Giải bài tập SGK Sinh học 12 Bài 3: Điều hòa hoạt động gen

Thế nào là điều hòa hoạt động gen?

Phương pháp giải

Để trình bày thế nào là điều hòa hoạt động gen cần xem lại khái quát về điều hòa hoạt động gen.

Hướng dẫn giải

• Điều hòa hoạt động gen là quá trình điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra trong tế bào đảm bảo cho hoạt động sống của tế phù hợp với điều kiện môi trường cũng như với sự phát triển bình thường của cơ thể.

Opêron là gì? Trình bày cấu trúc opêron Lac ở E.coli

Phương pháp giải

Xem lại khái niệm, cấu trúc của Operon Lac ở E.coli.

Hướng dẫn giải

- Operon là các gen cấu trúc có liên quan về chức năng thường phân bố theo cụm có chung một cơ chế điều hòa. Operon Lac là Operon quy định tổng hợp các enzim thủy phân Lactôzơ.

- Cấu trúc opêron Lac ở E. coli: 

• Nhóm gen cấu trúc (Z, Y, A): nằm kề nhau, có liên quan với nhau về chức năng
• Vùng vận hành (O): là đoạn mang trình tự nu đặc biệt, là nơi bám của prôtêin ức chế ngăn cản sự phiên mã của nhóm gen cấu trúc.
• Vùng khởi động (P): nơi bám của enzim ARN-polimeraza khởi đầu sao mã.

• Gen điều hòa (R): không thuộc thành phần của opêron nhưng đóng vai trò quan trọng trong điều hoà hoạt động các gen của opêron qua việc sản xuất prôtêin ức chế.

Giải thích cơ chế điều hòa hoạt động của opêron Lac.

Phương pháp giải

Giải thích cơ chế điều hòa hoạt động của opêron Lac cần xem lại nội dung về cơ chế điều hòa của operonlac.

Hướng dẫn giải

 Cơ chế điều hòa hoạt động của opêron Lac

• Khi môi trường không có lactozo: Gen điều hòa quy định tổng hợp protein ức chế. Protein này liên kết với vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã làm cho các gen cấu trúc không hoạt động.

• Khi môi trường có lactozo, một số phân tử lactozo liên kết với protein ức chế làm biến đổi cấu hình không gian ba chiều của nó làm cho protein ức chế không thể liên kết được với vùng vận hành và do vậy ARN polimeraza có thể liên kết được với vùng khởi động để tiến hành phiên mã. Sau đó, các phân tử mARN của các gen cấu trúc Z, Y, A được dịch mã tạo ra các enzim phân giải đường lactozo. Khi đường lactozo bị phân giải hết thì protein ức chế lại liên kết với vùng chỉ huy (vùng vận hành) và quá trình phiên mã bị dừng lại.

Hãy chọn phương án trả lời đúng.

Trong cơ chế điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân sơ, vai trò của gen điều hòa là gì?

a) Nơi tiếp xúc với enzim ARN polimeraza.

b) Mang thông tin quy định protein điều hòa.

c) Mang thông tin quy định enzim ARN polimeraza.

d) Nơi liên kết với protein điều hòa.

Phương pháp giải

Gen điều hòa (R): không thuộc thành phần của opêron nhưng đóng vai trò quan trọng trong điều hoà hoạt động các gen của opêron qua việc sản xuất prôtêin ức chế.

Hướng dẫn giải

• Gen điều hòa mang thông tin mã hóa protein ức chế.

→ Chọn B