Ti thể
Ti thể là một loại bào quan có cấu tạo màng kép. Màng trong của ti thể gấp nếp sâu vào bên trong, tạo thành các mào (crista). Trên màng trong này có chứa các enzyme thuộc chuỗi truyền electron, các kênh vận chuyển ion H⁺ (proton), cùng với các kênh tổng hợp ATP (hay còn gọi là ATP synthase). Trong chất nền của ti thể chứa nhiều loại enzyme, các acid hữu cơ, ribosome loại 70S, và DNA tồn tại ở cả dạng mạch thẳng lẫn dạng vòng.
Nhờ những đặc điểm cấu tạo trên, ti thể được ví như "nhà máy năng lượng" của tế bào — đây chính là nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào và tạo ra phần lớn lượng ATP để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào. Quá trình tổng hợp ATP diễn ra trên màng trong ti thể bao gồm việc vận chuyển electron từ hai phân tử mang năng lượng là NADH và FADH₂, đi qua một chuỗi vận chuyển electron gồm bốn phức hệ protein (I, II, III và IV), và cuối cùng electron được chuyển đến oxy (O₂) — chất nhận electron cuối cùng.
Song song với quá trình vận chuyển electron nói trên là hiện tượng các ion H⁺ được bơm từ chất nền ti thể ra khoảng không gian giữa hai lớp màng. Chính điều này khiến pH ở chất nền ti thể trở nên cao hơn so với pH ở khoảng không gian giữa hai màng, từ đó tạo ra một động lực (chênh lệch nồng độ H⁺) thúc đẩy các ion H⁺ di chuyển ngược trở lại vào chất nền ti thể.
Khi các ion H⁺ di chuyển từ khoảng không gian giữa hai màng trở về chất nền ti thể thông qua kênh ATP synthase, năng lượng giải phóng từ dòng di chuyển này sẽ được kênh ATP synthase sử dụng để tổng hợp ATP từ ADP và gốc phosphate vô cơ (Pi).
Nguồn: Nguyễn Như Hiền (2007), Giáo trình sinh học tế bào, NXB Giáo dục Việt Nam, trang 195–197
Trong các phát biểu sau về cấu tạo của ti thể, phát biểu nào không chính xác?
Chọn C
Ti thể là bào quan có màng kép — tức gồm hai lớp màng riêng biệt (màng ngoài và màng trong), mỗi lớp màng đều là một lớp phospholipid kép (bilayer).
Ti thể
Ti thể là một loại bào quan có cấu tạo màng kép. Màng trong của ti thể gấp nếp sâu vào bên trong, tạo thành các mào (crista). Trên màng trong này có chứa các enzyme thuộc chuỗi truyền electron, các kênh vận chuyển ion H⁺ (proton), cùng với các kênh tổng hợp ATP (hay còn gọi là ATP synthase). Trong chất nền của ti thể chứa nhiều loại enzyme, các acid hữu cơ, ribosome loại 70S, và DNA tồn tại ở cả dạng mạch thẳng lẫn dạng vòng.
Nhờ những đặc điểm cấu tạo trên, ti thể được ví như "nhà máy năng lượng" của tế bào — đây chính là nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào và tạo ra phần lớn lượng ATP để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào. Quá trình tổng hợp ATP diễn ra trên màng trong ti thể bao gồm việc vận chuyển electron từ hai phân tử mang năng lượng là NADH và FADH₂, đi qua một chuỗi vận chuyển electron gồm bốn phức hệ protein (I, II, III và IV), và cuối cùng electron được chuyển đến oxy (O₂) — chất nhận electron cuối cùng.
Song song với quá trình vận chuyển electron nói trên là hiện tượng các ion H⁺ được bơm từ chất nền ti thể ra khoảng không gian giữa hai lớp màng. Chính điều này khiến pH ở chất nền ti thể trở nên cao hơn so với pH ở khoảng không gian giữa hai màng, từ đó tạo ra một động lực (chênh lệch nồng độ H⁺) thúc đẩy các ion H⁺ di chuyển ngược trở lại vào chất nền ti thể.
