Bài tập tổng ôn Sinh học - Cơ sở vật chất, cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử có đáp án

Đáp án B

- mRNA mạch đơn, thẳng nên không có liên kết hydrogen.

- DNA có dạng mạch kép, các nucleotide giữa hai mạch liên kết với nhau bằng liên kết hydrogene theo nguyên tắc bổ sung.

- tRNA và rRNA mặc dù có dạng mạch đơn nhưng chúng có các đoạn liên kết bổ sung cục bộ (A – U; G – C) tạo nên các dạng cấu trúc không gian đặc trưng phù hợp với chức năng sinh học.

Đáp án A

Trong 4 phương án trên thì chỉ có phương án A đúng. Vì chỉ khi DNA có cấu trúc mạch kép và A của mạch này chỉ liên kết với T của mạch kia thì A mới luôn bằng T. G của mạch này chỉ liên kết với C của mạch kia thì C mới luôn bằng G.

Đáp án D

Gene là một đoạn của phân tử DNA mang thông tin di truyền đặc trưng cho loài kể cả sinh vật nhân sơ và nhân chuẩn. Gene được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là 4 loại nucleotide: A, T, G, C. Các Nucleotide trên hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung, A liên kết với T và ngược lại, G liên kiết với C và ngược lại. Hai mạch của gene sắp xếp song song và ngược chiều nhau. Ở sinh vật nhân sơ thì gene có vùng mã hóa liên tục gọi là gene không phân mảnh, còn ở sinh vật nhân thực gene có vùng mã hóa không liên tục, xen kẽ các đoạn mã hóa (exon) là các đoạn không mã hóa (intron) gọi là gene phân mảnh. Tuy nhiên không phải tất cả các gene ở sinh vật nhân thực đều là gene phân mảnh.

Đáp án B

- Vật chất di truyền của chủng virus này được cấu tạo bởi 4 loại đơn phân A, T, G, C chứng tỏ nó là phân tử DNA.

- Ở phân tử DNA này có A = T = 24%, G = 25% và C = 27% chứng tỏ nó không được cấu tạo theo nguyên tắc bổ sung. Chỉ có DNA mạch đơn mới có tỷ lệ % của G ≠ C.

Đáp án C

- DNA polymerase III xúc tác cho quá trình kéo dài sợi DNA theo hướng 5' → 3'.

- Primase xúc tác tổng hợp các đoạn mồi.

- DNA ligase xúc tác nối các đoạn Okazaki để tạo mạch DNA hoàn chỉnh.

- Topoisomerase xúc tác tháo xoắn DNA để tạo các đơn vị tái bản.

Đáp án B

Nguyên tắc bán bảo toàn dẫn đến trong mỗi phân tử DNA được tạo thành có một mạch DNA mới được tổng hợp và một mạch DNA của DNA mẹ → Hình (b) minh họa đúng nguyên tắc bảo toàn.

Đáp án D

- A đúng, ở mạch khuôn có chiều 5’-3’ do ngược chiều với chiều hoạt động của enzyme DNA polymerase nên mạch mới được tổng hợp một cách gián đoạn, gồm nhiều đoạn okazaki, mỗi đoạn okazaki cần một đoạn mồi.

- B đúng vì enzyme DNA polymerase không tự tổng hợp được mạch polynucleotide mới nếu không có gốc 3’OH tự do, do đó cần đoạn mồi là một đoạn poliribonucleotide do enzyme RNA polymerase tổng hợp nên.

- C đúng vì mỗi đơn vị tái bản gồm 2 chạc chữ Y, các enzyme ở mỗi chạc hoạt động ngược chiều nhau. Ở chạc thứ nhất nếu mạch khuôn này là mạch có mạch bổ sung được tổng hợp gián đoạn thì ở chạc thứ hai, mạch khuôn kia lại là mạch có mạch bổ sung với nó được tổng hợp gián đoạn. Do đó ở cả 2 mạch khuôn đều có sự hoạt động của enzyme ligase.

- D sai vì tổng hợp mạch này cũng cần có đoạn mồi.

