Bài 3. Điều hòa biểu hiện gene trang 18, 19, 20

3.1

Cơ chế điều hòà biểu hiện gene của operon Lac được phát hiện bởi hai nhà khoa học
A. Mendel và Morgan.
B. Jacob và Monod.
C. Watson và Crick.
D. Miller và Urey.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết điều hòa biểu hiện của gene.

Lời giải chi tiết:

Cơ chế điều hòà biểu hiện gene của operon Lac được phát hiện bởi hai nhà khoa học Jacob và Monod.

Đáp án B.

3.2

Cơ chế điều hòà biểu hiện gene của operon Lac được phát hiện ở loài sinh vật nào sau đây?
A. Vi khuẩn E. coli.      B. Trùng roi.     C. Nấm men.      D. Nấm hương.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết điều hòa biểu hiện của gene.

Lời giải chi tiết:

Cơ chế điều hòà biểu hiện gene của operon Lac được phát hiện ở vi khuẩn E. coli. 

Đáp án A.

3.3

Thành phần nào sau đây không thuộc cấu trúc của operon Lac ở vi khuẩn .E coli?

A. Nhóm gene cấu trúc.

B. Vùng operator.

C. Gene điều hòa.

D. Vùng promoter.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết điều hòa biểu hiện của gene.

Lời giải chi tiết:

Gene điều hòa không thuộc cấu trúc của operon Lac ở vi khuẩn E. coli.

3.4

Hình 3.1 mô tả cấu trúc của operon Lac ở vi khuẩn E. coli. Cấu trúc số mấy có chức năng mã hóa cho các enzyme giúp vi khuẩn chuyển hóá và sử dụng đường lactose?

A. (1).     B. (2).     C. (3).      D. (4).

Phương pháp giải:

Quan sát Hình 3.1

Lời giải chi tiết:

Cấu trúc số (3) có chức năng mã hóa cho các enzyme giúp vi khuẩn chuyển hóá và sử dụng đường lactose

3.5

Trong cơ chế điều hòà biểu hiện gene của operon Lac, đường lactose đóng vai trò

A. là chất giúp cho gene được biểu hiện.

B. là chất ức chế hoạt động của operon.

C. là chất làm tăng hoạt tính của protein điều hòà.

D. là chất ức chế hoạt động của enzyme RNA polymerase.

Phương pháp giải:

Trong cơ chế điều hòà biểu hiện gene của operon Lac, đường lactose đóng vai trò là chất giúp cho gene được biểu hiện. 

Lời giải chi tiết:

Đáp án A.

3.6

Điều hòa biểu hiện gene có ý nghĩa như thế nào đối với vi khuẩn?

A. Giúp vi khuẩn có thể đáp ứng với những thay đổi của môi trường.

B. Giúp vi khuẩn loại bỏ các chất không cần thiết ra ngoài môi trường.

C. Giúp vi khuẩn có thể tăng khả năng kí sinh.

D. Giúp vi khuẩn có thể tiến hóá.

Phương pháp giải:

Vận dụng lý thuyết điều hòa biểu hiện của gene.

Lời giải chi tiết:

Điều hòa biểu hiện gene có ý nghĩa: giúp vi khuẩn có thể đáp ứng với những thay đổi của môi trường.

3.7

Hình 3.2 mô tả sơ đồ mô hình hóa bệnh di truyền dựa vào biệt hóá tế bào gốc đa năng cảm ứng ở người (Human induced pluripotent stem cell - hiPSC) phục vụ nghiên cứu cơ chế gây bệnh ở mức độ phân tử. Hãy cho biết quá trình điều hòà biểu hiện gene diễn ra ở giai đoạn nào.

A. (1).
B. (2).
C. (3).
D. (4).

Phương pháp giải:

Quan sát Hình 3.2

Lời giải chi tiết:

Quá trình điều hòà biểu hiện gene diễn ra ở giai đoạn (3).

Đáp án C.

3.8

Cho các thông tin sau về điều hòà biểu hiện gene, có bao nhiêu thông tin sai?
(1) Ở những loài động vật bậc cao như người, phần lớn gene ở trạng thái hoạt động, chỉ có một số tí gene đóng vai trò điều hòa hoặc hoạt động rất yếu.
(2) Điều hòà phiên mã là điều hòà số lượng mRNA được tạo ra.
(3) Bệnh ung thư có thể xảy ra khi đột biến ở vùng mã hoá.
(4) Ứng dụng quá trình điều hòà hoạt động gene, con người có thể nghiên cứu chữa trị bệnh ung thư bằng cách đưa protein điều hòà vào để ngăn cho khối u không phát triển.
(5) Khi môi trường có lactose, các phân tử này liên kết với protein điều hòa làm biến đổi cấu trúc không gian của protein, tạođiều kiện cho RNA polymerase liên kết với vùng khởi động để tiến hành dịch mã.
А. 2.     B. 3.     C. 4.      D. 5.

Phương pháp giải:

Dựa vào lý thuyết điều hòa biểu hiện của gene.

