Bài 38

NUCLEIC ACID VÀ GENE

Thông tin bài báo
“Gặp lại người con bị
trao nhầm 42 năm trước
ở Hà Nội” – Theo báo
Thanh niên (25/02/2024).
Đặt vấn đề:
Dựa vào đâu các gia đình
có thể tìm ra con ruột của
mình, việc dùng phương
pháp này có thể xác định
được danh tính và nhận
dạng mỗi cá nhân với độ
chính xác cao hay không?

?

Xét nghiệm DNA cho phép xác định danh tính và nhận dạng
mỗi cá nhân với độ tin cậy cao. Em đã biết những gì về DNA?

I. KHÁI NIỆM NUCLEIC ACID

?

Dựa vào thông tin sách giáo khoa, em hãy cho biết Nucleic
acid được cấu tạo như thế nào? Gồm những loại nào?

Hình. Một nucleotide được tạo thành từ
phosphate, đường và base.

Tế bào

Nhiễm sắc thể

DNA trong cơ thể người

Cơ thể

DNA

Cấu trúc virus

Chất di truyền
(DNA hoặc RNA)
Vỏ protein
Vỏ ngoài
Gai glycoprotein

Ribosome

I. KHÁI NIỆM NUCLEIC ACID

?

Dựa vào thông tin sách giáo khoa, em hãy cho biết Nucleic
acid được cấu tạo như thế nào? Gồm những loại nào?
Trả lời

● Nucleic acid là những phân tử sinh học cấu tạo từ các nguyên tố C,
H, O, N, P, chúng có cấu trúc đa phân và được tìm thấy trong tế bào
của cơ thể sinh vật, trong virus.
● Nucleic acid có hai loại là
+ Deoxyribonucleic acid (DNA)
+ Ribonucleic acid (RNA).

I. KHÁI NIỆM NUCLEIC ACID
▪ Các phân tử DNA và RNA mang thông tin
từ vị trí này sang vị trí khác trong cơ thể
sinh vật và từ thế hệ này sang thế hệ khác.
▪ DNA và RNA là những phân tử chứa
thông tin, là bản thiết kế cho mọi sự sống.
▪ Cấu trúc của cả DNA và RNA bao gồm
một chuỗi xen kẽ các phân tử đường và
phosphate (một nguyên tử P được bao
quanh bởi 4 nguyên tử oxygen) dọc theo
“xương sống” của phân tử.

Hình. Một nucleotide được tạo thành từ
phosphate, đường và base.

I. KHÁI NIỆM NUCLEIC ACID

?

Cho các đối tượng sau: da, tóc, tiểu cầu, lục lạp, virus HIV,
ti thể. Đối tượng nào có chứa nucleic acid?

Hình. Cấu trúc da

Lớp vỏ
Lớp tủy

Lớp biểu bì

Hình. Cấu trúc tóc

Hình. Cấu trúc tiểu cầu

Màng ngoài
Màng trong
Thylakoid

DNA

Stroma
Ribosome
Hình. Cấu trúc lục lạp

Gai glycoprotein
Vỏ capsid

Vỏ ngoài
RNA sợi đơn

Hình. Cấu trúc virus HIV

Chất nền
ATP
DNA
Mào
Ribosome
Màng trong
Hạt chất nền
Màng ngoài
Hình. Cấu trúc ti thể

II. DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA)
Cấu trúc phân
tử DNA
Chức năng của
phân tử DNA

Khái niệm gene

1. CẤU TRÚC PHÂN TỬ DNA

Các dải màu xanh tượng
trưng cho hai trục đường
phosphate,
chạy theo
hướng ngược
nhau:

Phosphorus
Carbon trong
đường phosphate
Hydrogen

Oxygen

Rảnh chính

Rảnh phụ
Base

Năm 1953, James Watson và Francis Crick công bố
mô hình cấu trúc không gian của phân tử ADN.

DNA

Quan sát hình bên, kết
hợp thông tin SGK hãy
nêu những hiểu biết của
em về phân tử DNA?
Nêu kích thước mỗi cặp
nucleotide?

