- Trên mạch khuôn có đầu 5’ thì mạch bổ sung được tổng hợp ngắt quãng tạo nên các đoạn ngắn gọi là đoạn Okazaki cũng theo chiều 5’3’ ngược chiều với chiều tháo xoắn, sau đó các đoạn này[r]
Trang 1THÂN CHÀO QUÝ THẦY, CÔ!
Nhằm hỗ trợ cho công tác biên soạn tài liệu để luyện thi môn Sinh, tôi xin chia sẻ 1 trong rất nhiều tư liệu mà tôi đang có Nếu Thầy,
Cô có nhu cầu tôi cung cấp thêm để làm tư liệu giảng dạy, đề thi thử (tất cả đều bản Word, có lời giải chi tiết) thì xin liên hệ số điện thoại: 0942659792 Giá cực kì khuyến mãi
CHUYÊN ĐỀ 1 CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ.
I ADN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN
A KIẾN THỨC LÍ THUYẾT.
1 Cấu trúc ADN
Khái niệm:
ADN là đại phân tử sinh học, được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các nucleotit
Vị trí:
- Sinh vật nhân thực: ADN chủ yếu nằm ở trong nhân tế bào (dạng kép thẳng) hoặc trong tế bào chất tại ti thể và lục lạp (dạng mạch kép, vòng)
- Sinh vật nhân sơ: ADN nằm trong vùng nhân của tế bào nhân sơ dưới dạng phân tử mạch vòng
- ADN của một số virut chỉ gồm một mạch polinucleotit
Thành phần:
Thành phần hóa học: ADN cấu tạo từ 5 nguyên tố chính là C, H, O, N và P
Cấu trúc:
Đơn phân:
Trang 2- Đơn phân của ADN là nucleotit.
- Mỗi nucleotit có ba thành phần cấu tạo:
+ 1 phân tử đường C5H10O4 (đường deoxiribozo)
+ 1 gốc axit photphoric H3PO4
+ 1 nhóm bazơnitơ: có 4 loại bazơnitơ là adenin (A), timin (T), guanin (G), xitozin (X)
- Có 4 loại nucleotit (nu) tương ứng với 4 loại bazơnitơ được chia làm 2 nhóm: A và G có kích thước lớn hơn; T và X có kích thước nhỏ hơn
Mạch đơn:
- Trên mỗi mạch đơn của ADN các đơn phân liên kết với nhau thành chuỗi dài nhờ các liên kết cộng hóa trị (hay còn gọi là liên kết photphodieste)
- Liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa đường C5H10O4 của nuclêôtit này với phân tử H3PO4
của nuclêôtit kế tiếp
- Liên kết cộng hoá trị là liên kết rất bền vững, giúp đảm bảo cho thông tin di truyền trên mỗi mạch đơn
ổn định kể cả khi ADN thực hiện quá trình tái bản và phiên mã
Trang 3 Mạch kép:
- Phân tử ADN có cấu trúc mạch kép gồm 2 mạch đơn liên kết lại với nhau nhờ các liên kết hidro theo nguyên tắc bổ sung (NTBS)
- Liên kết hidro là các liên kết yếu, dễ bị bẻ gãy nên đảm bảo cho phân tử ADN có khả năng linh động cao, giúp 2 mạch đơn dễ dàng tách nhau ra và liên kết lại trong quá trình thực hiện tái bản và phiên mã
- NTBS: A của mạch đơn này có kích thước lớn liên kết bổ sung với T của mạch đơn kia có kích thước bé bằng 2 liên kết hidro G của mạch đơn này có kích thước lớn liên kết bổ sung với X của mạch đơn kia có kích thước bé và nối với nhau bằng 3 liên kết hidro và ngược lại
- Trong cấu trúc mạch kép của ADN, 2 mạch đơn có chiều ngược nhau Mạch gốc có chiều 3’- 5’, mạch còn lại là mạch bổ sung có chiều 5’-3’
Trang 4 Cấu trúc trong không gian:
- ADN là một chuỗi xoắn kép quấn song song quanh một trục tưởng
tượng trong không gian theo chiều từ trái sang phải (xoắn phải, ngược chiều
kim đồng hồ)
- Trong phân tử ADN, do các cặp nucleotit liên kết với nhau theo NTBS
đã đảm bảo cho chiều rộng của chuỗi xoắn kép bằng 20 , khoảng cách giữa
các bậc thang trên các chuỗi xoắn bằng 3,4 , phân tử ADN xoắn theo chu kì
xoắn, mỗi chu kì xoắn có 10 cặp nucleotit, có chiều cao 34
- Ý nghĩa của cấu trúc mạch xoắn kép:
+ Đảm bảo tính ổn định của cấu trúc không gian
+ Đảm bảo ADN có kích thước lớn bền vững hơn cấu trúc mạch đơn
+ Đảm bảo ADN nhân đôi theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn
+ Thuận lợi cho việc phục hồi các tiền đột biến về trạng thái bình thường
Đặc trưng của ADN:
- ADN đặc trưng bởi số lượng, thành phần trình tự phân bố các nucleotit, vì vậy từ 4 loại nucleotit
đã tạo nên nhiều loại phân tử AND đặc trưng cho mỗi loài
- ADN khác nhau được đặc trưng bởi tỉ lệ A+T/G+X
- ADN đặc trưng bởi số lượng, thành phần trình tự phân bố các gen trong từng nhóm gen liên kết
Chức năng:
- ADN là vật chất lưu giữ, bảo quản thông tin di truyền dưới dạng các mã bộ ba nuclêôtit
o
A
o
A
o
A
Trang 5- ADN có chức năng truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ thông qua sự sao chép.
