểu đơn vị lớn của ribosome tiến vào khớp với tiểu đơn vị bé hình thành ribosome hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi polypeptide.

+ Giai đoạn 2 (Kéo dài): tRNA mang bộ ba đối mã với codon thứ 2 và amino acid thứ nhất tương ứng khớp bổ sung với codon thứ 2 trên mRNA. Ribosome giữ vai trò như một khung đỡ amino acid cho đến khi một liên kết peptide được hình thành giữa amino acid Met và amino acid thứ nhất. Sau đó, ribosome dịch đi một codon, tRNA mang bộ ba đối mã với codon thứ 3 và amino acid thứ 2 tương ứng khớp bổ sung với codon thứ 3 trên mRNA, một liên kết peptide được hình thành giữa amino acid thứ nhất và amino acid thứ 2. Rồi ribosome lại dịch đi một codon. Cứ như vậy, ribosome dịch chuyển trên mRNA theo chiều 5’ → 3’, các tRNA chứa các bộ ba đối mã và amino acid tương ứng với codon trên mRNA tiếp tục tiến vào ribosome, hình thành liên kết peptide giữa các amino acid được mang đến.

+ Giai đoạn 3 (Kết thúc): Khi ribosome chuyển dịch sang bộ ba kết thúc (UAA/ UAG / UGA) thì quá trình dịch mã ngừng lại, ribosome rời khỏi mRNA, giải phóng chuỗi polypeptide.

IV - MỐI QUAN HỆ GIỮA GENE VÀ TÍNH TRẠNG

1. Sự biểu hiện của gene thành tính trạng

- Mối quan hệ giữa gene và tính trạng thể hiện qua dòng thông tin: gene (DNA) → mRNA → protein → tính trạng.

Từ gene đến tính trạng

+ Ở quá trình phiên mã, trình tự mã di truyền trên gene được bản phiên mã thành mRNA theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với U, T liên kết với A, G liên kết với C và C liên kết với G) → Trình tự các nucleotide trên mạch đơn của gene (DNA) quy định trình tự các nucleotide trên mRNA.

+ Ở quá trình dịch mã, mã di truyền trên mRNA sẽ quy định loại amino acid trên chuỗi polypeptide theo nguyên tắc bổ sung (bộ ba đối mã trên tRNA khớp bổ sung với codon trên mRNA thì amino acid sẽ được đặt đúng vào vị trí) → Trình tự các mã di truyền (codon) trên mRNA quy định thành phần và trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide, từ đó quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein.

+ Hoạt động của các protein biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.

→ Các tính trạng ở sinh vật đều do gene quy định thông qua sự tương tác giữa các phân tử mRNA, protein và có thể chịu tác động của các nhân tố môi trường.

2. Ý nghĩa di truyền của mối quan hệ giữa gene và tính trạng

- Mỗi loài và cơ thể sinh vật có một hệ gene riêng. Thông tin di truyền chứa trong mỗi hệ gene qua phiên mã, dịch mã đã tạo ra tập hợp các RNA và protein khác nhau từ đó hình thành nên hệ thống tính trạng khác nhau giữa các loài, các cơ thể sinh vật.

- Ngoài ra, sự tác động của các nhân tố bên trong tế bào hoặc môi trường bên ngoài lên các quá trình biểu hiện gene thành tính trạng có thể dẫn đến làm thay đổi tính trạng ở sinh vật.

→ Gene thông qua quá trình phiên mã và dịch mã dưới tác động của các nhân tố môi trường biểu hiện thành các tính trạng khác nhau, tạo nên sự đa dạng về tính trạng của các loài.

