BÀI 1 – DNA VÀ CƠ CHẾ TÁI BẢN DNA

---

I. Bài giảng (Video bài giảng)

A-Video bài học

---

II. Tóm tắt bài học (theo bài giảng)

I. Chức năng của DNA
   -DNA có chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
   -Đặc điểm cấu trúc phù hợp với chức năng:
   +DNA được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm 4 loại nuclêôtit (A, T, G, C) → có khả năng ghi mã di truyền.
   +Cấu trúc xoắn kép → bền vững, ít bị hư hỏng.
   +Các nuclêôtit liên kết theo nguyên tắc bổ sung (A–T, G–C) → đảm bảo thông tin được truyền đạt chính xác trong phiên mã, dịch mã và tái bản.
   +Kết cặp đặc hiệu A–T và G–C giúp DNA tái bản chính xác, duy trì thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
II. Tái bản DNA
1. Khởi đầu sao chép
   -Diễn ra tại điểm khởi đầu sao chép (Ori).
   -Protein và enzyme liên kết vào Ori, tách DNA thành 2 mạch đơn, tạo chạc sao chép hình chữ Y.
   -RNA polymerase tổng hợp đoạn mồi RNA, cung cấp đầu 3’–OH cho DNA polymerase.
2. Tổng hợp mạch mới
   -DNA polymerase gắn nuclêôtit tự do vào mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung.
   -Mạch khuôn 3’ → 5’: tổng hợp liên tục.
   -Mạch khuôn 5’ → 3’: tổng hợp gián đoạn, tạo các đoạn Okazaki, sau đó được nối lại.
   -Kết thúc: từ 1 phân tử DNA mẹ tạo thành 2 phân tử DNA con giống hệt DNA mẹ.
3. Nguyên tắc
   -Nguyên tắc bổ sung: A–T, G–C.
   -Nguyên tắc bán bảo toàn: mỗi DNA con có 1 mạch cũ và 1 mạch mới.
4. Đặc điểm ở các sinh vật
   -Sinh vật nhân sơ: chỉ có 1 Ori, ít loại DNA polymerase.
   -Sinh vật nhân thực: có nhiều Ori, nhiều loại DNA polymerase → tái bản nhanh, chính xác.
III. Ứng dụng thực tế
   Tái bản DNA trong ống nghiệm dùng để:
   -Nhân bản DNA từ mẫu vật trong giám định pháp y.
   -Phát hiện tác nhân gây bệnh ở vật nuôi.
   -Phục vụ giải trình tự gen, nghiên cứu và công nghệ di truyền.
IV. Kết luận
   -DNA là vật chất di truyền: mang và truyền đạt thông tin di truyền.
   -DNA tái bản theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn → từ 1 phân tử mẹ tạo ra 2 phân tử con giống nhau, đảm bảo sự ổn định của thông tin di truyền qua các thế hệ.