Cặp DNA

Sự thật về DNA
DNA có thể kéo dài từ trái đất tới mặt trời 600 lần
Tất cả chúng ta đều giống nhau đến 99%
Bộ gene của con người chứa 3 tỉ cặp DNA cơ bản
Một người đánh máy nhanh, làm việc 8h/ngày, sẽ
mất 50 năm để đánh xong bộ gene của người

II. DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA

Liên kết
cộng hóa
trị

Base

o

3, 4 A

Liên kết
hydrogen

o

20 A

o
Chu kì xoắn 34 A

Xương sống
đường phosphate

II. DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA

DNA (Deoxyribonucleic
acid) là một nucleic acid,
cấu tạo từ các nguyên tố: C,
H, O, N và P

* Đặc điểm:

II. DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA

- Đại phân tử.
- Có kích thước lớn.
- Khối lượng lớn: hàng triệu, hàng chục triệu đơn vị
carbon.
- Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân: đơn phân là
nucleotide.
Quan sát Hình, thực hiện các yêu cầu sau:
1. Mô tả cấu trúc phân tử DNA. Cấu trúc đó được
hình thành và ổn định nhờ yếu tố nào?
2. Gọi tên các đơn phân cấu tạo nên phân tử DNA.

II. DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA

ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch song song,
xoắn đều quanh một trục:

▪ Theo chiều từ trái sang phải (xoắn phải).
▪ Ngược chiều kim đồng hồ.

Liên kết
cộng hóa
trị

Base

o

3, 4 A

Liên kết
hydrogen

o

20 A

o
Chu kì xoắn 34 A

Xương sống
đường phosphate

Mỗi chu kì xoắn gồm:
▪ 10 cặp nucleotide, dài 34 A0
▪ Đường kính vòng xoắn 20 A0

DEOXYRIBONUCLEIC
Quan sát Hình,II.
thực
hiện các yêu cầu sau:
1. Mô tả cấu trúc phân tử DNA. Cấu trúc đó được
hình thành và ổn định nhờ yếu tố nào?
Trả lời

Cấu trúc phân tử DNA:
- DNA có cấu trúc xoắn kép gồm 2 mạch
polynucleotide song song, ngược chiều, xoắn
quanh một trục tưởng tượng từ trái qua phải
(xoắn phải).
- Trên mỗi mạch, các nucleotide liên kết với
nhau bằng liên kết cộng hóa trị, tạo thành
chuỗi polynucleotide theo chiều từ 5' tới 3'.

ACID (DNA

DEOXYRIBONUCLEIC
Quan sát Hình,II.
thực
hiện các yêu cầu sau:
1. Mô tả cấu trúc phân tử DNA. Cấu trúc đó được
hình thành và ổn định nhờ yếu tố nào?
Trả lời

Cấu trúc phân tử DNA:
- Giữa hai mạch đơn, các nucleotide liên kết với nhau
bằng liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung (A
của mạch này liên kết với T của mạch kia, G của
mạch này liên kết với C của mạch kia hoặc ngược
lại) tạo thành cặp nucleotide.
- DNA xoắn có tính chu kì, mỗi chu kì xoắn dài 34 Å
tương ứng với 10 cặp nucleotide, đường kính vòng
xoắn là 20 Å.

ACID (DNA

DEOXYRIBONUCLEIC
Quan sát Hình,II.
thực
hiện các yêu cầu sau:
2. Gọi tên các đơn phân cấu tạo nên phân tử DNA.
Trả lời

Các đơn phân cấu tạo nên phân tử
DNA bao gồm: Adenine (A), Thymine
(T), Guanine (G), Cytosine (C).

ACID (DNA

Đọc thông tin trên để thực hiện các yêu cầu sau:
1. Kích thước của mỗi cặp nucleotide là bao nhiêu
Å?
2. Các nucleotide trong mỗi cặp liên kết bổ sung
với nhau bằng bao nhiêu liên kết hydrogen?