- ADN có chức năng phiên mã cho ra các ARN, từ đây sẽ dịch mã để tạo nên protein đặc thù và tạo nên tính đa dạng của sinh vật
2 Quá trình nhân đôi ADN.
Vị trí - thời điểm: Diễn ra trong nhân tế bào, ngay trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia.
Nguyên liệu:
- Enzim:
Tháo xoắn Dãn xoắn và tách hai mạch kép của ADN để lộ hai mạch đơn
ARN polimeraza Tổng hợp đoạn mồi ARN bổ sung với mạch khuôn
ADN polimeraza
Gắn các nucleotit tự do ngoài môi trường vào liên kết với các nucleotit trong mạch khuôn để tổng mạch mới hoàn chỉnh
Ligaza Nối các đoạn Okazaki thành mạch mới hoàn chỉnh
- Khuôn mẫu là ADN
- 4 loại nucleotit: A, T, G, X
- ATP
Diễn biến:
Gồm 3 bước:
Bước 1: Phân tử ADN mẹ tháo xoắn:
- Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử
ADN mẹ tách nhau dần tạo nên chạc chữ Y và để lộ ra 2 mạch
khuôn, trong đó một mạch có đầu 3’-OH, còn mạch kia có đầu
5’-P
Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới:
- Enzim ADN polimeraza lần lượt liên kết các nuclêôtit
tự do từ môi trường nội bào với các nuclêôtit trên mỗi mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung Vì enzim
ADN-polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’ 3’
- Trên mạch khuôn có đầu 3’ thì mạch bổ sung được tổng hợp liên tục theo chiều 5’3’ cùng chiều
với chiều tháo xoắn
- Trên mạch khuôn có đầu 5’ thì mạch bổ sung được tổng hợp ngắt quãng tạo nên các đoạn ngắn
gọi là đoạn Okazaki cũng theo chiều 5’3’ ngược chiều với chiều tháo xoắn, sau đó các đoạn này được nối lại với nhau nhờ enzim nối ADN - ligaza
Bước 3: Hai phân tử mới được tạo thành
Trang 6- Mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn (một mạch được tổng hợp và một mạch cũ của phân
tử ban đầu) đóng xoắn lại với nhau tạo thành hai phân tử ADN con
- Kết thúc quá trình nhân đôi: Hai phân tử ADN con được tạo thành có cấu trúc giống hệt nhau và giống ADN mẹ ban đầu
Chú ý:
- Ở sinh vật nhân sơ, mỗi phân tử ADN là một đơn vị tái bản, khi tái bản tạo nên hai phễu tái bản Đối với sinh vật nhân chuẩn, mỗi ADN gồm nhiều đơn vị tái bản
- Mỗi đơn vị tái bản gồm có hai chạc chữ Y phát sinh từ một điểm khởi đầu và được nhân đôi theo hai hướng
Kết quả: từ một phân tử ADN mẹ hình thành 2 phân tử ADN con, trong mỗi ADN con có một mạch là
nguyên liệu cũ, một mạch là nguyên liệu mới được xây dựng nên, theo nguyên tắc bán bảo toàn.