Khi các ion H⁺ di chuyển từ khoảng không gian giữa hai màng trở về chất nền ti thể thông qua kênh ATP synthase, năng lượng giải phóng từ dòng di chuyển này sẽ được kênh ATP synthase sử dụng để tổng hợp ATP từ ADP và gốc phosphate vô cơ (Pi).
Nguồn: Nguyễn Như Hiền (2007), Giáo trình sinh học tế bào, NXB Giáo dục Việt Nam, trang 195–197
Điền từ thích hợp vào chỗ trống:
Các phức hệ của chuỗi truyền electron nằm trên [1] của ti thể. Khi electron được vận chuyển từ NADH đến oxygen, đồng thời H⁺ cũng được bơm ngược gradien điện hoá ra khoảng không gian giữa hai màng, khiến nồng độ H⁺ ở chất nền ti thể trở nên [2] so với khoảng không gian giữa hai màng.
màng trong
thấp hơn
Theo đoạn văn, các enzyme của chuỗi truyền electron nằm trên màng trong ti thể. Do H⁺ liên tục bị bơm từ chất nền ra khoảng gian màng, chất nền trở nên "kiềm hơn" (pH cao hơn), tức là nồng độ H⁺ ở chất nền thấp hơn so với khoảng không gian giữa hai màng — chính sự chênh lệch này tạo động lực để H⁺ khuếch tán ngược trở lại qua ATP synthase.
Ti thể
Ti thể là một loại bào quan có cấu tạo màng kép. Màng trong của ti thể gấp nếp sâu vào bên trong, tạo thành các mào (crista). Trên màng trong này có chứa các enzyme thuộc chuỗi truyền electron, các kênh vận chuyển ion H⁺ (proton), cùng với các kênh tổng hợp ATP (hay còn gọi là ATP synthase). Trong chất nền của ti thể chứa nhiều loại enzyme, các acid hữu cơ, ribosome loại 70S, và DNA tồn tại ở cả dạng mạch thẳng lẫn dạng vòng.
Nhờ những đặc điểm cấu tạo trên, ti thể được ví như "nhà máy năng lượng" của tế bào — đây chính là nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào và tạo ra phần lớn lượng ATP để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào. Quá trình tổng hợp ATP diễn ra trên màng trong ti thể bao gồm việc vận chuyển electron từ hai phân tử mang năng lượng là NADH và FADH₂, đi qua một chuỗi vận chuyển electron gồm bốn phức hệ protein (I, II, III và IV), và cuối cùng electron được chuyển đến oxy (O₂) — chất nhận electron cuối cùng.
Song song với quá trình vận chuyển electron nói trên là hiện tượng các ion H⁺ được bơm từ chất nền ti thể ra khoảng không gian giữa hai lớp màng. Chính điều này khiến pH ở chất nền ti thể trở nên cao hơn so với pH ở khoảng không gian giữa hai màng, từ đó tạo ra một động lực (chênh lệch nồng độ H⁺) thúc đẩy các ion H⁺ di chuyển ngược trở lại vào chất nền ti thể.
Khi các ion H⁺ di chuyển từ khoảng không gian giữa hai màng trở về chất nền ti thể thông qua kênh ATP synthase, năng lượng giải phóng từ dòng di chuyển này sẽ được kênh ATP synthase sử dụng để tổng hợp ATP từ ADP và gốc phosphate vô cơ (Pi).
Nguồn: Nguyễn Như Hiền (2007), Giáo trình sinh học tế bào, NXB Giáo dục Việt Nam, trang 195–197
Dựa vào đồ thị mô tả sự thay đổi nồng độ H⁺ theo thời gian khi bổ sung O₂ vào dung dịch chứa ti thể tách rời và NADH (không có O₂ ban đầu), hãy cho biết mỗi phát biểu sau là Đúng hay Sai:

Chọn a và d đúng, b và c sai
a) Đúng
Đồ thị cho thấy ngay sau mốc "Thêm O₂", nồng độ H⁺ tăng vọt từ ~5 lên ~70 (×10⁻⁹ mol) — tức pH giảm nhanh.