Đáp án C

Trong 4 đặc điểm nói trên thì điểm khác biệt là số đơn vị tái bản (số điểm khởi đầu quá trình nhân đôi). Phân tử DNA của sinh vật nhân thực có kích thước lớn nên có nhiều điểm khởi đầu tái bản để làm tăng tốc độ tái bản DNA. Các đặc điểm còn lại đều giống nhau ở tất cả các phân tử DNA.

Đáp án B

Cơ chế truyền đạt thông tin di truyền ở cấp độ phân tử gồm có quá trình tái bản của DNA và quá trình phiên mã, dịch mã. Quá trình tái bản (nhân đôi) của DNA sẽ truyền đạt thông tin di truyền từ nhân của tế bào mẹ sang nhân của tế bào con. Quá trình phiên mã và dịch mã sẽ truyền đạt thông tin di truyền từ nhân ra tế bào chất, nhờ đó mà thông tin di truyền lưu trữ trên DNA được biểu hiện thành tính trạng trên cơ thể sinh vật. Quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh giúp truyền đạt thông tin di truyền ở cấp độ cơ thể.

Đáp án A

Trong các đáp án nêu trên thì đáp án A có nội dung không đúng vì mã di truyền được đọc theo chiều từ 5’ - 3’ chứ không phải là từ 3’ - 5’. Các đáp án còn lại đều là đặc điểm của mã di truyền.

Đáp án B

- Trình tự đặc hiệu của các amino acid trên phân tử protein được mã hóa bằng trình tự các nucleotide trên phân tử DNA. Cứ 3 Nucleotide đứng kế tiếp nhau trên mRNA tạo thành 1 bộ ba mã hóa (gọi là mã di truyền), có tất cả 4 loại gene khác nhau sẽ tạo nên 64 tổ hợp bộ ba khác nhau.

- Mã di truyền có các đặc điểm:

+ Mã di truyền là mã bộ ba, mã di truyền được đọc từ một điểm xác định và liên tục từng bộ ba Nucleotide (không chồng gối lên nhau).

+ Mã di truyền có tính đặc hiệu tức là một bộ ba chỉ mã hóa cho một loại amino acid.

+ Mã di truyền có tính thoái hóa nghĩa là có nhiều bộ ba khác nhau có thể cùng mã hóa cho một amino acid (trừ mêtiônin và tryptôphan chỉ do một bộ ba mã hóa).

+ Mã di truyền có tính phổ biến tức toàn bộ thế giới sinh vật có chung bộ mã di truyền, trừ một số ngoại lệ. Điều này lí giải vì sao khi chuyển gene tổng hợp Insulin của người vào vi khuẩn thì DNA của người có thể dung hợp vào DNA của vi khuẩn nên tế bào vi khuẩn tổng hợp được protein insulin.

Đáp án C

Một trong những đặc điểm của mã di truyền là tính thoái hóa nghĩa là một amino acid có nhiều bộ ba mã hóa (trừ mêtiônin và tryptôphan chỉ do một bộ ba mã hóa). Có 4 loại mã di truyền cùng quy định tổng hợp amino acid proline là 5’CCU3’; 5’CCA3’; 5’CCC3’; 5’CCG3’, 4 bộ ba trên được gọi là bộ ba đồng nghĩa tức là cùng mã hóa một amino acid, các bộ ba này thường có 2 gene đầu tiên giống nhau nhưng khác nhau ở gene thứ ba. Trên thực tế U và C luôn tương đương nhau ở vị trí thứ ba, còn A và G tương đương nhau trong 14 trên 16 trường hợp. Do đó thường thay đổi nucleotide thứ 3 trong các bộ ba sẽ không làm thay đổi cấu trúc của amino acid tương ứng trên chuỗi polypeptide.

Đáp án C

- Trong các loại RNA thì mRNA được tổng hợp nhiều nhất vì tổng hợp mRNA để tổng hợp protein. Tế bào cần rất nhiều loại protein để thực hiện các chức năng sống của tế bào và cơ thể.

- mRNA được tổng hợp nhiều nhất nhưng hàm lượng lại ít nhất vì tuổi thọ của mRNA rất kém bền, cho nên mRNA bị phân hủy ngay sau khi tổng hợp xong protein.

