Giải BT SGK Bài 16 Sinh học 9: ADN và bản chất của gen

Giải BT SGK Bài 16 Sinh học 9: ADN và bản chất của gen

Hướng dẫn giải bài tập SGK Cơ bản và Nâng cao Sinh học 9 chương ADN và gen Bài 16: ADN và bản chất của gen

Bài tập 1 trang 50 SGK Sinh học 9: Mô tả sơ lược quá trình tự nhân đôi ADN

Quá trình tự nhân đôi ADN (hay còn gọi là quá trình tái bản ADN) là một trong những cơ chế quan trọng giúp truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào. Quá trình này xảy ra trong nhân tế bào, tại pha S của chu kỳ tế bào. Dưới đây là mô tả chi tiết:

1. Mở xoắn ADN:

   ADN là một đại phân tử xoắn kép, để tiến hành nhân đôi, trước hết cần tháo xoắn hai mạch của nó. Enzyme helicase thực hiện nhiệm vụ phá vỡ các liên kết hidro giữa các bazơ nitơ bổ sung, tách hai mạch đơn của ADN mẹ ra thành hai mạch khuôn. Vùng tách này tạo thành một chạc chữ Y gọi là chạc tái bản.

2. Hình thành mạch mới:

   Sau khi hai mạch khuôn được tách, enzyme ADN polymerase sẽ sử dụng mỗi mạch khuôn làm khuôn mẫu để tổng hợp mạch mới. Các nucleotide tự do trong môi trường nội bào sẽ liên kết với các nucleotide trên mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T, G liên kết với X (và ngược lại).

3. Tổng hợp mạch mới theo hướng 5’ → 3’:

   ADN polymerase chỉ hoạt động theo một chiều nhất định (từ đầu 5’ đến 3’ của mạch mới). Do đó:Mạch khuôn có đầu 3’ → 5’ được tổng hợp liên tục.Mạch khuôn có đầu 5’ → 3’ được tổng hợp ngắt quãng, tạo ra các đoạn Okazaki, sau đó các đoạn này được nối lại với nhau nhờ enzyme ligase.

4. Kết thúc quá trình tái bản:

   Khi enzyme ADN polymerase di chuyển đến điểm kết thúc tái bản, hai mạch ADN mới sẽ được hình thành. Mỗi phân tử ADN con gồm một mạch cũ từ ADN mẹ và một mạch mới tổng hợp. Đây là cơ chế bán bảo toàn của quá trình nhân đôi.

5. Ý nghĩa:

   Quá trình tự nhân đôi ADN đảm bảo sự chính xác cao trong việc sao chép thông tin di truyền, giúp tế bào mới được sinh ra mang đầy đủ thông tin di truyền từ tế bào mẹ.

Bài tập 2 trang 50 SGK Sinh học 9: Giải thích vì sao hai ADN con được tạo ra qua cơ chế nhân đôi lại giống ADN mẹ

Hai phân tử ADN con được tạo ra từ quá trình nhân đôi ADN luôn giống phân tử ADN mẹ nhờ vào các yếu tố sau:

1. Cơ chế bán bảo toàn:

   Trong quá trình nhân đôi, mỗi phân tử ADN con đều giữ lại một mạch đơn từ ADN mẹ và bổ sung một mạch mới tổng hợp. Mạch khuôn mẹ đóng vai trò hướng dẫn để tổng hợp mạch bổ sung mới chính xác theo nguyên tắc bổ sung: A-T, G-X. Nhờ đó, các ADN con có cấu trúc tương tự ADN mẹ.

2. Nguyên tắc bổ sung:

   Nguyên tắc bổ sung là yếu tố then chốt đảm bảo độ chính xác của quá trình tái bản. Các nucleotide trên mạch khuôn mẹ liên kết với nucleotide tự do trong môi trường nội bào dựa trên nguyên tắc bổ sung:A của mạch khuôn luôn liên kết với T của mạch mới.G của mạch khuôn luôn liên kết với X của mạch mới (và ngược lại).