Ý nghĩa: Sự tổng hợp ADN là cơ sở hình thành NST, đảm bảo cho quá trình phân bào nguyên phân,
giảm phân, thụ tinh xảy ra bình thường, thông tin di truyền của loài được ổn định Ở cấp độ tế bào và cấp
độ phân tử qua các thế hệ Nhờ đó con sinh ra giống với bố mẹ, ông bà tổ tiên
B CÁC DẠNG BÀI TẬP
DẠNG 1 CÁC BÀI TẬP LÝ THUYẾT VỀ ADN VÀ QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI
A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT.
Trang 7Bài 1: Thành phần nào sau đây không có trong cấu trúc của ADN?
A Đường pentozo B Bazơnitơ C Gốc axit photphoric D Đường deoxiribozo
Bài 2: Điều nào sau đây đúng khi nói về liên kết bổ sung giữa các nuclêôtit trong phân tử ADN?
A A liên kết T bằng 2 liên kết hidro B T liên kết X bằng 2 liên kết hidro
C X liên kết G bằng 2 liên kết hidro D G liên kết A bằng 3 liên kết hidro
Câu 3: Đơn phân cấu tạo của ADN là:
A Axit amin B Axit deoxiribonucleic
C Axit ribonucleic D Nuclêôtit
Bài 4: ADN có trong thành phần nào sau đây của tế bào?
A Chỉ có ở trong nhân B Màng tế bào
C Chỉ có ở bào quan D Phần lớn ở trong nhân và một ít ở bào quan
Bài 5: Trong quá trình hình thành chuỗi polinucleotit, nhóm photphat của nucleotit sau sẽ gắn vào
nucleotit trước ở vị trí?
A Cacbon số 3’ của đường B Bất kì vị trí nào của đường
C Cacbon số 5’ của đường D Cacbon số 1’ của đường
Bài 6: Trong quá trình nhân đôi ADN, các đoạn Okazaki được nối lại với nhau thành mạch liên tục nhờ
enzim nối, enzim nối đó là?
A ADN giraza B ADN polimeraza C helicaza D ADN ligaza
Bài 7: Vai trò của enzim ADN polimeraza trong quá trình nhân đôi ADN là:
A Tháo xoắn phân tử ADN
B Lắp ráp các nuclêôtit tự do theo NTBS với mỗi mạch khuôn của ADN
C Bẻ gãy các liên kết hidro giữa hai mạch của ADN
D Nối các đoạn Okazaki với nhau
Bài 8: Trong quá trình nhân đôi ADN, vì sao trên mỗi chạc tái bản có một mạch được tổng hợp liên tục
còn mạch kia được tổng hợp gián đoạn?
A Vì enzim ADN polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’3’
B Vì enzim ADN polimeraza chỉ tác dụng lên một mạch
C Vì enzim ADN polimeraza chỉ tác dụng lên mạch khuôn 3’5’
D Vì enzim ADN polimeraza chỉ tác dụng lên mạch khuôn 5’3’
Bài 9: Quá trình nhân đôi của ADN diễn ra ở?
A Tế bào chất B Riboxom c Ty thể D Nhân tế bào
Bài 10: Mỗi ADN con sau nhân đôi đều có một mạch của ADN mẹ, mạch còn lại được hình thành từ các
nuclêôtit tự do Đây là cơ sở của nguyên tắc?
A bổ sung B bán bảo toàn C bổ sung và bảo toàn D bổ sung và bán bảo toàn
B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU
Trang 8Bài 1: Khi phân tích một axit nucleic, người ta thu được thành phần của nó có 20%A, 20%G, 40%X,
20%T Axit nucleic này là:
A ADN có cấu trúc dạng sợi đơn B ADN có cấu trúc dạng sợi kép
C ARN có cấu trúc dạng sợi đơn D ARN có cấu trúc dạng sợi kép
Bài 2: Nội dung chủ yếu của nguyên tắc bổ sung trong phân tử ADN là:
A Các nucleotit ở mạch đơn này liên kết với các nucleotit ở mạch đơn kia
B Tổng số nucleotit loại A và loại T bằng tổng số nucleotit loại G và loại X
C Các nucleotit có kích thước lớn được bổ sung bởi các nu có kích thước bé
D Tổng các nucleotit loại A và loại G bằng tổng số nucleotit loại T và loại X
Bài 3: Chức năng nào sau đây không phải của ADN?
