Dưới đây là một phần trình tự nuclêôtit của một mạch trong gen: 3' TATGGGXATGTAATGGGX 5'
a) Hãy xác định trình tự nuclêôtit của:
Mạch ADN bổ sung trong gen với mạch nói trên. Để xác định mạch bổ sung của mạch ADN, ta áp dụng nguyên tắc bổ sung trong cặp đôi nuclêôtit của ADN, tức là A (adenin) sẽ kết hợp với T (thymine), và G (guanine) sẽ kết hợp với C (cytosine). Vì vậy, mạch bổ sung của mạch gen trên sẽ có trình tự ngược chiều từ 5' → 3' như sau: 5' ATACCCCTACTATTACCCT 3'
mARN được phiên mã từ mạch khuôn trên. Quá trình phiên mã mARN từ gen trong ADN diễn ra bằng cách thay thymine (T) trong ADN bằng uracil (U) trong mARN, và các cặp base khác vẫn giữ nguyên: A với U, T với A, C với G, và G với C. Mạch mARN được phiên mã từ mạch khuôn trên sẽ có trình tự như sau: 5' AUACCCCUACUAUUCCCU 3'
b) Có bao nhiêu côđon trong mARN? Côđon là ba nuclêôtit liên tiếp trong mARN, mã hóa cho một axit amin. Để xác định số lượng côđon trong mARN, ta chia tổng số nuclêôtit trong mARN cho 3. Mạch mARN có trình tự 5' AUACCCCUACUAUUCCCU 3' gồm 18 nuclêôtit. Khi chia 18 cho 3, ta có 6 côđon. Vậy số lượng côđon trong mARN là 6.
c) Liệt kê các bộ ba đối mã với mỗi côđon đó. Dưới đây là các côđon và bộ ba đối mã của chúng trong quá trình dịch mã:
Côđon AUA sẽ mã hóa axit amin Met (mêtiônin).
Côđon CCC sẽ mã hóa axit amin Pro (prolin).
Côđon CUA sẽ mã hóa axit amin Leu (leucin).
Côđon UUC sẽ mã hóa axit amin Phe (phenylalanin).
Côđon CCU sẽ mã hóa axit amin Pro (prolin).
Bài tập 2 trang 64 SGK Sinh học 12
Tham khảo bảng mã di truyền và trả lời các câu hỏi sau:
a) Các côđon nào trong mARN mã hoá glixin? Theo bảng mã di truyền, côđon mã hóa cho axit amin glixin là GGU, GGC, GGA, GGG.
b) Có bao nhiêu côđon mã hoá lizin? Đối với mỗi côđon hãy viết bộ ba đối mã bổ sung? Lizin được mã hóa bởi hai côđon AAA và AAG. Bộ ba đối mã bổ sung đối với các côđon này là:
Côđon AAA có bộ ba đối mã là UUU.
Côđon AAG có bộ ba đối mã là UUC.
c) Khi côđon AAG trên mARN được dịch mã thì axit amin nào được bổ sung vào chuỗi pôlipeptit? Côđon AAG mã hóa cho axit amin Lys (lizin), vì vậy khi côđon này được dịch mã, axit amin lizin sẽ được bổ sung vào chuỗi pôlipeptit.
Bài tập 3 trang 64 SGK Sinh học 12
Một đoạn chuỗi pôlipeptit là Arg-Gly-Ser-Phe-Val-Asp-Arg được mã hoá bởi đoạn ADN sau:
- GGXTAGXTGXTTXTTTGGGGA- -XXGATXGAXGAAGAAAXXXXT-
Mạch nào là mạch khuôn mã gốc? Đánh dấu mỗi mạch bằng hướng đúng của nó: (5’ → 3’ hay 3’ → 5’). Để xác định mạch khuôn, ta cần nhìn vào các axit amin và từ đó xác định được trình tự của các côđon trên mARN, sau đó suy ra trình tự của mạch ADN bổ sung.
