CHỦ ĐỀ I CƠ SỞ VẬT CHẤT, CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ CHUYÊN ĐỀ 1 CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG ADN I CẤU TRÚC ADN Axit nucleic gồm 2 loại là ADN(Axit deoxyribo nucleic) và ARN (Axit ribo nucleic) được g.
CHỦ ĐỀ I CƠ SỞ VẬT CHẤT, CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ CHUYÊN ĐỀ CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG ADN I CẤU TRÚC ADN Axit nucleic: gồm loại ADN(Axit deoxyribo nucleic) ARN (Axit ribo nucleic) gọi vật chất di truyền cấp độ phân tử Để vật chất di truyền cần có điều kiện: - Chứa thơng tin di truyền (các đặc điểm hình thái, sinh lí, di truyền, khả sinh trưởng, phát triển… thể) - Có khả truyền thơng tin di truyền (có khả chép) Riêng ARN ban đầu vật chất di truyền, sau tiến hóa lựa chọn ADN, ARN đảm nhận chức vật chất di truyền số nhóm virut - Có khả biến đổi (đột biến) đột biến di truyền Đặc điểm chung ADN tồn chủ yếu nhân tế bào, có mặt ti thể, lạp thể ADN loại axit hữu có chứa nguyên tố chủ yếu C, H, O, N P (hàm lượng P có từ đến 10%) ADN đại phân tử, có khối lượng phân tử lớn, chiều dài đạt tới hàng trăm micromet, khối lượng phân tử có từ đến triệu đơn vị cacbon, số đạt tới 16 triệu đơn vị cacbon ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân nucleotit(nu) Nucleotit(nu): Cấu tạo gồm phần - Nhóm photphat - Đường deoxyribo(C5H10O4) - Một bốn loại bazơ nitric: A(Adenin), G(Guanin), T(Timin), X(Citozin)= C Trong A, G= purin= nhóm lớn; T, X= pirimidin= nhóm nhỏ loại bazo nitric Cấu trúc chung nu Như nu khác nhóm bazơ nitric, tên gọi nu trùng với tên gọi bazơ nitric tương ứng Liên kết hoá học a Liên kết photphodieste (liên kết hoá trị) Trên mạch đơn phân tử ADN nucleotit liên kết với mối liên kết đường C5H10O4 nuclêôtit với phân tử H 3PO4 nuclêôtit bên cạnh loại nu liên kết với tạo thành chuỗi polinucleotit Một đầu C5’ tự gọi đầu 5’, đầu có C3’OH tự gọi đầu 3’ * Lưu ý thân nu có liên kết hố trị nhóm đường nhóm photphat Từ loại nuclêơtit tạo nên tính đa dạng đặc thù ADN loài sinh vật số lượng, thành phần, trình tự phân bố nuclêơtit (kí tự di truyền) b Liên kết Hidro Là mối liên kết bazơ nitric nu mạch ADN Trong A liên kết với T liên kết, G liên kết với X liên kết Liên kết hidro liên kết bền vững, thường bị phá vỡ hoạt động di truyền nhân đôi, mã Nguyên tắc bổ sung: Bazơ nitric loại lớn (A, G) bù bazơ nitric loại nhỏ (T, X) Số nu loại A= số nu loại T ; Số nu loại G= Số nu loại X A+ G= T+ X ; A+ G/T+ X= Nhưng A+T/ G+ X ≠ tỉ lệ đặc trưng cho lồi Ví dụ người = 1,52 , Cừu = 1,36 , Gà mái = 1,38… Nếu xác định trình tự nu mạch đơn ta suy trình tự mạch đơn cịn lại Điều có ý nghĩa kỹ thuật di truyền Liên kết hóa trị nu Hai mạch ADN Cấu trúc không gian Vào