Đa dạng sinh học

Trắc nghiệm: Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng

Câu 1. Các tính trạng màu hoa, chiều cao thân, kích thước lá,... được quy định bởi

A. protein.

B. tRNA.

C. DNA.

D. mRNA.

Câu 2. Thông tin di truyền trong gene

A. luôn được di truyền ổn định không thay đổi.

B. sẽ được mã hóa trực tiếp thành tính trạng.

C. được lưu trữ trên cả hai mạch phân tử DNA.

D. quy định nên mọi tính trạng của cơ thể sinh vật.

Câu 3. Tính trạng là những đặc điểm về hình thái, cấu tạo và

A. chức năng của protein.

B. chức năng của hệ gene.

C. sinh lý của một tế bào.

D. sinh lý của một cơ thể.

Câu 4. Protein được tổng hợp từ mạch khuôn là

A. rRNA.

B. DNA.

C. mRNA.

D. tRNA.

Câu 5. Thành phần tham gia quá trình dịch mã không bao gồm

A. mRNA.

B. DNA.

C. rRNA.

D. tRNA.

Câu 6. Cho sơ đồ thể hiện quá trình truyền đạt thông tin di truyền như sau:

(Nhấp vào ô màu vàng để chọn đúng / sai)

Câu 7. Sản phẩm của quá trình dịch mã là

A. phân tử protein.

B. chuỗi polypeptide.

C. phân tử mRNA.

D. các amino acid.

Câu 8. Sắp xếp các thành phần dưới đây theo thứ tự được tạo ra trong cơ chế biểu hiện thông tin di truyền.

Chuỗi polypeptide.

Gene (DNA).

Tính trạng.

mRNA.

Protein.

Câu 9. Sắp xếp các diễn biến dưới đây để hoàn thành quá trình dịch mã.

Các amino acid hình thành liên kết peptide, nối dài thành chuỗi polypeptide.

Ribosome trượt đến bộ ba kết thúc và giải phóng chuỗi polypeptide.

Tiểu phần lớn liên kết với tiểu phần nhỏ tạo thành ribosome hoàn chỉnh.

Tiểu phần nhỏ ribosome liên kết với mRNA tại bộ ba mở đầu.

Ribosome trượt đến các bộ ba tiếp theo, tRNA mang các amino acid đến và khớp với mRNA.

tRNA mang amino acid mở đầu khớp với mRNA.

Câu 10. Điền vào chỗ trống.

Từ 4 loại nucleotide là A, U, G và C tạo ra được số bộ ba mã di truyền là …………………

Câu 11. Hoàn thành thông tin dưới đây.

Bộ ba mã di truyền mở đầu cho quá trình dịch mã có trình tự là 5'……………3'.

Câu 12. Sắp xếp các mã bộ ba sau vào ô tương ứng.

Câu 13. Hoàn thành thông tin dưới đây.

Các codon cùng nghĩa (cùng mã hóa cho một loại amino acid hoặc các codon kết thúc) thường giống nhau tại nucleotide thứ ……………….

Câu 14. Mã di truyền quy định đặc điểm nào của phân tử protein?

A. Số lượng amino acid.

B. Hình dạng phân tử.

C. Trình tự amino acid.

D. Kích thước phân tử.

Câu 15. Cho một phân tử mRNA có trình tự như sau:

5' AUG GUU AAU CAU UAC UGU AGC UGA 3'

Có bao nhiêu amino acid trong chuỗi polypeptide được dịch mã từ phân tử RNA trên?

Trả lời: …………….

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 41: Đột biến gene

Lý thuyết Bài 42: Nhiễm sắc thể và bộ nhiễm sắc thể

Lý thuyết Bài 43: Nguyên phân và giảm phân

Lý thuyết Bài 44: Nhiễm sắc thể giới tính và cơ chế xác định giới tính

Lý thuyết Bài 45: Di truyền liên kết

Xem thêm tài liệu Khoa học tự nhiên lớp 9:

Giải KHTN 9 Bài 40: Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng

Giải SBT KHTN 9 Bài 40: Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng

Giáo án Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng lớp 9

Giáo án điện tử Dịch mã và mối quan hệ từ gene đến tính trạng lớp 9