Mạch pôlipeptit Arg-Gly-Ser-Phe-Val-Asp-Arg có trình tự các côđon trên mARN như sau: 5' ACGGGGCCGGGGAAGGAGGGAAG 3'
Mạch ADN bổ sung (mạch khuôn) sẽ có trình tự: 3' TGCCCTGGCCCTTCCCTCCTTCT 5'
Vậy, mạch khuôn là mạch có hướng 3' → 5'.
Bài tập 4 trang 64 SGK Sinh học 12
Một đoạn pôlipeptit gồm các axit amin sau: Val-Trp-Lys-Pro
Biết rằng các axit amin được mã hóa bởi các bộ ba sau:
Val: GUU
Trp: UGG
Lys: AAG
Pro: CCU
a) Bao nhiêu côđon cần cho việc đặt các axit amin này vào mã hoá cho chuỗi đoạn pôlipeptit được tổng hợp đó? Vì mỗi axit amin được mã hóa bởi một côđon, nên tổng số côđon cần để mã hóa cho chuỗi pôlipeptit Val-Trp-Lys-Pro là 4 côđon.
b) Viết trình tự các nuclêôtit tương ứng trên mARN? Trình tự mARN tương ứng với các côđon mã hóa cho các axit amin sẽ là: 5' GUU UGG AAG CCU 3'
Bài tập 5 trang 65 SGK Sinh học 12
Một đoạn mARN có trình tự các nuclêôtit như sau: ... XAUAAGAAUXUUGX....
a) Viết trình tự nuclêôtit của ADN đã tạo ra đoạn mARN này. Để xác định mạch ADN bổ sung, ta thay các nuclêôtit mARN theo nguyên tắc bổ sung:
A với T
U với A
G với C
C với G
Do đó, mạch ADN sẽ có trình tự: 3' TATTTCTTATGGAACG 5'
b) Viết 4 axit amin có thể được dịch mã từ điểm khởi đầu của đoạn mARN trên. Các côđon của mARN này là:
AUA: mã hóa cho axit amin Ile (isoleucine)
AAG: mã hóa cho axit amin Lys (lizin)
AAU: mã hóa cho axit amin Asn (asparagin)
XUU: mã hóa cho axit amin Leu (leucin)
c) Cho rằng đột biến thay thế nuclêôtit xảy ra trong ADN ban đầu làm cho nuclêôtit thứ 3 là u của mARN được thay bằng G. Khi thay thế U bằng G, mạch mARN sẽ có sự thay đổi và dẫn đến việc mã hóa một axit amin khác. Chúng ta sẽ phải thay đổi chuỗi axit amin tương ứng và xác định lại kết quả.
d) Cho rằng việc bổ sung thêm 1 nuclêôtit xảy ra trong ADN ban đầu làm cho G được bổ sung thêm vào giữa nuclêôtit thứ 3 và thứ 4 của mARN này. Kết quả của đột biến này sẽ thay đổi cấu trúc của chuỗi axit amin do sự thay đổi trong quá trình phiên mã.
e) Trên cơ sở những thông tin ở (c) và (d), loại đột biến nào trong ADN có ảnh hưởng lớn hơn lên prôtêin được dịch mã (thay thế nuclêôtit hay thêm nuclêôtit)? Giải thích. Thay thế nuclêôtit có thể gây ra sự thay đổi trong một axit amin cụ thể trong chuỗi pôlipeptit, nhưng đột biến bổ sung nuclêôtit có thể làm thay đổi cấu trúc toàn bộ chuỗi axit amin và có ảnh hưởng lớn hơn đến chức năng của prôtêin.
Bài tập 6 trang 65 SGK Sinh học 12
Số lượng NST lưỡng bội của một loài 2n = 10. Dự đoán xem có bao nhiêu NST có thể được dự đoán ở:
A. Thể một B. Thể ba C. Thể bốn D. Thể ba kép E. Thể không
Để giải quyết bài tập này, ta phải tính toán số lượng nhiễm sắc thể trong các thể lệch bội tương ứng. Mỗi thể lệch bội sẽ có số lượng nhiễm sắc thể khác nhau tùy thuộc vào sự thiếu hoặc thừa một hay nhiều nhiễm sắc thể so với số lưỡng bội.