Đáp án C

- Phiên mã là quá trình tổng hợp RNA từ khuôn mẫu DNA. Quá trình phiên mã của mọi loài sinh vật đều diễn ra theo nguyên tắc bổ sung, chỉ có mạch gốc (mạch có chiều 3'-5' tính theo chiều tháo xoắn) của gene được dùng làm khuôn tổng hợp RNA và đều chịu sự điều khiển của hệ thống điều hoà phiên mã.

- Gene của sinh vật nhân chuẩn có cấu trúc phân mảnh cho nên sau phiên mã thì các đoạn intron bị cắt bỏ và nối các đoạn êxon để tạo nên mRNA trưởng thành. Còn gene ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên tục cho nên không có quá trình cắt bỏ các đoạn intron như sinh vật nhân chuẩn.

Đáp án C

- tRNA được tổng hợp từ các gene tương ứng trên DNA, chúng có thể ở dạng tự do hoặc gắn với protein thành các phức hợp. tRNA làm nhiệm vụ vận chuyển các amino acid đến ribosome để tiến hành quá trình dịch mã, mỗi loại tRNA đặc hiệu cho một loại amino acid. Tuy nhiên, tất cả các tRNA có một số đặc tính cấu trúc chung: chiều dài từ 73 đến 93 nucleotide, cấu trúc gồm một mạch cuộn lại như hình lá chẻ ba (tạo thành các thùy) nhờ bắt cặp bên trong phân tử và đầu mút 3’ có trình tự kết thúc CCA, các amino acid luôn gắn vào đầu CCA.

- Các đáp án khác chưa chính xác:

+ Đáp án A sai vì tRNA chỉ tham gia vận chuyển amino acid chứ không vận chuyển các chất khác.

+ Đáp án B sai vì mỗi phân tử RNA vận chuyển chỉ có 1 bộ ba đối mã.

+ Đáp án D sai vì tRNA chỉ có cấu trúc 1 mạch đơn và chỉ có một số đoạn cuộn xoắn mới có liên kết hydrogene.

Đáp án D

Gene có hai mạch nhưng chỉ có một mạch được dùng làm khuôn để tổng hợp mRNA, đó là mạch gốc. Phân tử mRNA có trình tự các đơn phân bổ sung với mạch gốc và có chiều ngược với mạch gốc. Do đó, mạch gốc của gene là 3'ATGXTAG5' thì mRNA là 5'UACGAUC3'.

Đáp án A

- A sai vì mã di truyền được đọc từ một điểm xác định trên phân tử mRNA. Mỗi phân tử mRNA chỉ có duy nhất một bộ ba mở đầu dịch mã và do vậy có duy nhất một điểm bắt đầu đọc mã. Trên mối mRNA có nhiều ribosome tiến hành dịch mã nhưng các ribosome này đều đọc mã từ một điểm xác định.

- B đúng vì trong quá trình dịch mã, mỗi bộ ba đối mã trên tRNA khớp bổ sung với một bộ ba mã sao trên mRNA.

- C đúng vì ribosome trượt theo từng bộ ba cho đến khi gặp mã kết thúc thì dừng lại, hai tiểu phần của ribosome tách nhau ra khỏi mRNA.

- D đúng vì mã di truyền có tính đặc hiệu nên các chuỗi polypeptide được tổng hợp từ một phân tử mRNA luôn có cấu trúc giống nhau.

Đáp án D

Nguyên tắc bổ sung thể hiện trong quá trình dịch mã khi phức hệ tRNA-amino acid liên kết với mRNA. Cụ thể, anticodon của phức hệ tRNA-amino acid khớp bổ sung với codon tương ứng trên mRNA.

Đáp án B

- Muốn xác định trình tự của các aa trên chuỗi polypeptide thì phải dựa vào trình tự các bộ ba trên mRNA. Muốn xác định trình tự các bộ ba trên mRNA thì phải dựa vào trình tự Nucleotide trên mạch gốc của gene. Mạch gốc của gene được đọc theo chiều từ 3’ đến 5’.

- Bài ra cho biết mạch gốc của gene là 5’AGCCGACCCGGG3’ thì chúng ta viết đảo lại mạch gốc thành: 3’GGGCCCAGCCGA5’.

- Mạch RNA tương ứng là: 5’CCCGGGUCGGCU3’.