Liên kết
cộng hóa
trị

Base

o

3, 4 A

Liên kết
hydrogen

o
Chu kì xoắn 34 A

Xương sống
đường phosphate

Kích thước của mỗi cặp nucleotide
là 3,4 A0.
o

20 A

II. DEOXYRIBONUCLEIC
ACID
Trong
phân (DNA
tử ADN:
- Liên kết dọc: trên một mạch đơn các nu

Cặp base

liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị.
- Giữa hai mạch các nucleotide liên kết
Xương sống
đường
phosphate

Nhóm phosphate
Liên kết
phosphodiester
Đường 5 carbon

với nhau bằng liên kết hydrogen tạo thành
các cặp:
▪ A liên kết với T bằng 2 liên kết
hydrogen.

Liên kết
hydrogen

Cặp base
nitrogen

▪ G liên kết với C bằng 3 liên kết
hydrogen.

3. Trình tự các nucleotide trên một đoạn của DNA như sau:
...A-T-G-C-T-G-A-T-C-A-C-G-T...
Hãy xác định trình tự các nucleotide trên mạch bổ sung với
mạch đó.
Trả lời

Với trình tự mạch gốc là
…A-T-G-C-T-G-A-T-C-A-C-G-T…
thì trình tự trên mạch bổ sung của nó lần lượt là:
…T-A-C-G-A-C-T-A-G-T-G-C-A…

2. CHỨC NĂNG PHÂN TỬ DNA

Trả lời

1.
đặcnơi
điểm
nàogiữ,
của bảo
phânquản
tử DNA
đảm bảo
chotruyền
nó thực hiện chức năng
- Những
DNA là
lưu
thông
tin di
lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền?

- Đặc điểm giúp DNA thực hiện chức năng bảo quản thông tin di
truyền:
+ Trình tự các nucleotide trên DNA là thông tin di truyền chỉ dẫn
cho tế bào tổng hợp protein.
+ Liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotide đảm bảo cấu trúc của
DNA được ổn định.
+ Phân tử DNA có khả năng tự nhân đôi, nhờ đó thông tin có thể
di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể, đảm bảo cho đặc tính
của loài được duy trì ổn định.

2. Con sinh ra có nhiều đặc điểm giống bố mẹ là nhờ chức năng
nào của phân tử DNA?
Trả lời

Con sinh ra có nhiều đặc điểm giống bố mẹ là nhờ gene
quy định đặc điểm được truyền đạt từ bố mẹ cho con thông
qua quá trình tái bản DNA.

3. KHÁI NIỆM GENE
● Ở cơ thể sinh vật, mỗi phân tử DNA có chứa vài trăm đến hàng nghìn gene.
Khái
niệm
gene:
Gene
là
một
đoạn
của
phân
tử
DNA
mang
Mỗi gene quy định một sản phẩm xác định là phân tử RNA hoặc chuỗi
thông
tin mã hóa cho một sản phẩm xác định là RNA hoặc chuỗi
polypeptide.

polypeptide.
● Mỗi gene thường có từ 600 đến 1 500 cặp nucleotide có trình tự xác định.

● Tế bào của mỗi loài chứa nhiều gene, ví dụ: vi khuẩn E. coli có khoảng 4
400 gene, ruồi giấm khoảng 14 000 gene, ở người có khoảng 21 300 gene.

?

Đọc đoạn thông tin trên, hãy nêu khái niệm về gene?

Câu hỏi: Những hiểu biết về gene là cơ
sở cho những ứng dụng trong chọn
giống, y học và kĩ thuật di truyền. Nêu
những thành tựu về ứng dụng công nghệ
gene trong cuộc sống mà em biết.
Trả lời

– Trong nông nghiệp, công nghệ gene
cho nhiều kết quả to lớn với những sinh
vật biến đổi gene: ngô, đậu nành, củ cải
đường, khoai tây, cà chua, bí đao, dầu, gạo
vàng,...