b) Sai
O₂ không trực tiếp "phân giải" NADH; O₂ chỉ đóng vai trò là chất nhận electron cuối cùng trong chuỗi truyền electron. Việc bơm H⁺ ra ngoài là do hoạt động của các phức hệ trên màng trong ti thể, không phải phản ứng hoá học tự do giữa NADH và O₂.
c) Sai
Sự thay đổi nồng độ H⁺ gắn liền với hoạt động của ti thể (chuỗi truyền electron và bơm proton trên màng trong), không phải phản ứng độc lập trong dung dịch.
d) Đúng
Khi có O₂, quá trình oxy hoá NADH diễn ra kèm bơm H⁺ ra khoang ngoài làm nồng độ H⁺ tăng; khi O₂ cạn, không còn động lực bơm H⁺ ra nữa nên H⁺ khuếch tán dần trở lại vào ti thể (đường cong đi xuống chậm sau đỉnh).
Ti thể
Ti thể là một loại bào quan có cấu tạo màng kép. Màng trong của ti thể gấp nếp sâu vào bên trong, tạo thành các mào (crista). Trên màng trong này có chứa các enzyme thuộc chuỗi truyền electron, các kênh vận chuyển ion H⁺ (proton), cùng với các kênh tổng hợp ATP (hay còn gọi là ATP synthase). Trong chất nền của ti thể chứa nhiều loại enzyme, các acid hữu cơ, ribosome loại 70S, và DNA tồn tại ở cả dạng mạch thẳng lẫn dạng vòng.
Nhờ những đặc điểm cấu tạo trên, ti thể được ví như "nhà máy năng lượng" của tế bào — đây chính là nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào và tạo ra phần lớn lượng ATP để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào. Quá trình tổng hợp ATP diễn ra trên màng trong ti thể bao gồm việc vận chuyển electron từ hai phân tử mang năng lượng là NADH và FADH₂, đi qua một chuỗi vận chuyển electron gồm bốn phức hệ protein (I, II, III và IV), và cuối cùng electron được chuyển đến oxy (O₂) — chất nhận electron cuối cùng.
Song song với quá trình vận chuyển electron nói trên là hiện tượng các ion H⁺ được bơm từ chất nền ti thể ra khoảng không gian giữa hai lớp màng. Chính điều này khiến pH ở chất nền ti thể trở nên cao hơn so với pH ở khoảng không gian giữa hai màng, từ đó tạo ra một động lực (chênh lệch nồng độ H⁺) thúc đẩy các ion H⁺ di chuyển ngược trở lại vào chất nền ti thể.
Khi các ion H⁺ di chuyển từ khoảng không gian giữa hai màng trở về chất nền ti thể thông qua kênh ATP synthase, năng lượng giải phóng từ dòng di chuyển này sẽ được kênh ATP synthase sử dụng để tổng hợp ATP từ ADP và gốc phosphate vô cơ (Pi).
Nguồn: Nguyễn Như Hiền (2007), Giáo trình sinh học tế bào, NXB Giáo dục Việt Nam, trang 195–197
Cyanide là chất gây ức chế phức hệ IV trong chuỗi vận chuyển electron trên màng trong ti thể. Hậu quả trực tiếp của việc ngộ độc cyanide đối với hoạt động của tế bào là gì?
Chọn D
Khi phức hệ IV bị ức chế, electron không thể tiếp tục di chuyển đến O₂ ở cuối chuỗi truyền electron, làm toàn bộ chuỗi truyền electron ngừng hoạt động. Điều này khiến quá trình bơm H⁺ ra khoang gian màng dừng lại, không còn tạo được gradient H⁺, dẫn đến ATP synthase không có động lực hoạt động và quá trình tổng hợp ATP bị ngừng trệ — đây là cơ chế gây độc chết người của cyanide.
Ti thể
Ti thể là một loại bào quan có cấu tạo màng kép. Màng trong của ti thể gấp nếp sâu vào bên trong, tạo thành các mào (crista). Trên màng trong này có chứa các enzyme thuộc chuỗi truyền electron, các kênh vận chuyển ion H⁺ (proton), cùng với các kênh tổng hợp ATP (hay còn gọi là ATP synthase). Trong chất nền của ti thể chứa nhiều loại enzyme, các acid hữu cơ, ribosome loại 70S, và DNA tồn tại ở cả dạng mạch thẳng lẫn dạng vòng.