- Trong quá trình dịch mã, mỗi bộ ba trên mRNA quy định 1 aa trên chuỗi polypeptide → Trình tự các bộ ba trên mRNA là 5’CCC GGG UCG GCU3’ → Trình tự các aa tương ứng là: Pro - Gly- Ser - Ala.

Đáp án A

- Trong 4 kết luận nói trên thì chỉ có kết luận A đúng.

- Các kết luận khác sai ở chỗ:

+ Biết được trình tự các amino acid trên chuỗi polypeptide thì không thể suy ra được trình tự các Nucleotide trên mRNA vì mã di truyền có tính thoái hóa, một aa do nhiều bộ ba khác nhau quy định tổng hợp.

+ Biết được trình tự các Nucleotide của gene cũng không biết được trình tự các amino acid ở trên chuỗi polypeptide vì gene có 2 mạch, không xác định được mạch nào là mạch gốc của gene thì không thể suy ra được ra tương ứng.

+ Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định trên mRNA nên khi biết được trình tự các Nucleotide ở trên mRNA cũng không biết được trình tự các amino acid trên chuỗi polypeptide. Trên mRNA đó, không biết được điểm bắt đầu đọc mã là điểm nào nên không thể suy ra được trình tự các aa.

+ Chỉ khi nào biết được trình tự các bộ ba trên mRNA tức là đã biết được điểm bắt đầu đọc mã và biết được các mã bộ ba đó thì sẽ suy ra được trình tự các aa trên chuỗi polypeptide.

Đáp án A

Gene mang thông tin quy định tổng hợp chuỗi polypeptide hoặc RNA, sản phẩm của gene thực hiện các hoạt động sống của tế bào. Tùy vào từng loại tế bào trong cơ thể, tùy vào từng giai đoạn phát triển khác nhau mà nhu cầu về sản phẩm của gene là khác nhau. Lượng sản phẩm được tạo ra nhiều hay ít là do cơ chế điều hòa hoạt động của gene. Do đó, điều hòa hoạt động của gene chính là điều hòa lượng sản phẩm của gene được tạo ra.

Đáp án A

- Ở vi khuẩn, các gene cấu trúc (Z, Y, A) trong operon có số lần nhân đôi bằng nhau. Nguyên nhân là vì các gene này nằm cạnh nhau trên một phân tử DNA của vi khuẩn. Khi phân tử DNA này nhân đôi bao nhiêu lần thì tất cả các gene đều nhân đôi bấy nhiêu lần.

- Trong hoạt động của operon Lac, khi môi trường có đường lactose thì tất cả các gene cấu trúc Z, Y, A đều tiến hành phiên mã. Khi môi trường không có đường lactose thì tất cả các gene này đều không phiên mã.

Đáp án C

Trong mô hình hoạt động của operon Lac, gene điều hòa thường xuyên hoạt động phiên mã để tổng hợp ra protein ức chế. Do đó, khi môi trường có lactose hay không có lactose thì gene điều hòa vẫn thường xuyên hoạt động phiên mã.

Đáp án A

Chỉ có chủng VI không phiên mã vì vùng khởi động của operon bị mất chức năng. Các chủng khác phiên mã bình thường.

a) Đúng; b) Sai, c) Đúng, d) Sai

b) Sai. Trong 1 phân tử DNA, tỉ lệ (A+T)/(G+C) càng cao thì số liên kết hydrogene sẽ càng thấp, kéo theo đó tính bền vững của phân tử DNA sẽ giảm đi.

d) Sai. Chỉ có một sự lắp ráp sai trong mô hình trên đó là cặp số 3 (C – C).

a) Đúng; b) Sai; c) Sai; d) Đúng

a) Đúng. Trong dịch chiết nước dứa có enzyme bromelain có tác dụng phân cắt protein thành các đoạn peptide nhỏ để loại protein ra khỏi DNA.

b) Sai. Dịch chiết nước dứa chỉ giúp loại protein ra khỏi DNA nên nếu chỉ dùng dịch chiết nước dứa thì sẽ không tách được DNA ra khỏi tế bào một cách hiệu quả. Ngoài dùng dịch chiết nước dứa, cần phá vỡ mô để tách rời các tế bào và phá hủy thành tế bào bằng việc nghiền mẫu vật trong cối hoặc trong máy xay; phá hủy màng tế bào, màng nhân bằng các dung dịch tẩy rửa hòa tan lipid nhằm giải phóng dịch nhân tế bào vào dung dịch chiết xuất; thu DNA bằng cách kết tủa DNA bằng ethanol.