năm 1953, J.Oatxơn F.Cric xây dựng mơ hình cấu trúc khơng gian phân tử ADN Mơ hình ADN theo J.Oatxown F.Cric có đặc trưng sau: Là chuỗi xoắn kép gồm mạch pôlinuclêôtit xoắn quanh trục theo chiều từ trái sang phải thang dây xoắn, mà tay thang phân tử đường (C 5H10O4) axit phơtphoric xếp xen kẽ nhau, cịn bậc thang cặp bazơ nitric đứng đối diện liên kết với liên kết hiđrô theo nguyên tắc bổ sung, nghĩa bazơ lớn (A G) bù bazơ bé (T X) hay ngược lại Do cặp nuclêôtit liên kết với theo nguyên tắc bổ sung đảm bảo cho chiều rộng chuỗi xoắn kép 20 Å , khoảng cách bậc thang chuỗi xoắn 3,4Å, phân tử ADN xoắn theo chu kỳ xoắn, chu kỳ xoắn có 10 cặp nuclêơtit có chiều cao 34Å Ngồi mơ hình J.Oatxơn, F.Cric nói đến người ta cịn phát dạng dạng A, C, D, Z mơ hình khác với dạng B (theo Watson, Crick) vài số: số cặp nuclêôtit chu kỳ xoắn, đường kính, chiều xoắn Ở số loài virut thể ăn khuẩn, ADN gồm mạch pôlinuclêôtit ADN vi khuẩn, ADN lạp thể, ti thể lại có dạng vịng khép kín J.Oatxown F.Cric ADN II CHỨC NĂNG ADN - ADN vật chất có chức lưu trữ truyền đạt thông tin di truyền Thông tin di truyền lưu trữ ADN dạng mã ba Trình tự mã ba ADN (trên mạch gốc gen) quy định trình tự axit amin chuỗi pôlipeptit - ADN thực truyền đạt thông tin di truyền qua hệ tế bào nhờ nhân đôi phân tử ADN mẹ thành phân tử ADN con, hai phân tử phân tế bào phân bào III TÌM HIỂU THÊM a Thí nghiệm Griffith vai trị di truyền ADN : Hiện tượng biến nạp Griffith phát vi khuẩn Diplococus neumoniae (phế cầu khuẩn gây sưng phổi động vật có vú) vào năm 1928 Phát nghiên cứu chế biến nạp có ý nghĩa lịch sử cho đời Sinh học phân tử Vi khuẩn có dạng khác nhau: – Dạng SIII, gây bệnh có vỏ bao tế bào polysaccharid cản trở bạch cầu phá vỡ tế bào Dạng tạo đốm mọc (khuẩn lạc) láng (Smooth-láng) Dạng RII, không gây bệnh, khơng có vỏ bao, tạo đốm mọc nhăn (Rough-nhăn) Thí nghiệm tiến hành mơ tả hình Tiêm vi khuẩn S sống gây bệnh cho chuột - chuột chết - Tiêm vi khuẩn R sống không gây bệnh chuột sống - Tiêm vi khuẩn S bị đun chết cho chuột - chuột sống - Hỗn hợp vi khuẩn S bị đun chết trộn với vi khuẩn R sống đem tiêm cho chuột - chuột chết Trong xác chuột chết có vi khuẩn S R Hiện tượng cho thấy vi khuẩn S tự sống lại sau bị đun chết, tế bào chết truyền tính gây bệnh cho tế bào R Nó gọi biến nạp Năm 1944, T.Avery, Mc Leod Mc Carty tiến hành thí nghiệm xác định rõ tác nhân gây biến nạp Nếu tế bào S bị xử lý proteaz (enzym phân hủy protein) ARN-az (enzym phân hủy ARN) hoạt tính biến nạp cịn, chứng tỏ protein ARN khơng phải tác nhân gây biến nạp Nhưng tế bào S chết bị xử lý ADN-az (enzym phân hủy đặc hiệu ADN) hoạt tính biến nạp khơng cịn nữa, chứng tỏ ADN nhân tố biến nạp Kết thí nghiệm tóm tắt sau: ADN S + tế bào R