3. Hoạt động của enzyme ADN polymerase:

   Enzyme ADN polymerase có chức năng kiểm tra và sửa lỗi trong quá trình tổng hợp mạch mới. Nếu có sai sót trong việc ghép cặp nucleotide, enzyme này sẽ phát hiện và thay thế nucleotide sai bằng nucleotide đúng.

4. Ý nghĩa:

   Cơ chế nhân đôi ADN giúp duy trì tính ổn định của vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào, đảm bảo rằng thông tin di truyền được truyền đạt chính xác từ tế bào mẹ sang tế bào con.

Bài tập 3 trang 50 SGK Sinh học 9: Nêu bản chất hoá học và chức năng của gen

1. Bản chất hóa học của gen:

   Gen là một đoạn của phân tử ADN, mang thông tin di truyền để tổng hợp một sản phẩm sinh học nhất định (thường là protein hoặc ARN).ADN (cấu tạo nên gen) là một đại phân tử hữu cơ thuộc nhóm axit nucleic. ADN gồm hai mạch polynucleotide xoắn kép, mỗi nucleotide được cấu tạo từ ba thành phần:Đường deoxyribose (C5H10O4).Nhóm photphat (PO4).Một bazơ nitơ (Adenin - A, Timin - T, Guanin - G, Xitozin - X).Các bazơ nitơ trên hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung (A-T, G-X) bằng các liên kết hidro.

2. Chức năng của gen:

   Mã hóa thông tin di truyền:Gen chứa trình tự các nucleotide mã hóa trình tự axit amin trong phân tử protein. Mỗi bộ ba nucleotide trên gen gọi là một mã di truyền, mã hóa cho một axit amin nhất định.Truyền đạt thông tin di truyền:Gen truyền đạt thông tin di truyền từ thế hệ tế bào này sang thế hệ tế bào khác thông qua quá trình tự nhân đôi ADN và phân bào.Điều khiển các hoạt động sống:Gen kiểm soát quá trình tổng hợp protein và các hoạt động sống khác của tế bào, từ đó quyết định tính trạng của sinh vật.

3. Ý nghĩa của gen trong di truyền học:

   Gen là đơn vị cơ bản của di truyền học, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định và đa dạng của sinh giới.

Bài tập 4 trang 50 SGK Sinh học 9: Một đoạn mạch ADN có cấu trúc như sau

Mạch 1: A - G - T - X - X - T
Mạch 2: T - X - A - G - G - A

Viết cấu trúc của 2 đoạn ADN con được tạo thành sau khi đoạn mạch ADN mẹ nói trên kết thúc quá trình tự nhân đôi

Quá trình nhân đôi ADN diễn ra theo cơ chế bán bảo toàn, mỗi ADN con sẽ giữ lại một mạch của ADN mẹ và tổng hợp thêm một mạch mới bổ sung.

1. Xác định mạch bổ sung từ mạch khuôn mẹ:

   Mạch 1 (A - G - T - X - X - T): Dựa vào nguyên tắc bổ sung, mạch mới sẽ là T - X - A - G - G - A.Mạch 2 (T - X - A - G - G - A): Dựa vào nguyên tắc bổ sung, mạch mới sẽ là A - G - T - X - X - T.

2. Cấu trúc hai ADN con:

   ADN con 1:Mạch 1: A - G - T - X - X - T (mạch gốc từ ADN mẹ).Mạch mới: T - X - A - G - G - A.ADN con 2:Mạch 2: T - X - A - G - G - A (mạch gốc từ ADN mẹ).Mạch mới: A - G - T - X - X - T.

3. Kết luận:

   Hai đoạn ADN con được tạo ra đều giống hệt đoạn ADN mẹ, mỗi phân tử ADN con gồm một mạch cũ và một mạch mới tổng hợp. Điều này minh chứng cho cơ chế bán bảo toàn của quá trình tự nhân đôi ADN.