c) Sai. Việc sử dụng nước rửa bát có tác dụng phá huỷ màng nhân, màng sinh chất; việc sử dụng nước ép dứa tươi để phân cắt chuỗi polypeptide thành các amino acid đơn phân hoặc đoạn peptide nhỏ; để phá hủy thành tế bào cần thực hiện các tác động cơ học (nghiền nhỏ mẫu).

d) Đúng. Tuỳ theo mẫu vật được sử dụng, người ta có thể không cần sử dụng dịch chiết nước dứa.

a) Sai; b) Sai, c) Sai, d) Đúng

a) Sai. Trong một chạc tái bản, một mạch được tổng hợp liên tục, một mạch được tổng hợp gián đoạn. Còn trong một đơn vị tái bản thì mạch nào cũng có một nửa được tổng hợp liên tục thì nửa còn lại sẽ được tổng hợp gián đoạn.

b) Sai. Đầu 5' tương ứng kí hiệu I và IV, đầu 3' tương ứng kí hiệu II và III.

c) Sai. Trong một chạc chữ Y, số đoạn mồi bằng số đoạn Okazaki + 1.

a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng

a) Đúng. Trong môi trường N$^{14}$, a vi khuẩn này thực hiện nhân đôi 3 lần liên tiếp tạo ra 12 phân tử DNA vùng nhân chỉ chứa N$^{14}$

b) Đúng. Số phân tử DNA chỉ chứa N$^{14}$ sau khi kết thúc quá trình trên = số mạch chứa N$^{14}$ được tạo ra khi 2 vi khuẩn nhân đôi trong môi trường N$^{14}$

c) Đúng. Số phân tử DNA được tạo ra từ quá trình trên là: 2 × 2$^{7}$ = 256 ⇒ Số phân tử chỉ chứa N$^{15}$ sau khi kết thúc quá trình trên là: 256 – 28 = 228.

d) Đúng. Số phân tử DNA được tạo ra từ quá trình trên là: 2 × 2$^{7}$ = 256.

a) Đúng; b) Sai; c) Sai; d) Sai

b) Sai. Cơ chế phiên mã không có sự tham gia của enzyme DNA polymerase.

c) Sai. Phân tử đang được tổng hợp có chiều từ F (5') → E (3').

d) Sai. Quá trình này có thể tạo ra được nhiều loại mRNA trưởng thành do quá trình cắt và nối các đoạn exon, intron diễn ra ngẫu nhiên.

a) Đúng; b) Sai; c) Sai; d) Đúng

b) Sai. Quá trình truyền đạt thông tin di truyền từ DNA sang RNA và protein diễn ra như trên có thể xảy ra sai sót, nhưng không chắc chắn dẫn đến sự thay đổi diễn ra trên cơ thể sinh vật do tính thoái hóa của mã di truyền.

c) Sai. Ở hình (b), thông tin di truyền được truyền đạt từ DNA sang RNA nhờ enzyme phiên mã.

a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng

a) Sai. Đột biến ở gene điều hòa sẽ khiến không tạo được protein ức chế, dẫn tới operon phiên mã ngay cả khi không có lactose.

a) Đúng; b) Sai; c) Sai; d) Sai

b) Sai. Khi môi trường không có lactose, protein ức chế liên kết với vùng khởi động ngăn cản quá trình phiên mã làm cho các gene cấu trúc không hoạt động.

c) Sai. Vùng trình tự nucleotide đặc biệt, tại đó enzyme RNA polymerase bám vào và khởi đầu phiên mã là vùng khởi động.

d) Sai. Gene điều hòa không nằm trong operon Lac khi hoạt động sẽ tổng hợp nên protein ức chế.

a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Sai

a) Đúng. Operon dung hợp chứa operon Trp và nhóm gene cấu trúc (lacZ, lacY, lacA) của operon Lac, tức là operon dung hợp này có vùng P và vùng O của operon Trp → Trong operon dung hợp, các gene trong operon Lac chịu sự kiểm soát của operon Trp.