sống → chuột → chết (có R + S) Hiện tượng biến nạp chứng minh sinh hóa xác nhận ADN mang tín hiệu di truyền b Thí nghiệm Hershey Chase chứng minh vật chất di truyền ADN, protein Mặc dù thí nghiệm Avery cộng có câu trả lời cuối cùng, nhà khoa học thời miễn cưỡng chấp nhận ADN (hơn protein) vật chất di truyền Năm 1952, thí nghiệm Alfred Hershey Martha Chase phage T2 chấm dứt tranh luận Họ suy đốn nhiễm phage phải bao hàm việc đưa vào vi khuẩn thông tin chuyên biệt giúp tái sản xuất virus Phosphor khơng tìm thấy protein lại có cấu trúc ADN; ngược lại, lưu huỳnh diện protein mà khơng có mặt ADN Hershey Chase dùng 32P để đánh dấu ADN nhóm phage T2 dùng 35S để đánh dấu protein nhóm phage T2 khác Kế đó, dùng hai nhóm phage cho nhiễm riêng rẽ vào E.coli với số lượng lớn virus Sau thời gian gây nhiễm thích hợp, họ dùng lực khuấy để tách vỏ virus bám bên khỏi tế bào vi khuẩn Sử dụng phương pháp ly tâm để tách riêng vỏ virus với tế bào vi khuẩn phân tích phóng xạ Với nhóm phage đánh dấu 32P, tế bào vi khuẩn có chứa chất phóng xạ chứng tỏ ADN phage vào vi khuẩn Với nhóm phage đánh dấu 35S, chất phóng xạ nằm phần vỏ virus bỏ lại Kết thí nghiệm cho thấy protein vỏ phage không xâm nhập tế bào vi khuẩn mà có ADN phage nạp vào Phân tử ADN giúp sản sinh hệ phage Như vậy, ADN vật liệu di truyền phage c Chỉ số ADN Chỉ số ADN trình tự lặp lại đoạn nuclêôtit ADN không chứa mã di truyền, đoạn nuclêôtit thay đổi theo cá thể Chỉ số ADN có tính chun biệt cá thể cao Sử dụng kỹ thuật giải trình tự nuclêơtit, người ta xác định số ADN cá thể Chỉ số ADN phương pháp xác để xác định cá thể trường hợp bị tai nạn, mối quan hệ huyết thống (cha, con…), để chẩn đoán, phân tích bệnh di truyền khoa học hình để xác định tội phạm CHUYÊN ĐỀ CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN VỀ CẤU TRÚC AND Gọi tổng số nu hai mạch ADN N; Chiều dài ADN L; Khối lượng ADN M Mạch có loại nu A1, T1, G1, X1 ; Mạch có loại nu A2, T2, G2, X2 Khoảng cách nu = 3,4 Å ; Khối lượng nu= 300 đvC 1mm= 107Å ; 1Micromet= 104Å ; 1nm= 10Å ; 1g= 1012pg(picrogam) I BÀI TẬP CƠ BẢN Bài 536392 Một phân tử ADN có chiều dài 0,51 Micromet có hiệu số nu loại A loại nu khác = 300 Hãy xác định số nu loại phân tử ADN A A= T= 1800; G= X= 1200 B A= T= 600; G= X= 300 C A= T= 900; G= X= 600 D A= T= 600; G= X= 900 Hƣớng dẫn giải 0,51 10 N gen= ×2= 3000nu 3,4 A+ T+ G+ X= N= 3000 có A= T, G= X N > 2A+ 2G= N > A+ G= = 1500 A- G= 300 Đáp án C > A= T= 900; G= X = 600 Chi ều dài ADN: L= ×3,4 Å N= 2 A+ G= 50%N= Bài 536530 Một phân tử ADN có khối lượng 9.105 đvC có A= 600 (a) Tìm chiều dài phân tử ADN (b) Tính số chu kì xoắn (c) Tính số liên kết hidro số liên kết koá trị nu Hãy chọn phương án trả lời đúng: A a: 5100 Å , b: 150 , c: 3900 2998 B a: 5100 Å , b: 150 , c: 3900 3000 C a: 5100 Å , b: 300 , c: 3900 2998 D a: 5100 Å , b: 300 , c: 3900 5998 Hƣớng dẫn giải a Khối lượng nu = 300 đvC nên tổng số nu = khối lượng (M): 300 > N= 9.105: 300= 3000 nu N Áp dụng cơng thức chiều dài ADN L= 3000 ×3,4 Å = ×3,4 Å = 5100 Å b Mỗi chu kì xoắn có 10 cặp nu > số chu kì xoắn= 3000: 20= 150 c A liên kết với T liên kết Hidro, G liên kết với X liên kết Hidro Số liên kết Hidro= 2A+ 3G N 3000 Có A+ G= = 2 = 1500 A= 600 nên G= 900 Số liên kết Hidro= 2A+ 3G= 2×600+ 3×900= 3900 N Mỗi mạch có N nu có -1 liên kết hóa trị nu Hai mạch N- liên kết hóa trị nu > số liên kết hóa trị nu = 2998 Đáp án A Khối lƣợng ADN: M= N×300đvC Số liên kết Hidro= 2A+ 3G Số liên kết hoá trị nu= N-2 Tổng số liên kết hố trị = 2N- Số chu kì xoắn= = Bài 494253 Phân tử ADN có số cặp A – T 2/3 số cặp G – X có tổng số liên kết phơtphođieste đường với axit photphoric 4798 Khối lượng phân tử ADN số liên kết hiđrô phân tử ADN : A 720000đvC 3120 liên kết B 720000 đvC 2880 liên kết C 900000 đvC 3600 liên kết D 900000 đvC 3750 liên kết Hƣớng dẫn giải Tổng số liên kết hóa trị 2N -2 = 4798 → N =2400 → M = 2400× 300 = 720.000đvC A=2/3G → A = 480; G = 720 Số liên kết Hidro: 2A +3G = 3120 liên kết → Đáp án A Bài 484196 Một phân tử ADN có khối lượng 540000 đvC có 2320 liên kết hidrô Số lượng loại nuclêôtit phân tử ADN nói bằng: A A = T = 380, G = X = 520 B A = T = 520, G = X = 380 C A = T = 360, G = X = 540 D A = T = 540, G = X = 360 Hƣớng dẫn giải N = 540000:300 =1800; 2A +2G =1800 2A +3G = 2320 > A= 380; G = 520 → Đáp án A Bài 536397 Cho biết phân tử ADN lồi động vật có tỉ lệ (A+ T)/(G+ X)= 1,5 chứa 3.109 cặp nu Tính số lượng loại nu tổng số liên kết hidro có phân tử ADN A A= T= 0,9.109 , G= X= 0,6.109, số liên kết H2= 3,6.109 B A= T= 1,2.109, G= X= 1,8.109, số liên kết H2= 7,6.109 C A= T= 1,8.109 , G= X= 1,2.109, số liên kết H2= 7,2.109 D A= T= 0,6.109, G= X= 0,9.109, số liên kết H2= 3,9.109 Hƣớng dẫn giải N= 3.109 cặp nu = 6.109 > N = A+ G= 109 A T = 1,5 > A= 1,5G G X A= T= 1,8.109 , G= X= 1,2.109 Số liên kết hidro= 2A+ 3G= 1,8.109 ×2+ 1,2.109×3= 7,2.109 Đáp án C Bài 536399 Hai phân tử ADN có chiều dài 5100Å Phân tử ADN thứ có 4050 liên kết hidro, phân tử ADN thứ có tỉ lệ loại nu nhau.Tính số lượng nu loại phân tử ADN A Gen có A= T= 1050, G= X =450; Gen có A= T= G= X= 750 B Gen có A= T= 450, G= X = 1050; Gen có A= T= G= X= 750 C Gen có A= T= 600, G= X = 900; Gen có A= T= G= X= 750 D Gen có A= T= 450, G= X = 1050; Gen có A= T= G= X= 375 Hƣớng dẫn giải N= ×2=3000 Xét gen 2A+ 2G= 3000 2A+ 3G= 4050 > A= T= 450; G= X= 1050 Xét gen có N= 3000 A= T= G= X= 750 Đáp án B II BÀI TẬP SỐ NU TRÊN MẠCH ADN Bài 479148 Một phân tử ADN sinh vật nhân