Nhờ những đặc điểm cấu tạo trên, ti thể được ví như "nhà máy năng lượng" của tế bào — đây chính là nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào và tạo ra phần lớn lượng ATP để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào. Quá trình tổng hợp ATP diễn ra trên màng trong ti thể bao gồm việc vận chuyển electron từ hai phân tử mang năng lượng là NADH và FADH₂, đi qua một chuỗi vận chuyển electron gồm bốn phức hệ protein (I, II, III và IV), và cuối cùng electron được chuyển đến oxy (O₂) — chất nhận electron cuối cùng.
Song song với quá trình vận chuyển electron nói trên là hiện tượng các ion H⁺ được bơm từ chất nền ti thể ra khoảng không gian giữa hai lớp màng. Chính điều này khiến pH ở chất nền ti thể trở nên cao hơn so với pH ở khoảng không gian giữa hai màng, từ đó tạo ra một động lực (chênh lệch nồng độ H⁺) thúc đẩy các ion H⁺ di chuyển ngược trở lại vào chất nền ti thể.
Khi các ion H⁺ di chuyển từ khoảng không gian giữa hai màng trở về chất nền ti thể thông qua kênh ATP synthase, năng lượng giải phóng từ dòng di chuyển này sẽ được kênh ATP synthase sử dụng để tổng hợp ATP từ ADP và gốc phosphate vô cơ (Pi).
Nguồn: Nguyễn Như Hiền (2007), Giáo trình sinh học tế bào, NXB Giáo dục Việt Nam, trang 195–197
Cấu trúc nào sau đây không có mặt trên màng trong của ti thể?
Chọn B
Theo đoạn văn, ribosome 70S nằm trong chất nền của ti thể, không nằm trên màng trong. Màng trong ti thể chứa các enzyme của chuỗi truyền electron, kênh vận chuyển H⁺ và ATP synthase
Ti thể
Ti thể là một loại bào quan có cấu tạo màng kép. Màng trong của ti thể gấp nếp sâu vào bên trong, tạo thành các mào (crista). Trên màng trong này có chứa các enzyme thuộc chuỗi truyền electron, các kênh vận chuyển ion H⁺ (proton), cùng với các kênh tổng hợp ATP (hay còn gọi là ATP synthase). Trong chất nền của ti thể chứa nhiều loại enzyme, các acid hữu cơ, ribosome loại 70S, và DNA tồn tại ở cả dạng mạch thẳng lẫn dạng vòng.
Nhờ những đặc điểm cấu tạo trên, ti thể được ví như "nhà máy năng lượng" của tế bào — đây chính là nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào và tạo ra phần lớn lượng ATP để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào. Quá trình tổng hợp ATP diễn ra trên màng trong ti thể bao gồm việc vận chuyển electron từ hai phân tử mang năng lượng là NADH và FADH₂, đi qua một chuỗi vận chuyển electron gồm bốn phức hệ protein (I, II, III và IV), và cuối cùng electron được chuyển đến oxy (O₂) — chất nhận electron cuối cùng.
Song song với quá trình vận chuyển electron nói trên là hiện tượng các ion H⁺ được bơm từ chất nền ti thể ra khoảng không gian giữa hai lớp màng. Chính điều này khiến pH ở chất nền ti thể trở nên cao hơn so với pH ở khoảng không gian giữa hai màng, từ đó tạo ra một động lực (chênh lệch nồng độ H⁺) thúc đẩy các ion H⁺ di chuyển ngược trở lại vào chất nền ti thể.
Khi các ion H⁺ di chuyển từ khoảng không gian giữa hai màng trở về chất nền ti thể thông qua kênh ATP synthase, năng lượng giải phóng từ dòng di chuyển này sẽ được kênh ATP synthase sử dụng để tổng hợp ATP từ ADP và gốc phosphate vô cơ (Pi).
Nguồn: Nguyễn Như Hiền (2007), Giáo trình sinh học tế bào, NXB Giáo dục Việt Nam, trang 195–197
Quan sát hình vẽ cấu trúc ti thể với các vị trí đánh số (1)–(5). Tổ hợp nào sau đây thể hiện đúng thứ tự ghép giữa các vị trí và thành phần cấu trúc tương ứng?