A. Thể một Thể một xảy ra khi một tế bào có số lượng nhiễm sắc thể giảm đi một, tức là thiếu một nhiễm sắc thể so với số lưỡng bội. Nếu số lưỡng bội của loài là 2n = 10, thì thể một sẽ có số lượng nhiễm sắc thể là n = 5.
B. Thể ba Thể ba xảy ra khi một tế bào có thừa một nhiễm sắc thể so với số lưỡng bội. Trong trường hợp này, nếu số lưỡng bội là 2n = 10, thì thể ba sẽ có số lượng nhiễm sắc thể là 2n + 1 = 11.
C. Thể bốn Thể bốn xảy ra khi một tế bào có thêm hai nhiễm sắc thể so với số lưỡng bội. Do đó, số lượng nhiễm sắc thể trong thể bốn là 2n + 2 = 12.
D. Thể ba kép Thể ba kép xảy ra khi một tế bào có hai nhiễm sắc thể thừa ở hai cặp nhiễm sắc thể khác nhau. Trong trường hợp này, nếu số lưỡng bội của loài là 2n = 10, thể ba kép sẽ có số lượng nhiễm sắc thể là 2n + 2 = 12.
E. Thể không Thể không xảy ra khi tế bào thiếu toàn bộ một cặp nhiễm sắc thể, do đó số lượng nhiễm sắc thể sẽ giảm xuống n = 5.
Bài tập 7 trang 65 SGK Sinh học 12
Giả sử rằng ở cây cà độc dược thuộc loại thể ba nhiễm về NST số 2 (sự bất cặp của các NST số 2 trong quá trình giảm phân xảy ra theo kiểu hai NST số 2 bắt đôi với nhau và NST số 2 còn lại đứng một mình). Giả sử sự phối hợp và phân li giữa các NST xảy ra hoàn toàn ngẫu nhiên.
Có bao nhiêu loại cây con có thể được sinh ra và mỗi loại chiếm tỉ lệ bao nhiêu khi cây ba nhiễm trên được thụ phấn bằng phấn của cây lưỡng bội bình thường?
Cây ba nhiễm về NST số 2 có thể có ba loại dạng giao tử:
Giao tử chứa 2 NST số 2 (do cả hai NST số 2 trong cây ba nhiễm đều có thể kết hợp với nhau).
Giao tử chứa 1 NST số 2 (do một NST số 2 không tham gia kết hợp trong quá trình phân li).
Khi cây ba nhiễm này thụ phấn với cây lưỡng bội bình thường, các dạng giao tử từ cây ba nhiễm có thể kết hợp với các giao tử từ cây lưỡng bội theo những tỉ lệ khác nhau. Kết quả phân tích cho thấy, cây con sẽ có ba kiểu gen tiềm năng sau đây, với các tỉ lệ khác nhau:
Loại 1: Cây con có thể có ba nhiễm sắc thể số 2, tỉ lệ là 1/2.
Loại 2: Cây con có thể có hai nhiễm sắc thể số 2, tỉ lệ là 1/4.
Loại 3: Cây con có thể có một nhiễm sắc thể số 2, tỉ lệ là 1/4.
Bài tập 8 trang 65 SGK Sinh học 12
Bộ lưỡng bội NST của một loài sinh vật 2n = 24.
a) Có bao nhiêu NST được dự đoán ở thể đơn bội, thể tam bội và thể tứ bội?
Thể đơn bội có số nhiễm sắc thể bằng n = 12 (do thể đơn bội chỉ có một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể từ bộ lưỡng bội 2n).
Thể tam bội có số nhiễm sắc thể bằng 3n = 36.
Thể tứ bội có số nhiễm sắc thể bằng 4n = 48.
b) Trong các dạng đa bội trên, dạng nào là đa bội lẻ, dạng nào là đa bội chẵn?
