PHẦN I. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.
François Jacob và Jacques Monod là hai nhà khoa học người Pháp đã phát hiện ra cơ chế điều hòa hoạt động của gene thông qua mô hình operon Lac ở vi khuẩn E. coli vào thập niên 1960. Đây là mô hình đầu tiên mô tả cách tế bào điều chỉnh việc bật/tắt gene một cách chính xác và tiết kiệm năng lượng.
--> Đáp số: B
Đáp án: BĐiều hòa gen là quá trình kiểm soát mức độ biểu hiện của một gen, tức là lượng sản phẩm (như protein) do gen đó tạo ra. Các cơ chế điều hòa gen giúp tế bào điều chỉnh hoạt động của các gen để đáp ứng với các điều kiện môi trường khác nhau và duy trì các chức năng cần thiết.
A. Sai – Điều hòa gene không kiểm soát trình tự nucleotide mà kiểm soát mức độ hoạt động của gene.
B. Sai – Số lần nhân đôi DNA không liên quan đến điều hòa biểu hiện gene.
C. Đúng – Điều hòa gene nhằm kiểm soát lượng sản phẩm (RNA, protein) do gene tạo ra.
D. Sai – Số lượng gene trong tế bào là cố định, không thay đổi qua điều hòa.
B. Sai – Lactose không bám vào vùng khởi động mà gắn vào protein ức chế.
C. Sai – Chất cảm ứng (lactose) không tác động trực tiếp lên vùng khởi động.
D. Sai – Protein ức chế bám vào vùng vận hành, không phải vùng khởi động. Đáp án: A
B. Sai – Khi có lactose, gene cấu trúc được phiên mã, nên sản phẩm được tạo ra.
C. Sai – RNA polymerase vẫn gắn vào vùng khởi động để khởi đầu phiên mã.
D. Đúng – Lactose là chất cảm ứng, gắn vào protein ức chế, làm nó mất khả năng gắn vào vùng vận hành. Đáp án: D
B. Sai – Protein ức chế luôn được tổng hợp, không phụ thuộc vào sự có mặt của lactose.
C. Sai – Chỉ khi không có lactose, protein ức chế mới bám vào vùng vận hành.
D. Sai – Khi có lactose, protein ức chế không bám vào vùng vận hành, còn khi không có thì có bám. Đáp án: A
A. Đúng – Gene điều hoà (R) luôn được phiên mã để tạo ra mRNA, tổng hợp protein ức chế.✅
B. Sai – Gene Z (mã hóa β-galactosidase) chỉ được phiên mã khi có lactose.❌
C. Sai – Gene Y (mã hóa permease) chỉ hoạt động khi có lactose.❌
D. Sai – Gene A (mã hóa transacetylase) cũng cần có lactose để được phiên mã.❌ Đáp án: A
A. Đúng – Vùng khởi động (promoter) là vị trí để RNA polymerase gắn vào và bắt đầu phiên mã.✅
B. Sai – Đây là mô tả của nhóm gene cấu trúc, không phải vùng khởi động.❌
C. Sai – Gene điều hoà mới mã hoá protein ức chế, không phải vùng khởi động.❌
D. Sai – Vùng vận hành (operator) mới là nơi protein ức chế gắn vào, không phải vùng P.❌ Đáp án: A
A. Sai – Gene cấu trúc A chỉ có trong operon Lac, không có trong gene điều hòa.❌
B. Sai – Gene cấu trúc Y cũng chỉ nằm trong operon Lac, không có ở gene R.❌
C. Đúng – Cả gene điều hòa và operon Lac đều cần vùng khởi động (promoter) để RNA polymerase gắn vào và khởi động phiên mã.✅
D. Sai – Vùng vận hành (operator) chỉ có trong operon Lac, không có trong gene điều hòa.❌ Đáp án: C
Các gen cấu trúc Z, Y, A có chung một vùng điều hòa nên số lần phiên mã của các gen này bằng nhau. Vậy gen Z phiên mã 10 lần thì gen Y và gen A cũng phiên mã 10 lần.
có chiều dài bằng nhau. Phân tử DNA nào có nhiệt độ nóng chảy cao nhất?
