Bài 3: Điều hòa hoạt động của gen - Sinh học 12 nâng cao
Phần 1: Câu hỏi thảo luận
Câu hỏi Sinh 12 nâng cao Bài 3 trang 18: Quan sát hình 3 và cho biết:
- Những biểu hiện ở gen R và opêron Lac trong trạng thái bị ức chế (I).
- Những biểu hiện ở gen R và opêron Lac khi có các chất cảm ứng lactôzơ (II).
Trả lời:- Những biểu hiện ở gen R và opêron Lac trong trạng thái bị ức chế (I): Gen điều hòa (R) phiên mã tạo ra mARN → mARN tổng hợp prôtêin ức chế (chất ức chế) → gắn vào vùng vận hành làm cho vùng này bị ức chế → gen cấu trúc không phiên mã → các enzim không được tổng hợp.
- Những biểu hiện ở gen R và opêron Lac khi có các chất cảm ứng lactôzơ (II):
Lactôzơ tác dụng với chất ức chế làm cho chúng bị bất hoạt, không kết hợp được với vùng vận hành. Vùng vận hành tự do điều khiển quá trình phiên mã của cả opêron tạo các mARN của gen Z, Y, A. Các mARN của các gen Z, Y, A tổng hợp các enzim tương ứng: opêron ở trạng thái hoạt động.
Phần 2: Câu hỏi và bài tập
Bài 1 trang 19 sgk Sinh học 12 nâng cao: Trình bày sơ đồ cơ chế điều hòa hoạt động của gen ở vi khuẩn E. coli theo Jacôp và Mônô.
Trả lời:Cơ chế điều hòa hoạt động của gen ở vi khuẩn E. coli theo Jacôp và Mônô như sau:
- Khi môi trường không có chất cảm ứng: Gen điều hòa (R) phiên mã tạo ra mARN → mARN tổng hợp prôtêin ức chế (chất ức chế) → gắn vào vùng vận hành làm cho vùng này bị ức chế → gen cấu trúc không phiên mã → các enzim không được tổng hợp.
- Khi môi trường có chất cảm ứng (đường lactôzơ): Gen điều hòa (R) phiên mã tạo mARN → tổng hợp chất ức chế. Lactôzơ tác dụng với chất ức chế làm cho chúng bị bất hoạt, không kết hợp được với vùng vận hành. Vùng vận hành điều khiển quá trình phiên mã của cả opêron tạo các mARN của gen Z, Y, A → Các mARN của các gen Z, Y, A tổng hợp các enzim tương ứng: opêron ở trạng thái hoạt động.
- Khi lactôzơ bị phân giải hết thì chất ức chế lại được giải phóng, opêron ở trạng thái bị ức chế.
Bài 2 trang 19 sgk Sinh học 12 nâng cao: Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực có những điểm gì khác điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ?
Trả lời:| Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ | Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực |
|---|---|
| Tín hiệu điều hòa là các tác nhân dinh dưỡng (lactôzơ), các tác nhân lí hóa của môi trường. | Tín hiệu điều hòa là các phân tử chất hữu cơ (các hoocmôn), các nhân tố tăng trưởng… |
| Cơ chế điều hòa đơn giản: Điều hòa ở giai đoạn phiên mã. | Cơ chế điều hòa phức tạp: Điều hòa ngay trong bộ gen, điều hóa trước phiên mã, phiên mã, dịch mã và sau dịch mã. |
| Thành phần tham gia ít: Gen điều hòa chỉ huy hoạt động của opêron. | Thành phần tham gia đa dạng: Gen gây tăng cường, gen gây bất hoạt, gen cấu trúc, vùng khởi động, vùng kết thúc… |
Bài 3 trang 19 sgk Sinh học 12 nâng cao: Vai trò của đoạn trình tự tăng cường và đoạn trình tự gây bất hoạt trong việc điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực như thế nào?
Trả lời:- Vai trò của đoạn trình tự tăng cường: Nằm trước hoặc sau vùng khởi động, có thể đứng cách xa gen được điều hòa hoạt động, làm tăng tốc độ phiên mã.
- Vai trò của đoạn trình tự gây bất hoạt: Làm ngừng quá trình phiên mã.
Bài 4 trang 19 sgk Sinh học 12 nâng cao: Em hãy chọn phương án trả lời đúng nhất. Thành phần cấu tạo của opêron Lac bao gồm:
A. một vùng vận hành (O) và một nhóm gen cấu trúc.
B. một vùng khởi động (P) và một nhóm gen cấu trúc.
C. một vùng khởi động (P), một vùng vận hành (O) và một nhóm gen cấu trúc.
D. một vùng khởi động (P), một vùng vận hành (O), một nhóm gen cấu trúc và gen điều hòa (R).
Trả lời:Đáp án đúng là: C. một vùng khởi động (P), một vùng vận hành (O) và một nhóm gen cấu trúc.