MasterSchool
Đăng nhậpHS

Khoa học tự nhiên lớp 9 · KNTT · Chương 12

Lý thuyết KHTN 9 Bài 39: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA

Chương 12: Di truyền học Mendel. Cơ sở phân tử của hiện tượng di truyền · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 39: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ thí nghiệm minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi trắc nghiệm tự luận có lời giải chi tiết.

Lớp
6789
Môn
Toán họcNgữ vănTiếng AnhKhoa học tự nhiênLịch sử & Địa lýGiáo dục công dânTin họcCông nghệ

I. Lý thuyết trọng tâm bài học

I - QUÁ TRÌNH TÁI BẢN DNA

- Vị trí diễn ra: Quá trình tái bản DNA diễn ra trong nhân tế bào ở sinh vật nhân thực (hoặc vùng nhân ở sinh vật nhân sơ).

- Thời điểm diễn ra: Quá trình tái bản DNA diễn ra trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia.

- Diễn biến: Quá trình tái bản DNA gồm ba giai đoạn:

Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 39)
Hình 1: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 39)

Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 39)
Hình 1: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 39)

+ Giai đoạn 1: DNA tháo xoắn tách thành hai mạch đơn.

+ Giai đoạn 2: Các nucleotide tự do trong môi trường tế bào liên kết với các nucleotide trên mỗi mạch khuôn của DNA theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bằng 2 liên kết hydrogen, G liên kết với C bằng 3 liên kết hydrogen.

+ Giai đoạn 3: Hai mạch đơn gồm một mạch mới tổng hợp và một mạch khuôn xoắn trở lại với nhau, tạo ra hai phân tử DNA mới giống như phân tử DNA ban đầu.

- Kết quả: Qua quá trình tái bản, từ một DNA ban đầu tạo ra 2 DNA mới có trình tự nucleotide giống nhau và giống DNA ban đầu. Trong mỗi phân tử DNA mới tạo thành có 1 mạch của DNA ban đầu và 1 mạch mới tổng hợp.

- Ý nghĩa: Quá trình tái bản DNA giúp tạo ra hai bản sao giống nhau và giống DNA ban đầu, đảm bảo quá trình truyền thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể được ổn định liên tục.

II - QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ

Ở mọi sinh vật, dòng thông tin di truyền trên chuỗi polynucleotide của DNA không được chuyển trực tiếp thành chuỗi polypeptide tương ứng trên protein để biểu hiện thành tính trạng của cơ thể mà phải thông qua hai quá trình: phiên mã và dịch mã.

- Khái niệm: Phiên mã là quá trình tổng hợp các phân tử RNA dựa trên trình tự polynucleotide của gene (DNA).

- Vị trí diễn ra: Quá trình phiên mã diễn ra trong nhân tế bào ở sinh vật nhân thực (hoặc vùng nhân ở sinh vật nhân sơ).

- Thời điểm diễn ra: Quá trình phiên mã diễn ra trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia.

- Diễn biến: Quá trình phiên mã gồm ba giai đoạn:

Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 39)
Hình 2: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 39)

Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 39)
Hình 2: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 39)

Quá trình phiên mã từ một gene

+ Giai đoạn 1 (Khởi đầu): Enzyme RNA polymerase bám vào vùng điều hoà làm gene tháo xoắn để lộ ra mạch gốc có chiều 3’→ 5’ và bắt đầu tổng hợp mRNA tại vị trí đặc hiệu.

+ Giai đoạn 2 (Kéo dài): Enzyme RNA polymerase trượt dọc theo mạch gốc trên gene có chiều 3’ → 5’ và gắn các nucleotide trong môi trường nội bào liên kết với các nucleotide trên mạch gốc theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với U, T liên kết với A, G liên kết với C và C liên kết với G), để tổng hợp nên mRNA theo chiều  5’ → 3’. Vùng nào trên gene vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn của gene đóng xoắn ngay lại.

+ Giai đoạn 3 (Kết thúc): Khi enzyme di chuyển đến cuối gene, gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã dừng lại, phân tử RNA được giải phóng gồm một mạch, có chiều từ 5’ → 3’.

- Kết quả: Quá trình phiên mã tạo ra các phân tử RNA, RNA sau khi được tạo ra sẽ ra ngoài tế bào chất để thực hiện các chức năng.

→ Mối quan hệ giữa gene và RNA: Thông tin di truyền trên chuỗi polynucleotide của gene được dùng làm khuôn để tổng hợp chuỗi polyribonucleotide tương ứng của phân tử RNA theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với U, T liên kết với A, G liên kết với C và C liên kết với G. Do đó, trình tự các nucleotide trên mạch khuôn của gene quy định trình tự các nucleotide trên mạch RNA.

Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm

Tiêu chíTái bản (Nhân đôi) DNAPhiên mã (Tổng hợp RNA)
Nơi diễn ra & Thời điểmTrong nhân tế bào, ở kì trung gian trước khi phân bàoTrong nhân tế bào, ở kì trung gian khi tế bào cần tổng hợp protein
Mạch khuôn mẫuCả 2 mạch đơn của phân tử DNA đều làm khuônChỉ 1 mạch đơn của gene làm khuôn (mạch mã gốc chiều 3′→5′3' \rightarrow 5')
Đơn phân tự do tham giaCác nucleotide tự do: A, T, G, CCác nucleotide tự do: A, U, G, C
Enzyme xúc tác chínhDNA polymerase, enzyme tháo xoắn helicase, ligaseRNA polymerase
Nguyên tắc bổ sungAkhuoˆn−T;Tkhuoˆn−A;Gkhuoˆn−C;Ckhuoˆn−GA_{\text{khuôn}} - T; T_{\text{khuôn}} - A; G_{\text{khuôn}} - C; C_{\text{khuôn}} - GAkhuoˆn−U;Tkhuoˆn−A;Gkhuoˆn−C;Ckhuoˆn−GA_{\text{khuôn}} - U; T_{\text{khuôn}} - A; G_{\text{khuôn}} - C; C_{\text{khuôn}} - G
Kết quả tạo thànhTạo ra 2 phân tử DNA con giống hệt nhau và giống DNA mẹTạo ra 1 phân tử RNA đơn (mRNA, tRNA hoặc rRNA)

Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

  • Kiến thức then chốt 1: Cơ chế tái bản (nhân đôi) DNA diễn ra trong nhân tế bào ở kì trung gian của chu kì tế bào, theo 2 nguyên tắc cơ bản: Nguyên tắc bổ sung (A−T,G−CA - T, G - C) và Nguyên tắc bán bảo toàn (bán bảo tồn: mỗi phân tử DNA con tạo thành chứa một mạch cũ từ DNA mẹ và một mạch mới được tổng hợp).
  • Kiến thức then chốt 2: Ý nghĩa của quá trình nhân đôi DNA: Giúp sao chép y nguyên thông tin di truyền từ phân tử DNA mẹ sang hai phân tử DNA con, bảo đảm sự ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
  • Kiến thức then chốt 3: Cấu tạo phân tử RNA: Gồm một chuỗi đơn polynucleotide cấu tạo từ 4 loại nucleotide đơn phân là Adenine (A), Uracil (U), Guanine (G) và Cytosine (C); đường trong RNA là ribose (C5H10O5C_5H_{10}O_5).
  • Kiến thức then chốt 4: Ba loại RNA chính trong tế bào: 1. mRNA (RNA thông tin) làm khuôn mẫu cho quá trình dịch mã tổng hợp protein; 2. tRNA (RNA vận chuyển) vận chuyển amino acid đặc hiệu đến ribosome; 3. rRNA (RNA ribosome) kết hợp với protein cấu tạo nên ribosome.
  • Kiến thức then chốt 5: Cơ chế phiên mã: Là quá trình tổng hợp phân tử RNA dựa trên một mạch đơn khuôn mẫu của gene (mạch mã gốc chiều 3′→5′3' \rightarrow 5') dưới tác dụng của enzyme RNA polymerase theo nguyên tắc bổ sung (Akhuoˆn−U,Tkhuoˆn−A,Gkhuoˆn−C,Ckhuoˆn−GA_{\text{khuôn}} - U, T_{\text{khuôn}} - A, G_{\text{khuôn}} - C, C_{\text{khuôn}} - G).