Do đó, nếu cùng chiều dài (cùng số lượng nucleotide) thì phân tử DNA nào có số lượng cặp G-C cao hơn sẽ có số liên kết hydrogen cao hơn.
Như vậy, trong 3 phân tử DNA trên, phân tử DNA1 sẽ có số liên kết hydrogen nhất. Đáp án: C
Hướng dẫn:
A. Sai – Đột biến ở vùng vận hành không ảnh hưởng trực tiếp đến trình tự gene Z, Y, A.❌
B. Sai – Protein ức chế được mã hóa bởi gene điều hòa R, không liên quan đến vùng vận hành.❌
C. Đúng – Nếu vùng vận hành bị biến đổi, protein ức chế không thể gắn vào, dẫn đến phiên mã liên tục các gene Z, Y, A.✅
D. Sai – Biến đổi vùng O không kéo theo biến đổi vùng khởi động P.❌
b. Sai. Vì cơ chế điều hòa hoạt động gene là điều khiển sự ổn định của quá trình phiên mã nhưng gene điều hòa có thể phiên mã liên tục còn gene cấu trúc chỉ phiên mã khi có enzyme RNA polymerase. ❌
c. Sai. Gene điều hòa phiên mã liên tục, tạo ra protein ức chế. Protein ức chế có thể hoạt động hay không hoạt động tùy thuộc vào sự hiện diện của lactose. ❌
d. Đúng. Vì protein ức chế ko bám vào vùng O nên RNA polymerase có thể phiên mã nhóm gene cấu trúc. ✅ Đáp án: D
Ở sinh vật nhân sơ, điều hòa hoạt động của gen diễn ra ở giai đoạn phiên mã.
Ở sinh vật nhân thực, điều hòa hoạt động của gen diễn ra ở cả giai đoạn, phiên mã, sau phiên mã, dịch mã, sau dịch mã.
A. Sai – Sau dịch mã là giai đoạn điều chỉnh protein đã tạo ra, không phải giai đoạn chính để điều hòa gene ở sinh vật nhân sơ.❌
B. Sai – Điều hòa ở mức dịch mã có xảy ra nhưng không phổ biến bằng phiên mã.❌
C. Đúng – Ở sinh vật nhân sơ, điều hòa hoạt động gene chủ yếu diễn ra ở giai đoạn phiên mã để tiết kiệm năng lượng.✅
D. Sai – Giai đoạn sau phiên mã ít được sinh vật nhân sơ sử dụng cho điều hòa gene.❌

Dấu “-“ thể hiện mRNA không có khả năng dịch mã.
Dấu “+“ thể hiện mRNA có khả năng dịch mã.
Theo lí thuyết, trong số các ống nghiệm trên, ống nghiệm nào có bổ sung 3 loại nucleotide U, A, G?
Dựa vào bảng kết quả: Các ống nghiệm có khả năng dịch mã (mang dấu +) là ống 1, 3 và 4
Do đó, ống nghiệm có bổ sung 3 loại nucleotide U, A, G phải nằm trong số các ống này. Đáp án: C
I. Trong một opêron Lac, các gene cấu trúc Z, Y, A có số lần nhân đôi bằng nha và số lần phiên mã bằng nhau.
II. Khi có đường lactose thì các gene cấu trúc Z, Y, A phiên mã vì latôzơ làm làm ngăn cản sự phiên mã của gene điều hòa.
III. Gene điều hòa và các gene cấu trúc Z, Y, A có số lần nhân đôi bằng nhau.
IV. Trong một operon Lac, các gene cấu trúc Z, Y, A có số lần nhân đôi và phiên mã khác nhau.
II sai. Vì chất này làm làm ngăn cản hoạt động của protein ức chế chứ không phải ngăn cản sự phiên mã của gen điều hòa.