Lời giải chi tiết:

Các thông tin sai:

(1) Ở những loài động vật bậc cao như người, phần lớn gene ở trạng thái hoạt động, chỉ có một số tí gene đóng vai trò điều hòa hoặc hoạt động rất yếu.

(5) Khi môi trường có lactose, các phân tử này liên kết với protein điều hòa làm biến đổi cấu trúc không gian của protein, tạođiều kiện cho RNA polymerase liên kết với vùng khởi động để tiến hành dịch mã.

Đáp án A.

3.9

Hoạt động của operon Lac có thể sai sót khi các vùng, các gene bị đột biến không biểu hiện được như bình thường. Các vùng, các gene khi bị đột biến thường được kí hiệu bằng dấu (-) trên đầu các chữ cái (R-, P-, O-, Z-), còn các gene biểu hiện bình thường được kí hiệu bằng dấu (+). Cho các chủng vi khuẩn sau:

Trong môi trường có đường lactose, có bao nhiêu chủng không tạo ra sản phẩm protein do gene Z mã hóá? Giải thích.

Phương pháp giải:

Quan sát bảng trên.

Lời giải chi tiết:

Trong môi trường có đường lactose, các chủng 1, 3, 4 không tạo ra sản phẩm protein do gene Z mã hoá vì các chủng này có vùng P bị đột biến nên enzyme RNA polymerase không thể liên kết để tiến hành phiên mã nhóm gene cấu trúc.

3.10

Khi nuôi cấy vi khuẩn E. coli trong môi trường có chứa hai loại đường glucose và lactose, một nhà khoa học đã phát hiện rằng vi khuẩn sẽ "ưu tiên" sử dụng đường glucose. Sau khi lượng đường glucose trong môi trường cạn kiệt thì vi khuẩn mới sử dụng lactose. Dựa vào cơ chế điều hòà biểu hiện gene, em hãy giải thích hiện tượng trên.

Phương pháp giải:

Dựa vào cơ chế điều hòa biểu hiện gene, em hãy giải thích hiện tượng trên.

Lời giải chi tiết:

Khi môi trường nuôi cấy có hai nguồn carbon thì vi khuẩn có xu hướng tổng hợp các enzyme phân giải chất hữu cơ dễ đồng hoá hơn (hoặc chất hữu cơ quen thuộc), trong trường hợp này là glucose. Sau khi sử dụng hết glucose, lactose trở thành nguồn carbon duy nhất nên vi khuẩn tiến hành tổng hợp các enzyme để phân giải chất hữu cơ còn lại. Như vậy, trong điều kiện có glucose thì gene mã hoá enzyme chuyển hóa lactose ở trạng thái không hoạt động; khi môi trường chỉ còn lactose thì gene mã hoá enzyme chuyển hóa lactose hoạt động để tổng hợp enzyme.

3.11

Hình 3.3 mô tả sự điều hòa biểu hiện gene trong quá trình phát triển cá thể ở sinh vật đa bào. Mỗi nhận định sau đây là đúng hay sai về quá trình này?

a) Trong cơ thể đa bào, các tế bào tuy có hệ gene giống nhau nhưng sự biểu hiện gene là khác nhau.
b) Sự đóng hoặc mở các gene ở mỗi tế bào diễn ra một cách ngẫu nhiên.
c) Trong quá trình phát triển phôi, nếu các tế bào phôi nằm sai vị trí cũng không ảnh hưởng gì đến quá trình biểu hiện gene.
d) Tuỳ theo từng giai đoạn phát triển cá thể mà sự biểu hiện gene có thể khác nhau.

Phương pháp giải:

Quan sát hình 3.3 và dựa vào cơ chế điều hòa biểu hiện của gene.

Lời giải chi tiết:

a - Đ; b - S; c - S; d - Đ.

3.12

Ở vi khuẩn E. coli có operon Lac (chứa các gene mã hoá cho enzyme phân giải đường lactose) và operon Trp (chứa các gene mã hoá cho enzyme tổng hợp amino acid tryptophan). Biết rằng, khi môi trường có tryptophan,
vi khuẩn E. coli sẽ ngưng sản xuất các enzyme xúc tác cho quá trình tổng hợp tryptophan. Một nhà khoa học đã gây đột biến chuyển đoạn để chuyển nhóm gene cấu trúc (lacZ, lacY, lacA) của operon Lac cho dung hợp vào operon Trp như Hình 3.4. Mỗi nhận định sau đây àl đúng hay sai về hoạt động của operon sau khi dung hợp?

a) Trong operon dung hợp, các gene trong operon Lac chịu sự kiểm soát của operon Trp.
b) Chỉ khi trong môi trường thiếu amino acid tryptophan thì các enzyme phân giải đường lactose mới được tổng hợp.
c) Các gene cấu trúc của operon Lac vẫn có thể hoạt động một cách độc lập với các gene của operon Trp sau khi dung hợp.
d) Khi môi trường có lactose, các gene cấu trúc lacZ, lacY, lacA trên operon dung hợp sẽ được biểu hiện.

Phương pháp giải:

Quan sát hình 3.4 và dựa vào cơ chế điều hòa biểu hiện của gene.

Lời giải chi tiết:

a - Đ; b - Đ; c - S; d - S.