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Cơ chế tái bản (nhân đôi) DNA diễn ra trong nhân tế bào ở kì trung gian của chu kì tế bào, theo 2 nguyên tắc cơ bản: Nguyên tắc bổ sung (A−T,G−CA - T, G - C) và Nguyên tắc bán bảo toàn (bán bảo tồn: mỗi phân tử DNA con tạo thành chứa một mạch cũ từ DNA mẹ và một mạch mới được tổng hợp).
  • Ý nghĩa của quá trình nhân đôi DNA: Giúp sao chép y nguyên thông tin di truyền từ phân tử DNA mẹ sang hai phân tử DNA con, bảo đảm sự ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
  • Cấu tạo phân tử RNA: Gồm một chuỗi đơn polynucleotide cấu tạo từ 4 loại nucleotide đơn phân là Adenine (A), Uracil (U), Guanine (G) và Cytosine (C); đường trong RNA là ribose (C5H10O5C_5H_{10}O_5).
  • Ba loại RNA chính trong tế bào: 1. mRNA (RNA thông tin) làm khuôn mẫu cho quá trình dịch mã tổng hợp protein; 2. tRNA (RNA vận chuyển) vận chuyển amino acid đặc hiệu đến ribosome; 3. rRNA (RNA ribosome) kết hợp với protein cấu tạo nên ribosome.
  • Cơ chế phiên mã: Là quá trình tổng hợp phân tử RNA dựa trên một mạch đơn khuôn mẫu của gene (mạch mã gốc chiều 3′→5′3' \rightarrow 5') dưới tác dụng của enzyme RNA polymerase theo nguyên tắc bổ sung (Akhuoˆn−U,Tkhuoˆn−A,Gkhuoˆn−C,Ckhuoˆn−GA_{\text{khuôn}} - U, T_{\text{khuôn}} - A, G_{\text{khuôn}} - C, C_{\text{khuôn}} - G).

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Quá trình tái bản (nhân đôi) của DNA diễn ra theo những nguyên tắc cơ bản nào?
Diễn ra theo 2 nguyên tắc: 1. Nguyên tắc bổ sung: Các nucleotide tự do trong môi trường liên kết với các nucleotide trên mạch khuôn theo quy tắc Akhuoˆn−T,Tkhuoˆn−A,Gkhuoˆn−C,Ckhuoˆn−GA_{\text{khuôn}} - T, T_{\text{khuôn}} - A, G_{\text{khuôn}} - C, C_{\text{khuôn}} - G; 2. Nguyên tắc bán bảo toàn (bán bảo tồn): Mỗi phân tử DNA con tạo thành giữ lại một mạch cũ của DNA mẹ ban đầu và tổng hợp một mạch mới hoàn toàn.
Kể tên 3 loại RNA chính trong tế bào và nêu chức năng của từng loại?
Ba loại RNA: 1. mRNA (RNA thông tin): Truyền đạt thông tin di truyền từ gene trong nhân ra tế bào chất làm khuôn cho quá trình dịch mã; 2. tRNA (RNA vận chuyển): Vận chuyển các amino acid tương ứng đến ribosome để tổng hợp chuỗi polypeptide; 3. rRNA (RNA ribosome): Thành phần cấu tạo nên hạt ribosome.
Quá trình phiên mã tổng hợp RNA diễn ra như thế nào dựa trên mạch khuôn DNA?
Enzyme RNA polymerase bám vào vùng điều hòa tháo xoắn gene, trượt dọc theo mạch mã gốc (chiều 3′→5′3' \rightarrow 5') của gene để tổng hợp chuỗi đơn RNA theo chiều 5′→3′5' \rightarrow 3' theo nguyên tắc bổ sung: Akhuoˆn−U,Tkhuoˆn−A,Gkhuoˆn−C,Ckhuoˆn−GA_{\text{khuôn}} - U, T_{\text{khuôn}} - A, G_{\text{khuôn}} - C, C_{\text{khuôn}} - G. Khi gặp tín hiệu kết thúc, RNA tách ra và phân tử DNA xoắn lại bình thường.
Một mạch khuôn của gene có trình tự: 3′−T-A-C-G-A-A-C-C-T−5′3'-\text{T-A-C-G-A-A-C-C-T}-5'. Hãy viết trình tự các nucleotide của đoạn phân tử mRNA được phiên mã từ mạch khuôn này?
Áp dụng nguyên tắc bổ sung trong phiên mã (T−A,A−U,C−G,G−CT - A, A - U, C - G, G - C), ta có trình tự phân tử mRNA được tổng hợp là: 5′−A-U-G-C-U-U-G-G-A−3′5'-\text{A-U-G-C-U-U-G-G-A}-3'.

Đề luyện tập theo bài

Bài 39: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA - Đề 1 (Nhận biết)28 câu hỏi · Nhận biết
Làm đề
Bài 39: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA - Đề 2 (Thông hiểu)28 câu hỏi · Thông hiểu
Làm đề
Bài 39: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA - Đề 3 (Vận dụng)28 câu hỏi · Vận dụng
Làm đề
Bài 39: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA - Đề 4 (Tổng hợp)28 câu hỏi · Vận dụng cao
Làm đề
Bài 39: Tái bản DNA và phiên mã tạo RNA - Đề 5 (Nâng cao)28 câu hỏi · Tổng hợp
Làm đề