Lý thuyết KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 37: Nucleic acid và ứng dụng

Với tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 37: Nucleic acid và ứng dụng sách Chân trời sáng tạo hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn KHTN 9.

Lý thuyết KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 37: Nucleic acid và ứng dụng

- Nucleic acid là một trong những đại phân tử sinh học chứa thông tin di truyền có trong tất cả các sinh vật, được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các nucleotide.

Nucleotide và liên kết phosphodiester

(P: gốc phosphate, S: đường pentose, N: nitrogenous base)

- Có hai loại nucleic acid là deoxyribonucleic acid (DNA) và ribonucleic acid (RNA).

DNA và RNA

1. DEOXYRIBONUCLEIC ACID (DNA)

a. Cấu trúc của phân tử DNA

Cấu trúc của phân tử DNA

- Cấu trúc hóa học:

+ DNA được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là nucleotide (mỗi nucleotide gồm 1 gốc phosphate, 1 đường deoxyribose, 1 nitrogenous base) gồm 4 loại A, T, G, C → 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.

+ Hàm lượng DNA trong tế bào; số lượng, thành phần, trình tự sắp xếp các nucleotide trong DNA đặc trưng cho mỗi loài sinh vật.

- Cấu trúc không gian:

+ DNA của tất cả các sinh vật (trừ virus) đều 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 trên cùng một mạch liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị (liên kết phosphodiester).

+ Các nucleotide giữa hai mạch liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với T bằng hai liên kết hydrogen, G liên kết với C bằng ba liên kết hydrogen) → Trong mỗi phân tử DNA, số nucleotide loại A bằng T, G bằng C.

+ 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.

b. Chức năng của DNA

DNA có chức năng lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền:

DNA là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử chủ yếu của sinh giới

- DNA có chức năng lưu trữ thông tin di truyền: Thông tin di truyền được mã hoá bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của các nucleotide trên DNA. Sự khác nhau về số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp của bốn loại nucleotide tạo nên tính đa dạng của phân tử DNA, từ đó tạo nên sự đa dạng của sinh vật.

- DNA có chức năng bảo quản thông tin di truyền: Cấu trúc gồm 2 mạch kép bổ sung với số lượng lớn liên kết hóa trị và liên kết hydrogen của phân tử DNA đảm bảo cho phân tử có tính ổn định.

- DNA có chức năng truyền đạt thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác thông qua cơ chế nhân đôi DNA. Đồng thời, DNA cũng có chức năng truyền đạt thông tin di truyền quy định tính trạng thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.

2. GENE

a. Gene

- Khái niệm: Gene là một đoạn phân tử DNA mang thông tin di truyền quy định một loại sản phẩm nhất định (có thể là phân tử RNA hoặc chuỗi polypeptide thực hiện chức năng trong tế bào). Ví dụ: Ở người, có gene quy định màu da, gene quy định màu mắt, gene quy định chiều cao,...

Gene

- Đặc điểm:

+ Mỗi phân tử DNA có chứa vài trăm đến hàng nghìn gene.

+ Mỗi gene có trình tự nucleotide đặc trưng, mỗi gene quy định một sản phẩm xác định là phân tử RNA hoặc chuỗi polypeptide.

b. Hệ gene

- Khái niệm: Hệ gene là toàn bộ thông tin di truyền của loài được mã hoá trong DNA (ở một số virus có thể là RNA).

- Hệ gene có tính đặc trưng: Do sự khác biệt về số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các nucleotide trên phân tử DNA mà mỗi cá thể có một hệ gene đặc trưng.

Hệ gene của người có khoảng trên dưới 60 000 gene,

trong đó có khoảng hơn 20 000 gene mã hoá protein.

c. Một số ứng dụng phân tích DNA

- Cơ sở của phương pháp phân tích DNA là tính đặc trưng của DNA: Mỗi người có một tỉ lệ nhất định trình tự nucleotide trên DNA, do đó, người ta có thể tiến hành phân tích trình tự nucleotide trên DNA và so sánh với dữ liệu DNA có trong ngân hàng gene hoặc với mẫu DNA của các đối tượng khác nhau.

Phương pháp phân tích DNA

- Ứng dụng của phương pháp phân tích DNA: Kết quả so sánh trình tự nucleotide trên DNA có thể được ứng dụng trong nhiểu lĩnh vực khác nhau như:

+ Ứng dụng trong xác định tội phạm: So sánh trình tự nucleotide trên phân tử DNA được thu nhận từ các mẫu da, tóc, máu,... ở hiện trùờng vụ án với trình tự DNA của các đối tượng bị tình nghi để tìm ra tội phạm.

+ Ứng dụng trong xác định huyết thống: Mỗi người có một nửa số DNA được nhận từ bố và một nửa số DNA được nhận từ mẹ. Khi giám định DNA, để xác định huyết thống của con cái, người ta thường so sánh với mẫu DNA của cả bố và mẹ để đánh giá mức độ tương đồng.

+ Ứng dụng trong nghiên cứu tiến hóa: Nghiên cứu phát sinh chủng loại sinh vật thông qua việc so sánh mức độ tương đồng giữa phân tử DNA của các đối tượng sinh học.

+ Ứng dụng trong y học: Phân tích DNA để dự đoán nguy cơ mắc các bệnh di truyền và điều trị y tế.

3. RIBONUCLEIC ACID (RNA)

- RNA là một đại phân tử sinh học, do gene tổng hợp nên.

Mô hình cấu trúc của đoạn RNA

- Cấu trúc hóa học: RNA cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là bốn loại nucleotide (mỗi nucleotide gồm 1 gốc phosphate, 1 đường ribose, 1 nitrogenous base) gồm: adenine (A), guanine (G), uracil (U) và cytosine (C).

- Cấu trúc không gian: Khác với DNA, RNA hầu hết được cấu tạo bởi một chuỗi nucleotide. Các đơn phân liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị tạo thành mạch RNA (chuỗi polypeptide).

- Phân loại: Tuỳ theo chức năng mà các RNA được chia thành các loại khác nhau. Các loại phân tử RNA phổ biến gồm: RNA thông tin (mRNA), RNA vận chuyển (tRNA) và RNA ribosome (rRNA). Cả ba loại RNA này đều tham gia vào quá trình tổng hợp protein.

Cấu trúc các phân tử RNA

+ Gần đây, người ta còn phát hiện thêm một số loại RNA khác tham gia chức năng điều hoà, xúc tác.

* Phân biệt cấu trúcRNA và DNA:

Sự khác nhau về cấu trúc giữa RNA và DNA

Đặc điểm	RNA	DNA
Số mạch đơn	- Thường có cấu trúc 1 mạch.	- Thường có cấu 2 mạch.
Đơn phân	- Đường cấu tạo nên đơn phân của RNA là C5H10O5. - 4 loại base là: A, U, G, C. → 4 loại đơn phân của RNA là: A, U, C, G.	- Đường cấu tạo nên đơn phân của DNA là C5H10O4. - 4 loại base là: A, T, G, C. → 4 loại đơn phân của DNA là: A, T, C, G.

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên lớp 9 Chân trời sáng tạo hay khác:

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 38: Đột biến gene

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 39: Quá trình tái bản, phiên mã và dịch mã

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 40: Từ gene đến tính trạng

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 41: Cấu trúc nhiễm sắc thể và đột biến nhiễm sắc thể

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 42: Thực hành: Quan sát tiêu bản nhiễm sắc thể

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 9 hay khác:

• Giải sgk Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 9 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 9 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 9 Cánh diều (các môn học)

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---