1. Theo mô hình operon Lac, tại sao prôtêin ức chế bị mất tác dụng?
Câu hỏi: Theo mô hình operon Lac, tại sao protein ức chế mất tác dụng?
A. Do lactozơ làm thay đổi cấu trúc không gian của nó.
B. Do protein ức chế bị phân hủy khi có lactozơ.
C. Do lactozơ làm cho gen điều hòa không hoạt động.
D. Do gen cấu trúc làm cho gen điều hoà bị bất hoạt.
Trả lời:
Do lactozơ liên kết với protein ức chế gây mất cấu hình không gian của protein ức chế -> mất tác dụng.
Đáp án cần chọn: A
2. Lý thuyết sinh học 12 - Điều hòa hoạt động gen
2.1. Khái quát về điều hòa hoạt động gen
Việc điều hòa hoạt động của gen bao gồm sự kiểm soát lượng sản phẩm mà gen tạo ra, bao gồm ARN và protein, cũng như sự điều hòa các quá trình nhân đôi ADN, phiên mã ARN và tổng hợp protein.
Ý nghĩa của việc điều hòa này là để đảm bảo rằng tế bào chỉ tổng hợp các protein cần thiết vào thời điểm phù hợp và với lượng cần thiết. Điều này giúp tế bào thích ứng với điều kiện môi trường cũng như đảm bảo sự phát triển bình thường của cơ thể.
Các mức độ điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật bao gồm phiên mã, dịch mã và sau dịch mã. Tuy nhiên, điều hòa hoạt động gen của tế bào nhân sơ thường xảy ra chủ yếu ở mức độ phiên mã.
2.2. Diều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân sơ
(1) Mô hình cấu trúc của operon Lac:
Operon là một tập hợp các gen cấu trúc liên quan chức năng và thường được sắp xếp theo dạng cụm, chia sẻ cùng một cơ chế điều hòa. Operon Lac là một loại operon điều chỉnh quá trình tổng hợp các enzyme thủy phân lactozo.
(2) Cấu trúc operon Lac ở E. coli:
- Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A): Nằm gần nhau và có mối liên kết chức năng.
- Vùng vận hành (O): Được đặc trưng bởi một đoạn nuclêôtít đặc biệt, là nơi protein ức chế gắn kết để ngăn chặn quá trình phiên mã của nhóm gen cấu trúc.
- Vùng khởi động (P): Nơi mà enzyme ARN-polimeraza bắt đầu quá trình sao chép mã.
- Gen điều hòa (R): Mặc dù không thuộc operon, nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh hoạt động của các gen trong operon bằng cách sản xuất protein ức chế.
(3) Sự điều chỉnh hoạt động của operon Lac:
- Trong môi trường không có lactozo: Protein ức chế, được tổng hợp từ gen điều hòa, sẽ gắn kết vào vùng vận hành, ngăn chặn quá trình phiên mã của nhóm gen cấu trúc.
- Trong môi trường có lactozo: Lactozo (đóng vai trò như chất kích hoạt) liên kết với protein ức chế, làm thay đổi cấu trúc không gian của nó, khiến cho protein ức chế trở nên không hoạt động và không gắn kết với vùng vận hành. Enzyme ARN polimeraza có thể liên kết vào vùng khởi động để bắt đầu quá trình phiên mã. Các phân tử ARN tiếp tục dịch mã để tổng hợp các enzyme thủy phân lactozo.
2.3. Điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân thực
- Sự điều chỉnh biểu hiện gen ở tế bào nhân thực đòi hỏi một quá trình điều chỉnh phức tạp hơn và đi qua nhiều giai đoạn so với tế bào nhân sơ. Các giai đoạn này bao gồm nhiễm sắc thể, tháo xoắn, phiên mã, biến đổi sau phiên mã, diễn ra trong quá trình mRNA rời khỏi nhân để đến tế bào chất, dịch mã và biến đổi sau khi dịch mã.
- Phần lớn tế bào nhân thực tồn tại trong các cơ thể đa bào, và mỗi tế bào không tự do biểu hiện chức năng của nó, mà thường chịu sự biệt hóa để phục vụ các chức năng chuyên biệt, duy trì sự cân bằng trong cơ thể.
- Bên cạnh sự biệt hóa tế bào, các cơ thể đa bào thường trải qua quá trình phát triển cá thể với nhiều giai đoạn phức tạp liên tiếp, trong đó có những gen chỉ biểu hiện ở giai đoạn phôi, sau đó bị tắt hoàn toàn.
3. Bài tập vận dụng liên quan
CÂU 1:
Một gen ở sinh vật nhân sơ có 3000 nuclêôtit và có tỉ lệ A/G=2/3. Khi gen này bị đột biến mất một cặp nuclêotit, do đó giảm đi 2 liên kết hiđrô so với gen bình thường, số lượng từng loại nuclêôtit của gen mới được hình thành sau đột biến là
A. A = T = 600 nu; G = X = 899 nu
B. A = T = 900 nu; G = X = 599 nu.
C. A = T = 600 nu; G = X = 900 nu.
D. A = T = 599 nu; G = X = 900 nu.
Đáp án: D
Phương pháp:
- Sử dụng công thức tính số nucleotit mỗi loại của gen khi biết tỷ lệ
- Sử dụng kiến thức về đột biến gen.