A Mang và bảo quản thông tin di truyền
B Truyền đạt thông tin di truyền
C Làm khuôn mẫu để thực hiện quá trình phiên mã
D Làm khuôn mẫu để thực hiện quá trình dịch mã
Bài 4: ADN dạng kép thẳng có mặt ở:
A Tế bào nhân sơ B Ti thể, lục lạp
C Tế bào nhân thực (trong nhân) D Virut
Bài 5: Điều nào sau đây là đúng khi nói về đơn phân của ADN?
A Đơn phân của ADN là axit amin
B Mỗi đơn phân được cấu tạo từ 4 thành phần
C Mỗi đơn phân chứa ít nhất 1 nhóm ba-zơnitơ
D Trong cấu tạo của đơn phân, thành phần bazơnitơ không liên kết trực tiếp với axit photphoric
Bài 6: Nội dung không đúng khi nói về điểm giống nhau giữa sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ và
sinh vật nhân thực là:
A Đều có nhiều đơn vị nhân đôi
B Đều dựa trên nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn
C Đều dựa trên khuôn mẫu là phân tử ADN ban đầu
D Đều có sự tham gia của enzim ADN poli- meraza
Bài 7: Câu nào sau đây mô tả đúng nhất bản chất của nguyên tắc bán bảo tồn trong nhân đôi ADN?
A Sau quá trình nhân đôi, tạo thành hai phân tử ADN mới, mỗi phân tử ADN gồm một mạch cũ và một mạch mới tổng hợp
B Trong nhân đôi, một mạch mới được tổng hợp liên tục, còn mạch mới thứ hai đựợc tổng hợp đứt đoạn
C Trong mỗi phân tử ADN mới được tạo thành, có lượng A=T và G=X
D Sau quá trình nhân đôi, tạo thành hai phân tử ADN, một phần tử ADN là cũ và một phân tử ADN là hoàn toàn mới
Trang 9Bài 8: Khi hỏi về hoạt động của các enzim trong các cơ chế di truyền ở cấp phân tử, phát biểu nào sau
đây đúng?
A Enzim ADN polimeraza có khả năng tháo xoắn và xúc tác cho quá trình nhân đôi của ADN
B Enzim ARN polimeraza có khả năng tháo xoắn và tách 2 mạch của phân tử ADN
C Enzim ligaza có chức năng lắp ráp các nu-cleotit tự do của môi trường vào các đoạn Okazaki
D Enzim ADN polimeraza có chức năng tổng hợp nucleotit đầu tiên và mở đầu mạch mới
Bài 9: Quá trình nhân đôi ADN được thực hiện theo nguyên tắc gì?
A Hai mạch được tổng hợp theo nguyên tắc bổ sung song song liên tục
B Một mạch được tổng hợp gián đoạn, một mạch được tổng hợp liên tục
C Nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn
D Mạch liên tục hướng vào, mạch gián đoạn hướng ra chạc ba tái bản
Bài 10: Quá trình nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ, thứ tự tác động của các enzim là?
A Giraza ADN polimeraza ligaza ARN polimeraza
B Giraza ARN polimeraza ADN polimeraza ligaza
C Giraza ADN polimeraza ARN polimeraza ligaza
D Girazaligaza ARN polimeraza ADN polimeraza
C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG.
Bài 1: Liên kết cộng hóa trị trong cấu trúc của ADN có ý nghĩa như thế nào?
A Giúp 2 mạch của ADN liên kết chặt chẽ với nhau
B Giúp cho phân tử ADN có tính linh động cao
C Đảm bảo độ bền vững của mạch đơn, giúp thông tin di truyền được bảo quản chặt chẽ
D Giúp cho các phần tử ADN liên kết với nhau
Bài 2: Các phân tử ADN được đặc trưng bởi tỉ lệ nào sau đây?
A (A+G) /(T+X) B (A+T)/(G+X) c (G+T)/(A+X) D.A/G
Bài 3: Trong không gian, phân tử ADN có cấu trúc dạng:
A Xoắn kép song song quanh 2 trục tưởng tượng theo chiều từ trái qua phải
B Xoắn kép song song quanh 1 trục tưởng tượng theo chiều từ trái qua phải
C Xoắn kép song song quanh 2 trục tưởng tượng theo chiều kim đồng hồ
D Xoắn kép song song quanh 1 trục tưởng tượng, ngược chiều kim đồng hồ
Bài 4: Khẳng định nào sau đây không đúng? Một chu kì xoắn của phần tử ADN có:
A Gồm 10 nucleotit B Đường kính 20
C Chiều cao là 34 D Gồm 20 nucleotit
Bài 5: Hệ quả của nguyên tắc bổ sung là:
A A = G, T = X B A = T = G = X C A = T, G = X D A + T = G + X
D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO.
o
A
o
A
Trang 10Bài 1: Một đoạn phân tử ADN có tỉ lệ các loại nucleotit như sau: A = 20%, T = 20%, G = 25%, X = 35%
Kết luận nào sau đây về phân tử ADN nói trên là đúng?