Trả lời

Nhờ được chọn lọc
gene, những thực phẩm
biến đổi gene thường
có năng suất cao, hàm
lượng
chất
dinh
dưỡng nhiều,...

– Trong y khoa, công nghệ
gene đóng một vai trò
quan trọng: công cụ chẩn
đoán, sản xuất thuốc điều
trị và vaccine phòng
bệnh,...

4. TÍNH ĐA DẠNG VÀ ĐẶC TRƯNG

1. Giải thích vì sao chỉ từ bốn loại nucleotide tạo ra được sự
đa dạng của phân tử DNA.
2. Phương pháp phân tích DNA đem lại những ứng dụng gì
trong thực tiễn? Cơ sở của các ứng dụng đó là gì?

4. TÍNH ĐA DẠNG VÀ ĐẶC TRƯNG

1.
Giải
saonucleotide
chỉ từ bốn loại
nucleotide
được sự
Chỉ
từthích
bốn vìloại
tạo ra
được sựtạođara dạng
của
đa
dạngtửcủa
phânvì:
tử DNA
DNA. được cấu trúc theo nguyên tắc đa
phân
DNA
phân, từ bốn loại nucleotide liên kết theo chiều dọc và sắp
xếp theo nhiều cách khác nhau đã tạo ra vô số phân tử DNA
khác nhau về số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các
nucleotide.

2. Phương pháp phân tích DNA đem lại những ứng dụng gì trong
thực tiễn? Cơ sở của các ứng dụng đó là gì?
Trả lời

- Ứng dụng của phương pháp phân tích DNA:
+ So sánh, đối chiếu các mẫu DNA để xác định quan hệ huyết
thống, danh tính của những thi thể không còn nguyên vẹn, truy tìm tội
phạm hay nghiên cứu phát sinh chủng loại sinh vật.
+ Phân tích DNA để dự đoán nguy cơ mắc các bệnh di truyền và
điều trị y tế.
- Cơ sở của các ứng dụng đó là tính đặc trưng của DNA (DNA đặc
trưng cho loài, thậm trí từng cá thể).

II. DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA

III. RIBONUCLEIC ACID (RNA)

1. CẤU TRÚC PHÂN TỬ RNA

Dựa vào kiến thức đã học và quan
sát hình, thực hiện các yêu cầu sau:
1. Mô tả cấu trúc của phân tử RNA.
Trả lời

- RNA có cấu tạo đa phân, đơn
phân là bốn loại nucleotide: A,
U, C, G.
- RNA có cấu trúc một mạch:
Các đơn phân liên kết với nhau
bằng liên kết cộng hóa trị tạo
thành mạch RNA (chuỗi
polypeptide).

CẤU TRÚC PHÂN TỬ RNA

Dựa vào kiến thức đã học và quan
sát hình, thực hiện các yêu cầu sau:
2. Dự đoán trong tế bào, RNA được
tổng hợp từ cấu trúc nào?
Trả lời

RNA có cấu trúc một mạch
có trình tự các nucleotide bổ
sung với các nucleotide trên
DNA, do đó RNA được hình
thành từ DNA.

2. CÁC LOẠI RNA TRONG TẾ BÀO
mRNA

tRNA

rRNA

Tuỳ theo cấu trúc và chức năng, RNA được chia thành các loại khác nhau,
trong đó có RNA thông tin (mRNA), RNA vận chuyển (tRNA) và RNA
ribosome (rRNA)

CÁC LOẠI RNA TRONG TẾ BÀO
mRNA

tRNA

Phân biệt các loại RNA dựa vào chức năng.

rRNA

CÁC LOẠI RNA TRONG TẾ BÀO

Các loại

mRNA: truyền đạt thông
tin di truyền từ nhân ra tế
Chức năng bào chất, làm khuôn cho
quá trình tổng hợp chuỗi
polypeptide (dịch mã).

tRNA: vận chuyển
amino acid tự do đến
nơi tổng hợp chuỗi
polypeptide.

rRNA: là thành phần
chủ yếu cấu tạo nên
ribosome - nơi tổng hợp
chuỗi polypeptide.