CÂU 2:
Khi nói về đột biến gen, các phát biểu nào sau đây đúng?
(1) Đột biến gen thay thế một cặp nucleotit luôn dẫn đến kết thúc sớm quá trình dịch mã
(2) Đột biến gen tạo ra các alen mới làm phong phú vốn gen của quần thể.
(3) Đột biến điểm là dạng đột biến gen có liên quan đến một số cặp nucleotit
(4) Đột biến gen có thể có lợi, có hại hoặc trung tính đối với thể đột biến
(5) Mức độ gây hại của alen đột biến phụ thuộc vào tổ hợp gen và điều kiện môi trường.
A. (2),(4),(5)
B. (3),(4),(5)
C. (1),(2),(3)
D. (1,(3),(5)
Đáp án: A
Xét các phát biểu
(1) Sai, đột biến thay thế tạo ra bộ ba kết thúc mới dẫn đến kết thúc sớm quá trình dịch mã.
(2) Đúng
(3) Sai, đột biến điểm chỉ liên quan đến 1 cặp nu
(4) Đúng
(5) Đúng
CÂU 3:
Một đoạn phân tử ADN ở sinh vật nhân thực có trình tự nucleotit trên mạch mã gốc là 3’..TGTGAAXTTGXA... 5’. Theo lí thuyết, trình tự nucleôtit trên mạch bổ sung của đoạn phân tử ADN này là
A. 5' ...TGTGAAXXTGXA... 3’
B. 5'...AAAGTTAXXGGT... 3’
C. 5’..TGXAAGTTXAXA... 3’
D. 5’...AXAXTTGAAXGT... 3’.
Đáp án: D
Phương pháp:
Sử dụng nguyên tắc bổ sung A - T; G - X và ngược lại.
Cách giải:
Mạch mã gốc: 3’ ....TGTGAAXTTGXA....5’
Mạch bổ sung: 5’ AXAXTTGAAXGT... .3’
CÂU 4:
Khi nói về đột biến gen, phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Đột biến gen có thể có lợi, có hại hoặc trung tính đối với thể đột biến
B. Phần lớn đột biến gen xảy ra trong quá trình nhân đôi ADN
C. Đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp chủ yếu của quá trình tiến hóa
D. Phần lớn đột biến điểm là dạng đột biến mất một cặp nucleotit
Đáp án: D
Phát biểu sai là D vì đột biến mất 1 cặp nucleotit có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng, nhưng không phải là phổ biến nhất.
CÂU 5:
Một phân tử mARN nhân tạo có tỉ lệ các loại nucleotit A:U:G:X = 4:3:2:1. Tỉ lệ bộ ba có chứa cả ba loại nuclêôtit A, U, G được mong đợi là
A. 7,2%
B. 21,6%
C. 2,4%
D. 14,4%
Đáp án: D
CÂU 6:
Trong cơ chế điều hoà hoạt động của operon Lac, khi môi trường không có lactose
A. Vùng vận hành không liên kết với protein điều hoà.
B. Gen cấu trúc không phiên mã.
C. Protein ức chế bị bất hoạt.
D. Gen điều hoà không hoạt động.
Đáp án: B
Khi môi trường không có lactose:
- Protein ức chế liên kết vào vùng vận hành (O) làm các gen cấu trúc không phiên mã → B đúng, A sai
- C sai.
- D sai vì có lactose hay không thì gen điều hòa vẫn hoạt động.
CÂU 7:
Với 4 loại nuclêôtit A, U, G, X, số mã di truyền mã hoá các axit amin là
A. 61
B. 18
C. 64
D. 27
Đáp án: A
Phương pháp: Áp dụng kiến thức về bảng mã di truyền.
Với 4 loại nucleotit A,U,G,X tạo ra 43 = 64 bộ ba, nhưng có 3 bộ ba mang tín hiệu kết thúc, không mã hóa axit amin nên số bộ ba mã hóa cho axit amin là 64 - 3 = 61.
CÂU 8:
Mối tương quan giữa protein ức chế với vùng vận hành O được thể hiện như thế nào?
A. Khi môi trường không có lactozo, protein ức chế gắn vào O, ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.
B. Khi môi trường không có lactozo, protein ức chế không gắn được vào O, không diễn ra sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.
C. Khi môi trường không có lactozo, protein ức chế không gắn được vào O, enzyme phiên mã có thể liên kết với vùng khởi động để tiến hành phiên mã nhóm gen cấu trúc.
D. Khi môi trường có lactozo, protein ức chế gắn vào O, ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.
Đáp án: A
Bài viết liên quan: 1000 câu hỏi trắc nghiệm Sinh học lớp 12 có đáp án mới nhất
Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết của Luật Minh Khuê về bài tập: Theo mô hình operon Lac, vì sao prôtêin ức chế bị mất tác dụng? Xin cảm ơn quý bạn đọc đã quan tâm theo dõi!
