Để giải bài tập này, ta cần hiểu rõ quá trình di truyền ở mức độ phân tử, bao gồm các bước: từ ADN đến mARN, tiếp theo là quá trình dịch mã và hình thành chuỗi pôlipeptit, và cuối cùng là sự hình thành protein và tính trạng. Các bước này được minh họa qua sơ đồ:
ADN → mARN: Quá trình sao chép ADN tạo ra mRNA thông qua cơ chế sao mã. ADN được sao chép để tạo ra mRNA trong quá trình này, mRNA mang thông tin di truyền từ ADN ra ngoài nhân tế bào để tham gia vào quá trình dịch mã.
mARN → pôlipeptit: Quá trình dịch mã diễn ra tại ribosome, mRNA được dịch thành một chuỗi polypeptit qua sự tham gia của các tRNA mang axit amin tới ribosome. Các axit amin này liên kết lại với nhau tạo thành một chuỗi polypeptit.
pôlipeptit → prôtêin: Quá trình gấp nếp của chuỗi polypeptit này dẫn đến sự hình thành protein hoàn chỉnh, có cấu trúc ba chiều và có khả năng thực hiện các chức năng sinh học.
prôtêin → tính trạng: Protein sẽ thực hiện chức năng sinh học trong cơ thể, từ đó quyết định các tính trạng như hình thái, sinh lý của sinh vật.
Bài tập 2 trang 102 SGK Sinh học 12
Mỗi mạch của phân tử ADN được tổng hợp theo một cách khác nhau vì cơ chế sao chép của ADN phụ thuộc vào hướng của các mạch. Phân tử ADN có cấu trúc hai sợi xoắn kép, mỗi sợi trong đó có một chiều 5' → 3' và chiều đối diện là 3' → 5'. Quá trình sao chép ADN diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và có tính hướng. Một mạch được tổng hợp liên tục theo chiều 5' → 3' gọi là mạch dẫn, còn mạch kia, do sự đối xứng của ADN, chỉ có thể được tổng hợp gián đoạn. Mạch gián đoạn này phải được tổng hợp thành nhiều đoạn ngắn gọi là đoạn Okazaki, sau đó các đoạn này được nối lại với nhau nhờ enzim ligase.
Do đó, sự khác biệt trong việc tổng hợp mạch dẫn và mạch gián đoạn là lý do tại sao mỗi mạch của phân tử ADN lại được tổng hợp theo cách khác nhau.
Bài tập 3 trang 102 SGK Sinh học 12
Biến dị trong di truyền có thể được phân loại theo các tiêu chí khác nhau. Các loại biến dị phổ biến bao gồm biến dị di truyền và biến dị không di truyền, trong đó biến dị di truyền có thể chia thành biến dị di truyền gen và biến dị di truyền không gen.
Biến dị di truyền gen bao gồm các biến dị do sự thay đổi trong cấu trúc gen, như đột biến gen, hoặc các biến dị do sự thay đổi trong số lượng và cấu trúc của nhiễm sắc thể, như đột biến nhiễm sắc thể.
Biến dị không di truyền có thể là các biến dị được tạo ra bởi các yếu tố môi trường, như sự thay đổi trong điều kiện sống của sinh vật hoặc sự thay đổi trong chế độ dinh dưỡng.
Ngoài ra, biến dị còn có thể được phân loại theo tính chất của các kiểu gen, ví dụ như biến dị di truyền theo kiểu gen đồng hợp tử hoặc dị hợp tử.
Bài tập 4 trang 102 SGK Sinh học 12
Trong trường hợp cây đậu Hà Lan có kiểu gen dị hợp tử (Aa) cho màu hoa đỏ, khi tự thụ phấn, ta có thể sử dụng quy luật di truyền Mendel để giải bài toán xác suất.
Khi tự thụ phấn, các gen Aa sẽ phân li theo tỷ lệ 1:2:1, nghĩa là 25% cây con sẽ có kiểu gen AA (hoa đỏ), 50% cây con sẽ có kiểu gen Aa (hoa đỏ), và 25% sẽ có kiểu gen aa (hoa trắng).
Để tính xác suất cho trường hợp cả 5 cây con đều có hoa trắng, ta cần tính xác suất cho mỗi cây con có hoa trắng (aa), và sau đó nhân các xác suất này lại với nhau. Xác suất cho một cây con có hoa trắng là 25% (0,25), do đó xác suất để cả 5 cây con đều có hoa trắng là\( (0,25)5(0,25)^5(0,25)5.\)
Tiếp theo, để tính xác suất có ít nhất một cây con hoa đỏ trong số 5 cây con, ta cần tính xác suất ngược lại: xác suất không có cây nào hoa đỏ. Xác suất một cây con không có hoa đỏ là xác suất cây con có hoa trắng (aa), tức là 25% (0,25). Xác suất để tất cả 5 cây con đều có hoa trắng là \((0,25)5(0,25)^5(0,25)5\), và xác suất có ít nhất một cây con hoa đỏ là 1 trừ đi xác suất không có cây nào hoa đỏ.