Chọn A
Dựa vào cấu trúc ti thể đã mô tả trong đoạn văn: vị trí (1) chỉ vào các hạt nhỏ nằm rải rác trong chất nền — đó là ribosome; vị trí (2) chỉ lớp màng gấp nếp bên trong tạo mào — đó là màng trong; vị trí (3) chỉ cấu trúc dạng sợi/vòng nằm trong chất nền — đó là phân tử DNA; vị trí (4) chỉ khoảng hẹp nằm giữa màng ngoài và màng trong — đó là khoảng không gian giữa hai màng; vị trí (5) chỉ vùng chất lỏng bên trong cùng chứa các bào quan nhỏ khác — đó là chất nền.
"Dark DNA" – thay đổi cách nhìn nhận về quá trình tiến hóa
Việc giải trình tự DNA giúp các nhà khoa học có thể so sánh, đối chiếu bộ gene giữa các loài động vật khác nhau, từ đó tìm hiểu con đường tiến hóa của chúng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, người ta phát hiện ra rằng một số loài động vật dường như "thiếu" một số gene nhất định — trong khi ở những loài họ hàng gần, các gene này lại đóng vai trò thiết yếu cho sự sống còn. Hiện tượng này được gọi là "dark DNA" (tạm dịch: DNA ẩn), và sự tồn tại của nó có thể làm thay đổi cách hiểu của con người về quá trình tiến hóa.
Nhà nghiên cứu Adam Hargreaves tại Đại học Oxford đã nghiên cứu hiện tượng này thông qua việc giải trình tự bộ gene của loài chuột cát (Psammomys obesus). Khi tìm kiếm gene pdx1 — một gene có chức năng điều hòa việc tiết insulin — ông phát hiện gene này cùng với 87 gene lân cận khác dường như bị thiếu trong bộ gene, dù nhiều gene trong số đó vốn rất cần thiết cho sự sống. Tuy nhiên, khi tiếp tục tìm kiếm dấu vết của các gene "biến mất" này trong một số mô cơ thể của chuột cát, ông vẫn phát hiện được sản phẩm do các gene đó tạo ra. Điều này cho thấy các gene không thực sự bị mất, mà chỉ bị "ẩn đi" theo một cách nào đó.
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng một phần bộ gene của chuột cát có tần suất đột biến cao hơn hẳn so với các loài gặm nhấm khác. Thông thường, đột biến quá mức sẽ khiến gene ngừng hoạt động, nhưng ở chuột cát, bằng một cơ chế điều hòa nào đó, các gene này vẫn duy trì được chức năng của mình. Đột biến DNA vốn là một hiện tượng phổ biến và mang tính ngẫu nhiên; chọn lọc tự nhiên sẽ là yếu tố quyết định đột biến nào được giữ lại và đột biến nào bị đào thải, qua đó định hình chiều hướng tiến hóa. Tuy vậy, có những vị trí nhất định trên gene dễ xảy ra đột biến hơn hẳn các vị trí khác — được gọi là các "điểm nóng đột biến". Chính các điểm nóng này, bên cạnh tác động của chọn lọc tự nhiên, cũng có thể ảnh hưởng đến hướng đi của quá trình tiến hóa. Ở loài chuột cát, các điểm nóng đột biến có thể là nguyên nhân giúp loài này thích nghi được với điều kiện sống khắc nghiệt ở sa mạc. Mặt khác, cũng có khả năng tốc độ đột biến diễn ra quá nhanh, đến mức chọn lọc tự nhiên không kịp loại bỏ những phần DNA bị tổn hại.
Nguồn: Adam Hargreaves (2017), Introducing "dark DNA" – the phenomenon that could change how we think about evolution, theconversation.com.
Khi giải trình tự bộ gene của loài chuột cát, Adam Hargreaves đã phát hiện ra hiện tượng nào sau đây?