III đúng. Vì gen điều hòa và các gen cấu trúc Z, Y, A đều nằm trên một phân tử ADN vi khuẩn nên khi AND nhân đôi thì tất cả các gen này đều nhân đôi.
IV sai. Vì các gen trong một operon luôn có số lần phiên mã bằng nhau. Đáp án: B
I. Ở sinh vật nhân thực, DNA mở xoắn từng đoạn tương ứng với gene được phiên mã.
II. Ở operon Lac, lactose là chất cảm ứng giúp các gene được phiên mã.
III. Điều hòa hoạt động của gene là điều hòa lượng sản phẩm do gene tạo ra.
IV. Ở sinh vật nhân sơ, quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời với nhau.
Cả 4 phát biểu đúng. → Đáp án D.
Hướng dẫn:
I. Đúng. Quá trình phiên mã ở sinh vật nhân thực chỉ diễn ra trên một đoạn DNA nhất định, đoạn này sẽ mở xoắn để enzyme RNA polymerase bám vào và tiến hành phiên mã.
II. Đúng. Trong operon Lac, lactose khi có mặt trong môi trường sẽ hoạt động như một chất cảm ứng, liên kết với protein ức chế, làm thay đổi cấu trúc không gian của protein này và khiến nó không thể bám vào vùng vận hành, từ đó cho phép RNA polymerase phiên mã các gene cấu trúc của operon.
III. Đúng. Điều hoà hoạt độn của gene là điều hoà sản lượng do gene tạo ra
IV. Đúng. Sinh vật nhân thực có màng nhân ngăn cách nhân với tế bào chất nên mARN phải từ nhân đi ra tế bào chất mới thực hiện dịch mã được.
Sinh vật nhân sơ không có màng nhân nên phiên mã đến đâu, có thể dịch mã luôn đến đó..
Hướng dẫn:
A. Đúng – Mất vùng khởi động (P) → RNA polymerase không thể bám vào → không phiên mã được gene Z, Y, A → không có protein.✅
B. Sai – Mất gene điều hoà (R) → không tổng hợp protein ức chế → gene Z, Y, A phiên mã liên tục, vẫn có protein.❌
C. Sai – Mất vùng vận hành (O) → protein ức chế không gắn được → gene Z, Y, A hoạt động liên tục, vẫn tổng hợp protein.❌
D. Sai – Mất một gene cấu trúc → chỉ mất loại protein do gene đó mã hóa, các gene còn lại vẫn hoạt động.❌
B. Đúng – Gene điều hòa R luôn phiên mã tạo protein ức chế, đây là hoạt động thường xuyên.
C. Sai – Các gene Z, Y, A chỉ phiên mã khi protein ức chế bị bất hoạt, tức không phải thường xuyên.
D. Sai – RNA polymerase chỉ liên kết được khi không có protein ức chế gắn vào vùng vận hành, nên không liên tục. Đáp án: B
PHẦN II. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.
b) Đúng. Vì quá trình phiên mã tạo 1 mRNA chung có chứa bản sao của cả 3 gene
c) Đúng. Protein ức chế bị thay đổi kiểu hình và không bám vào vùng vận hành O nên Operol Lac hoạt động được.
d) Đúng. Khi Lactose trong tế bào bị phân giải hết thì operon sẽ bị ức chế.