A Phân tử ADN có cấu trúc 2 mạch, các nu-cleotit bổ sung cho nhau
B Phân tử ADN trên có cấu trúc 1 mạch, các nucleotit không bổ sung cho nhau
C Không có phân tử ADN nào có thành phần nucleotit như đã cho
D Phân tử ADN trên là cấu tạo đặc trưng của các loài vi khuẩn
Bài 2: Thành phần nào của nucleotit có thể tách ra khỏi chuỗi polinucleotit mà không làm đứt mạch?
C Bazơnitơ và nhóm photphat D Nhóm photphat
Bài 3: Ý nghĩa của liên kết hidro trong cấu trúc ADN là:
A Nối giữa các nucleotit trên cùng 1 mạch
B Nối giữa A mạch này với G mạch kia, T mạch này với X mạch kia
C Nối giữa 2 mạch của ADN, đảm bảo tính linh động của phân tử ADN
D Nối giữa các phân tử ADN
Bài 4: Tính đa dạng và đặc thù của ADN được đặc trưng bởi:
A Số lượng nucleotit trong ADN
B Thành phần nucleotit trong ADN
C Trình tự sắp xếp các nucleotit trong ADN
D Số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của các nucleotit trong ADN
Bài 5: Điều nào sau đây là sai khi nói về ADN?
A Là đại phân tử sinh học được cấu tạo từ 4 nguyên tố hóa học: C, H, O và N
B Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nucleotit
C Trong không gian có cấu trúc xoắc kép, gồm 2 mạch ngược chiều quấn song song theo chiều từ trái qua phải
D Có chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền
HƯỚNG DẪN GIẢI, ĐÁP ÁN
A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT.
Bài 1: Chọn đáp án A
Bài 2: Chọn đáp án A
Bài 3: Chọn đáp án D.
Bài 4: Chọn đáp án D
Bài 5: Chọn đáp án A
Bài 6: Chọn đáp án D.
Bài 7: Chọn đáp án B
Bài 8 Chọn đáp án A
Bài 9: Chọn đáp án D
Trang 11Bài 10: Chọn đáp án B.
B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU.
Bài 1: Chọn đáp án A
Bài 2: Chọn đáp án C
Bài 3: Chọn đáp án D.
Bài 4: Chọn đáp án C
Bài 5: Chọn đáp án D
Bài 6: Chọn đáp án A.
Bài 7: Chọn đáp án A
Bài 8 Chọn đáp án B
Bài 9: Chọn đáp án C
Bài 10: Chọn đáp án B.
C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG.
Bài 1: Giải: Chọn đáp án D.
- Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa các nucleotit trên 1 mạch đơn của ADN
- Đây là liên kết bền vững do đó giúp cho thông tin di truyền được mã hóa dưới dạng trình tự nucleotit trên mỗi mạch được bảo quản chặt chẽ qua các quá trình
Bài 2: Giải: Chọn đáp án B.
Các phân tử ADN khác nhau được đặc trưng bởi tỉ lệ (A+T)/(G+X)
Bài 3: Giải: Chọn đáp án D.
Trong không gian, ADN có cấu trúc xoắn kép, gồm 2 mạch đơn ngược chiều nhau, xoắn song song quanh 1 trục tưởng tượng theo chiều từ trái qua phải (ngược chiều kim đồng hồ)
Bài 4: Giải: Chọn đáp án A.
Trong không gian, ADN có cấu trúc xoắn kép, mỗi chu kì xoắn có:
- Đường kính 20
- Chiều cao giữa các cặp nu: 3,4
- Gồm 10 cặp nu (20 nu): mỗi mạch có 10 nu liên kết bổ sung tương ứng với nhau
- Chiều cao 1 chu kì: 34
Bài 5: Giải: Chọn đáp án C.
Theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T A = T
G liên kết với X G = X
D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO
Bài 1: Giải: Chọn đáp án B.
Phân tử ADN nói trên có thành phân gồm 4 loại nucleotit: A, T, G, X trong đó ADN có cấu trúc 1 mạch, các nucleotit không bổ sung cho nhau
o
A
o
A
o
A
G X