Chọn B
Trọng tâm phát hiện của Hargreaves là hiện tượng một số gene (như pdx1 và 87 gene lân cận) tưởng như bị thiếu trong bộ gene nhưng thực chất vẫn tồn tại và hoạt động — đây chính là hiện tượng "dark DNA" (DNA ẩn) .
"Dark DNA" – thay đổi cách nhìn nhận về quá trình tiến hóa
Việc giải trình tự DNA giúp các nhà khoa học có thể so sánh, đối chiếu bộ gene giữa các loài động vật khác nhau, từ đó tìm hiểu con đường tiến hóa của chúng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, người ta phát hiện ra rằng một số loài động vật dường như "thiếu" một số gene nhất định — trong khi ở những loài họ hàng gần, các gene này lại đóng vai trò thiết yếu cho sự sống còn. Hiện tượng này được gọi là "dark DNA" (tạm dịch: DNA ẩn), và sự tồn tại của nó có thể làm thay đổi cách hiểu của con người về quá trình tiến hóa.
Nhà nghiên cứu Adam Hargreaves tại Đại học Oxford đã nghiên cứu hiện tượng này thông qua việc giải trình tự bộ gene của loài chuột cát (Psammomys obesus). Khi tìm kiếm gene pdx1 — một gene có chức năng điều hòa việc tiết insulin — ông phát hiện gene này cùng với 87 gene lân cận khác dường như bị thiếu trong bộ gene, dù nhiều gene trong số đó vốn rất cần thiết cho sự sống. Tuy nhiên, khi tiếp tục tìm kiếm dấu vết của các gene "biến mất" này trong một số mô cơ thể của chuột cát, ông vẫn phát hiện được sản phẩm do các gene đó tạo ra. Điều này cho thấy các gene không thực sự bị mất, mà chỉ bị "ẩn đi" theo một cách nào đó.
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng một phần bộ gene của chuột cát có tần suất đột biến cao hơn hẳn so với các loài gặm nhấm khác. Thông thường, đột biến quá mức sẽ khiến gene ngừng hoạt động, nhưng ở chuột cát, bằng một cơ chế điều hòa nào đó, các gene này vẫn duy trì được chức năng của mình. Đột biến DNA vốn là một hiện tượng phổ biến và mang tính ngẫu nhiên; chọn lọc tự nhiên sẽ là yếu tố quyết định đột biến nào được giữ lại và đột biến nào bị đào thải, qua đó định hình chiều hướng tiến hóa. Tuy vậy, có những vị trí nhất định trên gene dễ xảy ra đột biến hơn hẳn các vị trí khác — được gọi là các "điểm nóng đột biến". Chính các điểm nóng này, bên cạnh tác động của chọn lọc tự nhiên, cũng có thể ảnh hưởng đến hướng đi của quá trình tiến hóa. Ở loài chuột cát, các điểm nóng đột biến có thể là nguyên nhân giúp loài này thích nghi được với điều kiện sống khắc nghiệt ở sa mạc. Mặt khác, cũng có khả năng tốc độ đột biến diễn ra quá nhanh, đến mức chọn lọc tự nhiên không kịp loại bỏ những phần DNA bị tổn hại.
Nguồn: Adam Hargreaves (2017), Introducing "dark DNA" – the phenomenon that could change how we think about evolution, theconversation.com.
Theo quan điểm tiến hóa hiện nay, nhân tố nào đóng vai trò quyết định chiều hướng tiến hóa của sinh vật?
Chọn D
Đoạn văn nêu rõ: đột biến DNA là quá trình ngẫu nhiên, còn "chọn lọc tự nhiên sẽ quyết định giữ lại hay bỏ đi đột biến nào đó, từ đó quyết định chiều hướng tiến hóa". Như vậy, chọn lọc tự nhiên là nhân tố định hướng chính, trong khi đột biến chỉ tạo ra nguồn biến dị ngẫu nhiên ban đầu.
"Dark DNA" – thay đổi cách nhìn nhận về quá trình tiến hóa
Việc giải trình tự DNA giúp các nhà khoa học có thể so sánh, đối chiếu bộ gene giữa các loài động vật khác nhau, từ đó tìm hiểu con đường tiến hóa của chúng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, người ta phát hiện ra rằng một số loài động vật dường như "thiếu" một số gene nhất định — trong khi ở những loài họ hàng gần, các gene này lại đóng vai trò thiết yếu cho sự sống còn. Hiện tượng này được gọi là "dark DNA" (tạm dịch: DNA ẩn), và sự tồn tại của nó có thể làm thay đổi cách hiểu của con người về quá trình tiến hóa.