b) Đúng. Các gene trong operon Lac và các gene mã hoá cho enzyme tổng hợp amino acid tryptophan được điều khiển chung bởi một vùng P và một vùng O. Mà khi môi trường có tryptophan, vi khuẩn E. coli sẽ ngưng sản xuất các enzyme xúc tác cho quá trình tổng hợp tryptophan (các gene tổng hợp amino acid tryptophan không được biểu hiện). Do đó, chỉ khi trong môi trường thiếu amino acid tryptophan, các gene tổng hợp amino acid tryptophan được biểu hiện thì các enzyme phân giải đường lactose mới được tổng hợp.

c) Sai. Do cùng chịu điều khiển chung bởi một vùng P và một vùng O, các gene cấu trúc của operon Lac không thể hoạt động một cách độc lập với các gene của operon Trp sau khi dung hợp.

d) Sai. Trong operon dung hợp, vùng P và O là của operon Trp nên sự hoạt động của operon dung hợp phụ thuộc vào sự có mặt của tryptophan. Do đó, khi môi trường có lactose nhưng không có tryptophan, các gene cấu trúc lacZ, lacY, lacA trên operon dung hợp cũng sẽ không được biểu hiện.

a) Đúng; b) Sai; c) Sai; d) Đúng

a) Đúng. Trong cơ thể đa bào, các tế bào tuy có hệ gene giống nhau nhưng sự biểu hiện gene là khác nhau (mỗi tế bào chỉ tổng hợp các protein đặc trưng quy định cấu trúc và chức năng cho từng loại tế bào).

b) Sai. Sự đóng hoặc mở các gene ở mỗi tế bào không diễn ra một cách ngẫu nhiên mà đi theo con đường biệt hóa đặc trưng được định sẵn.

c) Sai. Trong quá trình phát triển phôi, nếu các tế bào phôi nằm sai vị trí sẽ ảnh hưởng lớn đến quá trình biểu hiện gene do vị trí của các tế bào phôi quyết định tín hiệu chúng nhận được từ các tế bào lân cận.

d) Đúng. Sinh vật đa bào trải qua quá trình phát triển cá thể gồm nhiều giai đoạn phức tạp nối tiếp nhau, mỗi giai đoạn cần có sự biểu hiện hoặc không biểu hiện của các gene nhất định → Tuỳ theo từng giai đoạn phát triển cá thể mà sự biểu hiện gene có thể khác nhau.

- Cấu trúc số (1) – vùng promoter là vị trí enzyme RNA polymerase bám vào để phiên mã nhóm gene cấu trúc lacZ, lacY, lacA.

- Cấu trúc số (2) – vùng operator là vị trí liên kết với protein điều hòa.

- Cấu trúc số (3) – nhóm gene cấu trúc lacZ, lacY, lacA có chức năng mã hóa cho các enzyme giúp vi khuẩn chuyển hóa và sử dụng đường lactose.

Viết lại chiều của mạch gốc sau đó áp dụng nguyên tắc bổ sung ta có:

Mạch gốc : 3’...TCGTAGGCGATAAA...5’

Mạch bổ sung : 5’...AGCATCCGCTATTT...3’

Vậy các vị trí (1), (2), (3) lần lượt là G, A, C.

Viết lại trình tự mRNA theo đúng chiều dịch mã: 5’ AGC AUG GAU AAA UAG CCC GUA 3’.

Mã mở đầu cách mã kết thúc 2 bộ ba ⇒ Chuỗi polypeptide hoàn chỉnh hình thành có số amino acid là: 2.

- 2 phân tử DNA nhân đôi 3 lần tạo ra số DNA con là 2 × 2$^{3}$ = 16 (DNA con).

- Chọn 3 DNA tiếp tục cho nhân đôi thì số DNA con còn lại là 16 – 3 = 13 (DNA con).

- 3 phân tử DNA nhân đôi 5 lần tạo ra số DNA con là 3 × 2$^{5}$ = 96 (DNA con).

⇒ Tổng số DNA con được tạo ra là: 13 + 96 = 109 (DNA con).