【Bản giáo trình Thượng Hải】Khoa học Trung học Cơ sở Lớp 9, Học kỳ 2: Bản đồ số hóa của sự sống: DNA, Gen và Nhiễm sắc thể

Logic số hóa của sự sống

Hãy tưởng tượng một cuốn sổ hướng dẫn xây dựng quy mô siêu lớn.Nhân tế bàolà nơi lưu trữ sổ tay; Nhiễm sắc thểlà những tập tài liệu khổng lồ được sắp xếp gọn gàng trên kệ (con người có 23 cặp); DNAlà băng từ số hóa dài hàng km bên trong tập tài liệu; còn gen (gene)thì là một đoạn mã cụ thể trên băng từ.

Giải thích các khái niệm cốt lõi

Cấu trúc song xoắn：DNA分子由两条侧链螺旋缠绕而成。磷酸与脱氧核糖交替连接构成“扶手”，碱基对构成“台阶”。
Quy luật ghép cặp bazơLà ngôn ngữ số hóa của sự sống. $A$ (Adenine) chỉ ghép cặp với $T$ (Thymine), $G$ (Guanine) chỉ ghép cặp với $C$ (Cytosine).
Bản chất của gen: Gen là đoạn cụ thể trên phân tử DNA có hiệu ứng di truyền, là đơn vị chức năng cơ bản kiểm soát tính trạng sinh vật.

💡 Tổng kết và khái quát

Vật chất di truyền chính của sinh vật là axit nucleic deoxyribonucleic (DNA). DNA chủ yếu nằm trên nhiễm sắc thể trong nhân tế bào, nhiễm sắc thể là phương tiện mang DNA. Tất cả các bí mật của sự sống đều được lưu trữ trong cấu trúc phân tử DNA.

CÂU HỎI 1

Cấu trúc nào được hình thành từ DNA liên kết với protein trong quá trình phân chia tế bào, đóng vai trò là phương tiện chính cho vật chất di truyền?

Axit ribonucleic (RNA)

Nhiễm sắc thể

Chất tế bào

Phân tử photphat

CÂU HỎI 2

Theo quy luật ghép cặp bazơ DNA, nếu một chuỗi có các bazơ là A-G-C, thì chuỗi đối diện tương ứng sẽ có trình tự bazơ nào?

$T-C-G$

$A-G-C$

$U-C-G$

$T-G-C$

CÂU HỎI 3

Trong các mô tả về gen, điều nào sau đây là chính xác?

Gen là bất kỳ đoạn nào trên phân tử DNA

Gen là đoạn trên phân tử DNA có hiệu ứng di truyền

Một phân tử DNA là một gen

CÂU HỎI 4

“Tay vịn” (chuỗi bên) trong cấu trúc xoắn kép DNA được tạo thành từ gì?

Cặp bazơ

Axit photphoric và deoxyribose

Protein và chất béo

CÂU HỎI 5

Tất cả các đặc điểm sinh học (như màu mắt, nhóm máu...) cuối cùng đều do yếu tố nào quyết định?

Môi trường sống

Vật chất di truyền (DNA/gen)

Kích thước tế bào

Khảo sát trường hợp: Đặc điểm gia đình và bí ẩn di truyền

Thông qua khảo sát và phân tích, hiểu rõ cơ sở vật chất của việc truyền đạt đặc điểm.

Trong giờ học Sinh học, các học sinh đã tiến hành hoạt động khảo sát "Di truyền đặc điểm điển hình trong gia đình". Một học sinh nhận thấy cha mình có thể cuộn lưỡi, và bản thân anh cũng có thể cuộn lưỡi; hơn nữa, mẹ anh có tai bèo, tuy nhiên anh dù di truyền đặc điểm tai bèo từ mẹ, lại phát hiện cha không có tai bèo.

Câu hỏi

1. Hoạt động: Khảo sát di truyền các đặc điểm điển hình trong gia đình bạn. Hãy viết một báo cáo ngắn khoảng 100 chữ mô tả tính phổ biến của hiện tượng di truyền trong cuộc sống.

Câu trả lời:
Trong cuộc khảo sát gia đình này, tôi đặc biệt chú ý đến hai đặc điểm "tai bèo" và "cuộn lưỡi". Tôi nhận thấy cha và ông nội tôi đều có tai bèo rõ rệt, và bản thân tôi cũng có đặc điểm này; về khả năng cuộn lưỡi, mẹ tôi có thể cuộn lưỡi, còn cha thì không, tôi lại di truyền khả năng này từ mẹ. Qua việc phân tích đặc điểm của ba thế hệ, tôi nhận thức sâu sắc rằng hiện tượng di truyền rất phổ biến trong đời sống. Vật chất di truyền của cha mẹ được truyền từ tế bào sinh sản sang con cái, khiến con cái có đặc điểm sinh lý giống với cha mẹ một cách rõ rệt, sự liên tục này chính là do bản đồ số hóa DNA hỗ trợ.

Câu hỏi

2. Phân tích thảo luận: Tại sao con cái thường thể hiện một đặc điểm nào đó của cha mẹ (ví dụ: có tai bèo hoặc không có tai bèo), chứ không phải một tai có tai bèo, một tai không có tai bèo?

Câu trả lời:
Đó là vì gen kiểm soát một đặc điểm nào đó tồn tại theo cặp trong cơ thể. Gen là một bộ lệnh hoàn chỉnh điều khiển sự phát triển, thông qua việc kiểm soát tổng hợp protein để quyết định đặc điểm sinh học. Sự kiểm soát này mang tính hệ thống, tác động lên toàn bộ cơ quan hoặc quá trình sinh lý. Theo quy luật trội lặn, con cái sẽ biểu hiện một đặc điểm nào đó từ cha mẹ, chứ không thể hiện sự phân tách biểu hiện hai đặc điểm khác nhau trên hai bên cùng một cơ quan.

Câu hỏi

3. Suy nghĩ khoa học: Vai trò của việc ghép cặp bazơ cố định đối với độ ổn định cấu trúc DNA là gì? Nếu xảy ra sai sót ghép cặp thì sẽ có hậu quả gì?

Câu trả lời:
1. 稳定性作用：固定的碱基配对（嘌呤与嘧啶配对）确保了双螺旋“梯子”的宽度恒定，这种几何对称性增强了物理稳定性，有助于遗传信息的长久保存。 2. 后果：碱基配对错误会导致基因突变，可能导致蛋白质合成异常，诱发遗传疾病或细胞功能障碍，但也可能产生适应环境的新变异。