Nhà nghiên cứu Adam Hargreaves tại Đại học Oxford đã nghiên cứu hiện tượng này thông qua việc giải trình tự bộ gene của loài chuột cát (Psammomys obesus). Khi tìm kiếm gene pdx1 — một gene có chức năng điều hòa việc tiết insulin — ông phát hiện gene này cùng với 87 gene lân cận khác dường như bị thiếu trong bộ gene, dù nhiều gene trong số đó vốn rất cần thiết cho sự sống. Tuy nhiên, khi tiếp tục tìm kiếm dấu vết của các gene "biến mất" này trong một số mô cơ thể của chuột cát, ông vẫn phát hiện được sản phẩm do các gene đó tạo ra. Điều này cho thấy các gene không thực sự bị mất, mà chỉ bị "ẩn đi" theo một cách nào đó.
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng một phần bộ gene của chuột cát có tần suất đột biến cao hơn hẳn so với các loài gặm nhấm khác. Thông thường, đột biến quá mức sẽ khiến gene ngừng hoạt động, nhưng ở chuột cát, bằng một cơ chế điều hòa nào đó, các gene này vẫn duy trì được chức năng của mình. Đột biến DNA vốn là một hiện tượng phổ biến và mang tính ngẫu nhiên; chọn lọc tự nhiên sẽ là yếu tố quyết định đột biến nào được giữ lại và đột biến nào bị đào thải, qua đó định hình chiều hướng tiến hóa. Tuy vậy, có những vị trí nhất định trên gene dễ xảy ra đột biến hơn hẳn các vị trí khác — được gọi là các "điểm nóng đột biến". Chính các điểm nóng này, bên cạnh tác động của chọn lọc tự nhiên, cũng có thể ảnh hưởng đến hướng đi của quá trình tiến hóa. Ở loài chuột cát, các điểm nóng đột biến có thể là nguyên nhân giúp loài này thích nghi được với điều kiện sống khắc nghiệt ở sa mạc. Mặt khác, cũng có khả năng tốc độ đột biến diễn ra quá nhanh, đến mức chọn lọc tự nhiên không kịp loại bỏ những phần DNA bị tổn hại.
Nguồn: Adam Hargreaves (2017), Introducing "dark DNA" – the phenomenon that could change how we think about evolution, theconversation.com.
Căn cứ nào giúp Adam Hargreaves kết luận rằng gene pdx1 không thực sự biến mất mà chỉ bị "ẩn" trong bộ gene?
Chọn B
Đoạn văn nêu: khi tìm kiếm trong một số mô cơ thể của chuột cát, Hargreaves "vẫn thấy sự có mặt của các sản phẩm do các gene 'mất tích' mã hoá" — đây là bằng chứng trực tiếp cho thấy gene không mất đi, chỉ bị ẩn khỏi kết quả giải trình tự.
"Dark DNA" – thay đổi cách nhìn nhận về quá trình tiến hóa
Việc giải trình tự DNA giúp các nhà khoa học có thể so sánh, đối chiếu bộ gene giữa các loài động vật khác nhau, từ đó tìm hiểu con đường tiến hóa của chúng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, người ta phát hiện ra rằng một số loài động vật dường như "thiếu" một số gene nhất định — trong khi ở những loài họ hàng gần, các gene này lại đóng vai trò thiết yếu cho sự sống còn. Hiện tượng này được gọi là "dark DNA" (tạm dịch: DNA ẩn), và sự tồn tại của nó có thể làm thay đổi cách hiểu của con người về quá trình tiến hóa.