Đa bội lẻ là thể tam bội, vì số nhiễm sắc thể là một số lẻ.
Đa bội chẵn là thể tứ bội, vì số nhiễm sắc thể là một số chẵn.
c) Nếu cơ chế hình thành các dạng đa bội trên?
Các dạng đa bội được hình thành trong quá trình phân chia tế bào, đặc biệt là qua sự sai sót trong quá trình giảm phân hoặc sự kết hợp không bình thường của các tế bào giao tử. Thể tam bội thường xảy ra khi có sự thừa một nhiễm sắc thể trong giao tử, còn thể tứ bội xảy ra khi có sự kết hợp hai bộ nhiễm sắc thể từ hai giao tử khác nhau.
Bài tập 9 trang 66 SGK Sinh học 12
Những phân tích di truyền tế bào học cho biết rằng, có 2 loài chuối khác nhau: chuối rừng lưỡng bội và chuối nhà trồng tam bội. Ở những loài này, gen A xác định thân cao, trội hoàn toàn so với alen a xác định thân thấp. Khi gây đột biến nhân tạo, người ta thu được một số dạng tứ bội và các dạng này chỉ tạo các giao tử lưỡng bội có khả năng sống.
a) Xác định kết quả phân li về kiểu gen và kiểu hình ở các phép lai sau:
mẹ Aaaa X bố Aaaa
Kết quả lai: Mẹ và bố đều có kiểu gen Aaaa (mang alen A trội và a lặn). Kết quả phân li kiểu gen có thể là AAaa hoặc Aaaa.
Về kiểu hình: Mọi con đều có thân cao (do gen A trội).
mẹ AAaa X bố AAaa
Kết quả lai: Mẹ và bố đều có kiểu gen AAaa. Kiểu gen con có thể là AA, Aa, hoặc aa.
Về kiểu hình: Tất cả các con sẽ có thân cao (vì gen A trội).
b) Hãy cho biết một số đặc điểm quan trọng khác nhau ở chuối rừng và chuối nhà.
Chuối rừng thường có thân cao, trái nhỏ và ít hạt. Chuối nhà thường có trái lớn, nhiều hạt và dễ trồng hơn.
c) Thử giải thích nguồn gốc và quá trình xuất hiện chuối nhà.
Chuối nhà được cho là đã được phát triển từ chuối rừng thông qua quá trình lai giống và chọn lọc tự nhiên. Các đặc điểm như trái lớn, dễ ăn, và khả năng sinh sản đã được cải thiện qua thời gian nhờ vào sự đột biến và lai tạo giữa các giống chuối khác nhau.
Bài tập 1 trang 66 SGK Sinh học 12
Bệnh phêninkêtô niệu ở người là do một gen lặn nằm trên NST thường quy định và di truyền theo quy luật Menđen. Một người đàn ông có cô em gái bị bệnh lấy một người vợ có người anh trai bị bệnh. Cặp vợ chồng này lo sợ con mình sinh ra sẽ bị bệnh. Hãy tính xác suất để cặp vợ chồng này sinh đứa con đầu lòng bị bệnh? Biết rằng, ngoài người em chồng và anh vợ bị bệnh ra, cả bên vợ và bên chồng không còn ai khác bị bệnh?
Phêninkêtô niệu là bệnh di truyền lặn, do đó cặp vợ chồng này có thể mang gen lặn mà không bị bệnh. Vì người em chồng và anh vợ đều bị bệnh, họ có kiểu gen aa, và do đó người chồng và người vợ phải có kiểu gen Aa (mang gen lặn nhưng không bị bệnh). Xác suất để cặp vợ chồng này sinh con bị bệnh là 1/4 vì mỗi con có khả năng nhận gen lặn từ cả bố và mẹ.
Bài tập 2 trang 66 SGK Sinh học 12
Trong phép lai giữa hai cá thể có kiểu gen sau đây:
AaBbCcDdEe X aaBbccDdee
Các cặp gen quy định các tính trạng khác nhau nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau. Hãy cho biết:
a) Tỉ lệ đời con có kiểu hình trội về 5 tính trạng là bao nhiêu?