Bài tập 5 trang 102 SGK Sinh học 12
Bệnh bạch tạng là một bệnh di truyền do gen lặn gây ra. Tỉ lệ con cái bị bệnh bạch tạng chiếm khoảng 25% là do gen này tuân theo quy luật di truyền Mendel. Các bậc phụ huynh bình thường nhưng mang gen bệnh sẽ có kiểu gen dị hợp tử (Aa). Khi hai người có kiểu gen Aa kết hôn, họ sẽ có 25% xác suất sinh ra con bị bệnh bạch tạng (aa).
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, những cặp vợ chồng đều bị bệnh bạch tạng lại sinh ra con bình thường. Điều này có thể xảy ra nếu một trong hai người có một sự thay đổi ở nhiễm sắc thể giới tính, chẳng hạn như sự di truyền gen từ các gen lặn không bình thường do sự can thiệp của yếu tố gen lạ hoặc sự xuất hiện của đột biến trong quá trình phân chia tế bào.
Bài tập 6 trang 102 SGK Sinh học 12
Bệnh di truyền do gen lặn liên kết với giới tính X ở người dễ được phát hiện hơn so với bệnh do gen lặn nằm trên NST thường vì gen lặn liên kết với giới tính X có ảnh hưởng mạnh mẽ hơn lên giới tính nữ. Phụ nữ có hai nhiễm sắc thể X, trong khi nam giới chỉ có một nhiễm sắc thể X. Vì vậy, nếu có gen lặn liên kết với X trong cơ thể nữ giới, một trong hai nhiễm sắc thể X có thể mang gen này mà không gây ra bệnh, còn ở nam giới, nếu gen lặn này có mặt trên nhiễm sắc thể X duy nhất của họ, nó sẽ biểu hiện ra bệnh ngay lập tức.
Bài tập 7 trang 102 SGK Sinh học 12
Quần thể được gọi là cân bằng di truyền (cân bằng Hacđi - Vanbec) khi tần số alen trong quần thể không thay đổi qua các thế hệ. Cân bằng di truyền xảy ra khi các yếu tố như di cư, đột biến, chọn lọc tự nhiên, và giao phối ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen trong quần thể.
Bài tập 8 trang 102 SGK Sinh học 12
Để tạo giống vi sinh vật, người ta thường sử dụng phương pháp chọn lọc tự nhiên hoặc kỹ thuật biến đổi gen. Cả hai phương pháp này đều giúp tăng cường các đặc tính mong muốn của vi sinh vật, từ đó tạo ra các giống vi sinh vật có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt hơn, hoặc có khả năng chống chịu với các điều kiện khắc nghiệt hơn.
Bài tập 9 trang 102 SGK Sinh học 12
Từ sự phân loại này, ta có thể kết luận rằng bộ NST của con người có ảnh hưởng đến giới tính. Sự hiện diện hoặc thiếu hụt nhiễm sắc thể X hoặc Y sẽ quyết định giới tính của một cá thể, và các bộ NST này có ảnh hưởng đến khả năng sinh sản cũng như sự phát triển của các đặc điểm giới tính.
Bài tập 3 trang 123 SGK Sinh học 12 Nâng cao
Sơ đồ phân loại biến dị bao gồm các loại biến dị do gen và không do gen, trong đó biến dị gen có thể là do thay đổi cấu trúc hoặc số lượng gen, còn biến dị không gen có thể là do tác động của môi trường sống.
Bài tập 5 trang 124 SGK Sinh học 12 Nâng cao
Bảng tóm tắt các quy luật di truyền liệt kê các quy luật cơ bản như phân li, di truyền độc lập, hoán vị gen, v.v. Tất cả các quy luật này đều có cơ sở tế bào rõ ràng, chẳng hạn như sự phân chia nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân, hoặc sự tương tác giữa các gen không alen.
Bài tập 7 trang 125 SGK Sinh học 12 Nâng cao
Quần thể tự phối sẽ làm giảm tỉ lệ dị hợp tử và tăng tỉ lệ đồng hợp tử qua các thế hệ, trong khi quần thể ngẫu phối duy trì tần số alen ổn định và tạo ra nguồn biến dị tổ hợp phong phú.