Nhà nghiên cứu Adam Hargreaves tại Đại học Oxford đã nghiên cứu hiện tượng này thông qua việc giải trình tự bộ gene của loài chuột cát (Psammomys obesus). Khi tìm kiếm gene pdx1 — một gene có chức năng điều hòa việc tiết insulin — ông phát hiện gene này cùng với 87 gene lân cận khác dường như bị thiếu trong bộ gene, dù nhiều gene trong số đó vốn rất cần thiết cho sự sống. Tuy nhiên, khi tiếp tục tìm kiếm dấu vết của các gene "biến mất" này trong một số mô cơ thể của chuột cát, ông vẫn phát hiện được sản phẩm do các gene đó tạo ra. Điều này cho thấy các gene không thực sự bị mất, mà chỉ bị "ẩn đi" theo một cách nào đó.
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng một phần bộ gene của chuột cát có tần suất đột biến cao hơn hẳn so với các loài gặm nhấm khác. Thông thường, đột biến quá mức sẽ khiến gene ngừng hoạt động, nhưng ở chuột cát, bằng một cơ chế điều hòa nào đó, các gene này vẫn duy trì được chức năng của mình. Đột biến DNA vốn là một hiện tượng phổ biến và mang tính ngẫu nhiên; chọn lọc tự nhiên sẽ là yếu tố quyết định đột biến nào được giữ lại và đột biến nào bị đào thải, qua đó định hình chiều hướng tiến hóa. Tuy vậy, có những vị trí nhất định trên gene dễ xảy ra đột biến hơn hẳn các vị trí khác — được gọi là các "điểm nóng đột biến". Chính các điểm nóng này, bên cạnh tác động của chọn lọc tự nhiên, cũng có thể ảnh hưởng đến hướng đi của quá trình tiến hóa. Ở loài chuột cát, các điểm nóng đột biến có thể là nguyên nhân giúp loài này thích nghi được với điều kiện sống khắc nghiệt ở sa mạc. Mặt khác, cũng có khả năng tốc độ đột biến diễn ra quá nhanh, đến mức chọn lọc tự nhiên không kịp loại bỏ những phần DNA bị tổn hại.
Nguồn: Adam Hargreaves (2017), Introducing "dark DNA" – the phenomenon that could change how we think about evolution, theconversation.com.
Theo nghiên cứu của Adam Hargreaves, nhận định nào giải thích hợp lý nhất vì sao chuột cát thích nghi được với đời sống sa mạc?
Chọn A
Đoạn văn nêu: "Ở loài chuột cát, điểm nóng đột biến có thể tạo ra sự thích nghi của cá thể với đời sống sa mạc" — tức các vùng gene dễ đột biến (điểm nóng) là nguồn gốc tạo ra biến dị giúp thích nghi, chứ không phải do số lượng gene nhiều hơn hay đột biến có định hướng (đột biến vốn ngẫu nhiên)
Câu 11. (TH) Theo nghiên cứu của Adam Hargreaves, các nhận định sau đúng hay sai?
a. Ở chuột cát, hiện tượng đột biến trong các vùng DNA ẩn không góp phần giúp chúng thích nghi với môi trường sa mạc.
b. Mặc dù các vùng DNA ẩn ở chuột cát phát sinh đột biến với tần suất rất cao, các gene tại đó vẫn không bị ngừng hoạt động hoàn toàn.
c. Một phần bộ gene của chuột cát có tần suất đột biến cao hơn so với bộ gene của các loài gặm nhấm khác.
Chọn b và c đúng, a sai
a) Sai
Trái ngược với nội dung đoạn văn — điểm nóng đột biến (nằm trong vùng DNA ẩn) chính là yếu tố "tạo ra sự thích nghi của cá thể với đời sống sa mạc".
b) Đúng
Đoạn văn khẳng định dù đột biến quá mức thường làm ngừng hoạt động gene, nhưng "các gene của chuột cát bằng cách nào đó vẫn điều hòa để thực hiện vai trò của chúng".
c) Đúng
Đoạn văn nêu rõ: "một phần của bộ gene của chuột cát phát sinh nhiều đột biến hơn so với bộ gene của các loài gặm nhấm khác".
| Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Đáp án | C | - | A | D | B | A | B | D | B | A |
Đang xem 10 câu đầu của đề
Đề có tất cả 12 câu. Làm bài để xem lời giải tất cả câu hỏi.
Đăng nhập để làm bài