Để xác định tỉ lệ đời con có kiểu hình trội về tất cả 5 tính trạng, ta phải xét từng cặp alen:
A/a: Tính trạng trội là A, bố có kiểu gen Aa, mẹ có kiểu gen aa. Xác suất con nhận alen trội A từ bố là 1/2.
B/b: Tính trạng trội là B, bố có kiểu gen Bb, mẹ có kiểu gen Bb. Xác suất con nhận alen trội B từ mỗi bố hoặc mẹ là 3/4.
C/c: Tính trạng trội là C, bố có kiểu gen Cc, mẹ có kiểu gen cc. Xác suất con nhận alen trội C từ bố là 1/2.
D/d: Tính trạng trội là D, bố có kiểu gen Dd, mẹ có kiểu gen Dd. Xác suất con nhận alen trội D từ mỗi bố hoặc mẹ là 3/4.
E/e: Tính trạng trội là E, bố có kiểu gen Ee, mẹ có kiểu gen ee. Xác suất con nhận alen trội E từ bố là 1/2.
Tỉ lệ đời con có kiểu hình trội về 5 tính trạng là tích các xác suất của mỗi cặp gen:
b) Tỉ lệ đời con có kiểu hình giống mẹ là bao nhiêu?
Để xác định tỉ lệ con có kiểu hình giống mẹ, ta phải tính xác suất con nhận được alen giống mẹ ở từng tính trạng. Với kiểu gen của mẹ là aaBbccDdee, chúng ta có:
A/a: Mẹ có kiểu gen aa, do đó con phải nhận alen a từ cả bố và mẹ, tỉ lệ bằng 0.
B/b: Con có thể nhận alen B từ mẹ và alen b từ bố, tỉ lệ nhận alen giống mẹ là 1/2.
C/c: Mẹ có kiểu gen cc, con phải nhận alen c từ cả bố và mẹ, tỉ lệ bằng 0.
D/d: Mẹ có kiểu gen ee, do đó con phải nhận alen e từ mẹ và D từ bố, tỉ lệ bằng 0.
E/e: Mẹ có kiểu gen ee, con sẽ nhận alen e từ mẹ và có xác suất bằng 0.
Tỉ lệ con có kiểu hình giống mẹ là 0, do có các tính trạng không có khả năng nhận alen giống mẹ.
c) Tỉ lệ đời con có kiểu gen giống bố là bao nhiêu?
Để xác định tỉ lệ đời con có kiểu gen giống bố, ta phải tính xác suất con nhận kiểu gen của từng cặp gen từ bố:
A/a: Bố có kiểu gen Aa, con có xác suất 1/2 nhận alen A từ bố.
B/b: Bố có kiểu gen Bb, con có xác suất 1/2 nhận alen B từ bố.
C/c: Bố có kiểu gen Cc, con có xác suất 1/2 nhận alen C từ bố.
D/d: Bố có kiểu gen Dd, con có xác suất 1/2 nhận alen D từ bố.
E/e: Bố có kiểu gen Ee, con có xác suất 1/2 nhận alen E từ bố.
Tỉ lệ đời con có kiểu gen giống bố là tích các xác suất của mỗi cặp gen:
\(P(kiểu gen gioˆˊng boˆˊ)=12×12×12×12×12=132P(\text{kiểu gen giống bố}) = \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{32}P(kiểu gen gioˆˊng boˆˊ)=21×21×21×21×21=321\)
Bài tập 3 trang 66 SGK Sinh học 12
Bệnh mù màu đỏ và xanh lục ở người là do một gen lặn liên kết với NST X. Một phụ nữ bình thường có bố bị mù màu lấy một người chồng bị mù màu.
a) Xác suất để đứa con đầu lòng của cặp vợ chồng này là con trai bị bệnh mù màu là bao nhiêu?
Bố bị mù màu: Bố có kiểu gen XᵐY, nơi Xᵐ là nhiễm sắc thể X mang gen bệnh mù màu.