Dựa vào hình ảnh trên. Các nhận định sau đây Đúng hay Sai?
a) đúng, hình ảnh trên mô tả sự điều hoà hoạt động của operon Lac khi môi trường không có lactose.
b) sai. Khi môi trường không có lactose, protein ức chế liên kết với vùng vận hành năng cản quá trình phiên mã làm cho các gene cấu trúc không hoạt động.
c) sai, vùng vận hành là nơi protein ức chế liên kết vào.
d) sai vì gen điều hòa không nằm trong operon Lac
a. Đúng. Trong một chu kì nhân đôi của NST vi khuẩn, mọi gen nằm trên cùng phân tử DNA đều được sao chép một lần → số lần nhân đôi như nhau.✅
b. Sai. Việc Z, W, T cùng một operon không kéo theo X là gen điều hòa; gen điều hòa (R) có thể nằm trong hay ngoài vùng kề operon, vị trí không suy ra từ đó. ❌
c. Đúng. Nếu X, Y, Z thuộc các operon khác nhau, chúng chịu các cơ chế điều hòa khác nhau → tần suất phiên mã thường khác nhau.✅
d. Sai. Không có thông tin xác định ori ở gen Z; vì vậy không thể khẳng định khởi đầu nhân đôi xảy ra tại Z và lan ra hai hướng.❌
b Sai. Vì đột biến ở vùng P của gene điều hòa thì có khả năng làm cho gene điều hòa mất khả năng phiên mã dó đó có thể khiến 3 gene Z Y A mất khả năng phiên mã.✅
c Sai. Vì khi không có lactose thì Protein ức chế bám lên vùng O (vùng vận hành) để ức chế sự phiên mã của các gene trong operon Lac).❌
d Sai. Nếu đột biến làm cho gene Y không được phiên mã thì các gene Z và A có thể có hoặc không được phiên mã.❌
PHẦN III. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến 6. Thí sinh điền kết quả mỗi câu vào mỗi ô trả lời tương ứng theo hướng dẫn của phiếu trả lời.

Trong đó, các dấu cộng (+) chỉ gene /thành phần có chức năng bình thường, dấu trừ (–) chỉ gene /thành phần bị đột biến mất chức năng. Theo lý thuyết, khi môi trường có lactose, có bao nhiêu chủng sẽ tiến hành phiên mã các gene cấu trúc?
- Chủng 1 đột biến ở lac A, tức không ảnh hưởng khả năng phiên mã.
- Chủng 2 đột biến ở vùng P, do enzyme RNA pol không bám vào được nên nó không phiên mã kể cả khi có và không có lactose.
- Chủng 3 đột biến ở gene R, do không tạo được protein ức chế nên nó có thể phiên mã kể cả khi có và không có lactose.
- Chủng 4 đột biến ở vùng O, do protein ức chế không bám vào được nên nó có thể phiên mã kể cả khi có và không có lactose.
Chủng I: Sai hỏng ở gene cấu trúc lac A làm cho phân tử protein do gene này quy định tổng hợp bị mất chức năng.
Chủng II: Sai hỏng ở gene cấu trúc lac Z làm cho phân tử protein do gene này quy định tổng hợp bị mất chức năng.
Chủng III: Sai hỏng ở gene cấu trúc lac Y nhưng không làm thay đổi chức năng của protein.
Chủng IV: Sai hỏng ở gene điều hoà lac I làm cho phân tử protein do gene này quy định tổng hợp bị mất chức năng.
Chủng V: Sai hỏng ở gene điều hoà lac I làm cho gene này mất khả năng phiên mã.
Chủng VI: Sai hỏng ở vùng khởi động (P) của operon làm cho vùng này bị mất chức năng.
Khi môi trường có đường lactôzơ, các chủng có gen cấu trúc Z, Y, A không phiên mã là: VI.
Các chủng còn lại vẫn phiên mã bình thường. Phải đột biến vào vùng vận hành (= promotor P + operator O) mới có khả năng làm cho đoạn gen cấu trúc phía sau không được phiên mã
Chỉ có chủng VI: Đột biến ở vùng khởi động (P) của Operan làm cho vùng này bị mất chức năng. → Z, Y, A không phiên mã do vùng P đột biến làm enzim ARN – pol không bám vào được nên không phiên mã được.