---

III. Giải bài tập sách giáo khoa

Mở đầu trang 5 Sinh học 12: Một phân tử hữu cơ cần phải có các đặc điểm cấu trúc như thế nào để có thể đảm nhận chức năng của một vật chất di truyền?
Bài làm
? DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM-T06
Bài làm
Câu 1 – trang 06 – Sinh học 12. Nêu các đặc điểm cấu trúc phù hợp với chức năng của DNA.
Bài làm
   DNA có chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể. Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được các chức năng trên là:
   - Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được chức năng mang thông tin di truyền: DNA được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân, gồm 4 loại đơn phân là các nucleotide A, T, G, C. Từ 4 loại đơn phân này với thành phần, số lượng và trật tự sắp xếp khác nhau đã tạo nên vô số phân tử DNA đặc thù, đảm bảo khả năng mang được một lượng lớn thông tin di truyền về cấu trúc và chức năng của tế bào.
   - Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được chức năng bảo quản thông tin di truyền:
   + DNA có cấu tạo mạch kép nên cấu trúc ổn định, ít bị sai hỏng.
   + DNA có cấu trúc mạch kép theo NTBS nên khi một mạch của DNA bị sai hỏng thì các enzyme của tế bào có thể sử dụng mạch bình thường để làm khuôn sửa chữa sai hỏng đó.
   + Liên kết phosphodiester giữa các nucleotide trong một mạch của DNA là loại liên kết cộng hóa trị rất bền vững.
   + Liên kết hydrogene giữa các base trong hai mạch là loại liên kết yếu nhưng số lượng liên kết hydrogene trong DNA là rất lớn nên cũng đảm bảo duy trì cấu trúc phân tử DNA bền vững.
   - Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được chức năng truyền đạt thông tin di truyền:
   + Liên kết hydrogene giữa các base trong hai mạch là loại liên kết yếu nên có thể bị phá vỡ trong điều kiện nhất định giúp DNA có khả năng tách thành hai mạch đơn trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền.
   + Các nucleotide có khả năng liên kết theo nguyên tắc bổ sung nên thông tin trong DNA có thể truyền đạt sang mRNA qua quá trình phiên mã và từ mRNA được dịch mã thành phân tử protein và biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể.
   + Hai mạch đơn của DNA có trình tự các nucleotide bổ sung với nhau và sự kết hợp đặc hiệu A – T và G – C trong quá trình tái bản DNA đảm bảo cho thông tin di truyền trong DNA được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Câu 2 – trang 06 – Sinh học 12. Tại sao protein tạo nên các tính trạng của sinh vật nhưng không thể đảm nhận chức năng của một vật chất di truyền?
Bài làm
   Mặc dù các amino acid là những đơn phân của protein có thể dùng để ghi thông tin di truyền tương tự như cách các nucleotide là những đơn phân của DNA ghi mã thông tin di truyền nhưng do protein không có cấu trúc theo NTBS như cấu trúc của DNA, dẫn đến không có cơ chế để các enzyme của tế bào có thể sao chép trình tự các amino acid trong một protein tạo ra nhiều bản sao. Điều này đồng nghĩa với việc protein không có khả năng truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể – một trong những chức năng cơ bản của một vật chất di truyền. Do đó, protein tạo nên các tính trạng của sinh vật nhưng không thể đảm nhận chức năng của một vật chất di truyền.

? DỪNG LẠI VÀ SUY NGẪM-T08
Câu 1 – trang 08 – Sinh học 12. Nêu ý nghĩa của kết cặp đặc hiệu A – T và G – C phù hợp với chức năng của DNA.
Bài làm
   Ý nghĩa của kết cặp đặc hiệu A – T và G – C phù hợp với chức năng của DNA:
   - DNA có cấu trúc mạch kép theo NTBS nên khi một mạch của DNA bị sai hỏng thì các enzyme của tế bào có thể sử dụng mạch bình thường để làm khuôn sửa chữa sai hỏng đó, góp phần bảo quản thông tin di truyền trên DNA.
   - Kết cặp đặc hiệu theo NTBS giúp thông tin trên DNA được truyền qua RNA đến protein qua quá trình phiên mã và dịch mã để được biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể.
   - Nhờ kết cặp đặc hiệu theo NTBS nên từ một mạch khuôn của DNA các enzyme có thể tổng hợp nên mạch mới. Do vậy, DNA có thể thực hiện được chức năng truyền đạt thông tin từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác qua quá trình phân bào.
Câu 2 – trang 08 – Sinh học 12. Trình bày quá trình tái bản DNA thể hiện sự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Bài làm
Quá trình tái bản DNA thể hiện sự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể:
   - DNA được bắt đầu tổng hợp từ một điểm (hoặc tại nhiều điểm, đối với sinh vật nhân thực) tạo nên hai chạc sao chép ngược chiều nhau.
   - Enzyme DNA polymerase đọc thông tin trên mạch khuôn theo chiều 3’→ 5′ và tổng hợp mạch mới theo chiều 5’→ 3′ theo nguyên tắc bổ sung A – T, G – C. Tuy vậy, mạch mới chỉ được tổng hợp khi có đoạn mồi là RNA cung cấp đầu 3′.
   - Do DNA được cấu tạo gồm hai mạch ngược chiều nhau và phức hợp enzyme DNA polymerase gồm hai enzyme tổng hợp hai mạch mới cùng lúc và di chuyển theo cùng một chiều nên hai mạch của phân tử DNA được tổng hợp theo hai cách khác nhau, một mạch tổng hợp liên tục, mạch còn lại tổng hợp theo từng đoạn Okazaki rồi nối lại với nhau.
   - DNA được tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn (phân tử DNA mới gồm một mạch cũ và một mạch mới).
   → DNA được tái bản theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn nên nếu không có sai sót thì kết thức quá trình tái bản, từ một DNA thường tạo ra hai phân tử mới giống nhau và giống phân tử DNA mẹ. Sau đó, hai phân tử DNA mới này được phân chia cho 2 tế bào con trong quá trình phân bào, đảm bảo cho thông tin di truyền trên DNA được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG-T08
Câu 1 – trang 08 – Sinh học 12. Tỉ lệ các cặp G – C và T – A trong phân tử DNA có ảnh hưởng đến độ bền vững của phân tử DNA không? Giải thích.
Bài làm
   - A liên kết với T bằng hai liên kết hydrogen, G liên kết với C bằng ba liên kết hydrogen. Do vậy, nếu phân tử DNA có càng nhiều cặp G – C thì càng có nhiều liên kết hydrogen.
   - Khi phân tử DNA có nhiều liên kết hydrogen thì độ ổn định của phân tử càng cao.
   → Do vậy, tỉ lệ G – C và T – A có ảnh hưởng đến sự bền vững của DNA. Các nhà khoa học nhận thấy, những loài vi khuẩn sống trong suối nước nóng thường có tỉ lệ G – C nhiều hơn so với tỉ lệ A – T.
Câu 2 – trang 08 – Sinh học 12. Kẻ và hoàn thành bảng tóm tắt quá trình tái bản DNA vào vở theo mẫu sau:

Bảng tóm tắt quá trình tái bản

Nội dung	Thông tin
Nơi diễn ra
Nguyên tắc tái bản
Diễn biến
Kết quả
Ý nghĩa

Bài làm

Nguyên tắc tái bản	Dựa trên NTBS (A – T, G – C) và nguyên tắc bán bảo toàn (mỗi phân tử con gồm một mạch cũ và một mạch mới).
Diễn biến	(1) Khởi đầu sao chép: Một số protein và enzyme liên kết vào Ori tháo xoắn và tách DNA thành hai mạch đơn ở cả hai phía của điểm khởi đầu sao chép tạo nên chạc sao chép hình chữ Y.    (2) Tổng hợp mạch DNA mới: Dựa trên mạch khuôn, enzyme tổng hợp một đoạn RNA ngắn (đoạn mồi) cung cấp đầu 3′ để enzyme DNA polymerase kéo dài mạch mới theo chiều 5′ → 3′ bằng cách thực hiện gắn thêm nucleotide theo NTBS (A – T, G – C). Hai mạch mới được tổng hợp cùng lúc, một mạch tổng hợp liên tục, một mạch tổng hợp gián đoạn tạo thành các đoạn Okazaki. Các đoạn Okazaki sau đó được các enzyme nối lại với nhau sau khi đã được loại bỏ các đoạn mồi là RNA và tổng hợp đoạn DNA thay thế để tạo thành mạch hoàn chỉnh.
Kết quả	- Từ một phân tử DNA ban đầu tạo ra hai phân tử mới, trong đó mỗi phân tử DNA mới có một mạch cũ và một mạch mới với trình tự nucleotide giống nhau và giống với phân tử DNA mẹ.
Ý nghĩa	- Đảm bảo thông tin di truyền được truyền đạt gần như nguyên vẹn từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác.

Câu 3 – trang 08 – Sinh học 12. Nhiều enzyme và protein tham gia vào bộ máy tái bản DNA ở vi khuẩn khác biệt với các enzyme và protein cùng loại ở tế bào người. Dựa vào thông tin trên, hãy đề xuất hướng sản xuất thuốc trị bệnh nhiễm khuẩn ở người, giảm thiểu tối đa tác dụng không mong muốn của thuốc kháng sinh.
Bài làm
   Dựa trên sự khác biệt về enzyme và protein tham gia vào quá trình tái bản DNA ở vi khuẩn và người có thể đề xuất sản xuất thuốc trị bệnh nhiễm khuẩn ở người theo hướng ức chế đặc hiệu các enzyme và protein của vi khuẩn. Như vậy, thuốc này sẽ vừa giúp ức chế quá trình sinh sản của vi khuẩn một cách hiệu quả nhờ ngăn cản sự diễn ra của quá trình tái bản vừa không hoặc ít có tác hại đối với tế bào người.

---

IV. Bài tập (Trắc nghiệm-tự luận)

---

V. Nội dung sách giáo khoa(Audio-Word)

1. Audio sách giáo khoa

2. Word sách giáo khoa

---

VI. Tư liệu tham khảo