Mẹ bình thường nhưng có bố bị mù màu: Mẹ có kiểu gen XᴹXᵐ, nơi Xᴹ là nhiễm sắc thể X mang gen bình thường và Xᵐ mang gen mù màu.
Khi mẹ có kiểu gen XᴹXᵐ và bố có kiểu gen XᵐY, xác suất để con trai (kiểu gen XY) nhận được Xᵐ từ mẹ và Y từ bố là 1/2. Vì vậy, xác suất con trai bị bệnh mù màu là 1/2.
b) Xác suất để đứa con đầu lòng của cặp vợ chồng này là con gái bị bệnh mù màu là bao nhiêu?
Khi mẹ có kiểu gen XᴹXᵐ và bố có kiểu gen XᵐY, xác suất để con gái (kiểu gen XX) nhận được Xᵐ từ cả mẹ và bố là 1/2. Vì vậy, xác suất con gái bị bệnh mù màu là 1/4.
Bài tập 4 trang 67 SGK Sinh học 12
Người ta lai một con ruồi cái mắt nâu và cánh ngắn, lấy từ dòng ruồi thuần chủng với một con ruồi đực thuần chủng có mắt đỏ, cánh dài. Đời F1 có các kiểu hình như sau: toàn bộ ruồi cái có mắt đỏ, cánh dài còn toàn bộ ruồi đực có mắt đỏ nhưng cánh ngắn.
Cho các con ruồi đực và cái F1 giao phối ngẫu nhiên với nhau người ta thu được F2 với tỉ lệ kiểu hình cả ở hai giới như sau:
38\frac{3}{8}83 mắt đỏ, cánh dài.
38\frac{3}{8}83 mắt đỏ, cánh ngắn.
18\frac{1}{8}81 mắt nâu, cánh dài.
18\frac{1}{8}81 mắt nâu, cánh ngắn.
Từ kết quả lai nói trên hãy xác định kiểu gen của ruồi bố, mẹ, F1 và các con ruồi F2.
Chúng ta có thể phân tích kết quả lai để xác định các kiểu gen sau đây:
Ruồi bố: Ruồi đực thuần chủng có mắt đỏ và cánh dài có kiểu gen XᴹY, CC (mắt đỏ là trội, cánh dài là trội).
Ruồi mẹ: Ruồi cái mắt nâu và cánh ngắn thuần chủng có kiểu gen XᵐXᵐ, cc (mắt nâu là lặn, cánh ngắn là lặn).
Ruồi F1: Toàn bộ ruồi cái có mắt đỏ và cánh dài, còn ruồi đực có mắt đỏ nhưng cánh ngắn. Kiểu gen của F1 là XᴹXᵐ, Cc (ruồi cái có mắt đỏ và cánh dài, ruồi đực có mắt đỏ và cánh ngắn).
Con ruồi F2: Tỉ lệ kiểu hình ở F2 cho thấy kết quả phân li của tính trạng di truyền. Kết quả này là sự kết hợp giữa các alen của tính trạng mắt và cánh, phân li theo các tỉ lệ 3:1.
Bài tập 5 trang 67 SGK Sinh học 12
Nếu có hai dòng ruồi giấm thuần chủng, một dòng có kiểu hình mắt nâu và một dòng có kiểu hình mắt đỏ son. Làm thế nào có thể biết được lôcut gen quy định tính trạng màu mắt này nằm trên NST thường, NST giới tính X hay trong ti thể?
Để xác định vị trí lôcut gen quy định tính trạng màu mắt, ta cần dựa vào kết quả phân li kiểu hình ở đời con khi lai giữa hai dòng ruồi thuần chủng này. Nếu kết quả phân li chỉ xuất hiện kiểu hình đặc trưng cho một giới tính (ví dụ, chỉ có ruồi cái hoặc ruồi đực có kiểu hình khác biệt), có thể xác định gen nằm trên NST giới tính X. Nếu kết quả phân li không phân biệt giới tính, thì gen có thể nằm trên NST thường.