thực có 3900 liên kết hidro có 900 nucleotide loại G Mạch phân tử ADN có số nucleotide loại A chiếm 30% số nucleotide loại G chiếm 10% tổng số nucleotide mạch Số nucleotide loại mạch phân tử ADN A A =450, T=150; G = 750; X =150 B A =750; T=150; G = 150; X=150 C A =450; T =150; G=150; X=750 D A= 150; T=450; G =750; X =150 Hƣớng dẫn giải Ta có G= 900 =X A = (3900-900.3)/2 = 600; A/G = 2/3 Nên A=T = 20% , G=X= 30% A1= 30% T1 = 20%.2-30% = 10% G1= 10% X1= 30%.2- 10% = 50% Mà số Nu mạch = AADN+GADN = 900+600 = 1500 A1 = 0,3.1500 = 450 T1 = 0,1.1500 = 150 G1 = 0,1.1500 = 150 X1 = 0,5.1500 = 750 Đáp án C A1= T2, G1= X2, T1= A2, X1= G2 Atổng= A1+ A2= A1+ T1 Gtổng= G1+ G2= G1+ X1 %A= %T= (%A1+ %A2)/2= (%A1+ %T1)/2 %G= %X= (%G1+ %G2)/2= (%G1+ %X1)/2 10 Giai đoạn kéo dài Giai đoạn kết thúc - Kết thúc Khi ribôxom gặp ba kết thúc mARN trình dịch mã dừng lại Riboxom tách làm hai tiểu phần, chuỗi polipeptit giải phóng Axitamin mở đầu (foocmin mêtionin) tách khỏi chuỗi polipeptit, chuỗi polipeptit sau hình thành phân tử protein hồn chỉnh cách cuộn xoắn (do tương tác aa), gắn thêm chất đường, lipit, nhóm photphat, cầu disulfit… Quá trình dịch mã sinh vật nhân chuẩn giống sinh vật nhân sơ khác aa mở đầu mêtionin * Lưu ý: Trên phân tử mARN thường có nhiều riboxom hoạt động gọi poliriboxom Các riboxom tổng hợp chuỗi polipeptit giống Các riboxom sử dụng qua vài hệ tế bào tham gia tổng hợp loại protein Riboxom gắn mạng lưới nội chất có hạt polipeptit tạo từ sau chuyển đến bào quan khác màng nhân, máy golgi, lysosome, … 52 Polixom Gen tính trạng Mối quan hệ gen tính trạng Thơng tin di truyền ADN truyền qua hệ nhờ chế nhân đôi Thông tin di truyền ADN biểu thành tính trạng thơng qua chế phiên mã dịch mã 53 54 II BÀI TẬP Bài 536496 Cho biết trình phiên mã sinh vật nhân thực hình ảnh Hãy hồn thiện cách điền vào vị trí 1, 2, 3, 4, A 1: 3'; 2: 5'; 3: methionin; 4: riboxom; 5: tARN B 1: 5'; 2: 3'; 3: methionin; 4: riboxom; 5: mARN C 1: 5'; 2: 3'; 3: focmylmethionin; 4: riboxom; 5: mARN D 1: 5'; 2: 3'; 3: methionin; 4: riboxom; 5: tARN Hướng dẫn giải Đáp án B Bài 536498 Năm kiện xảy trong hoạt động tế bào có liên quan sau: Một loại enzyme sản xuất ribosome Cellulose gửi tới thành tế bào Một phân tử ARN phiên mã Một polymer carbohydrate tổng hợp Một axit nucleic di chuyển từ hạt nhân đến ribosome Thứ tự mà kiện xảy là: A 1, 3, 5, 4, B 2, 1, 4, 5, C 3, 5, 1, 4, D 4, 2, 1, 3, Hướng dẫn giải Đáp án C Bài 536499 Các thứ tự A, B, C, D, E hình 55 A (A) tế bào chất; (B) mARN; (C) màng sinh chất; (D) ba đối mã; (E) ba mã B (A) tế bào chất; (B) tARN; (C) riboxom; (D) ba mã sao; (E) ba đối mã C (A) màng sinh chất; (B) tARN; (C) riboxom; (D) ba đối mã; (E) ba mã D (A) nhân tế bào; (B) mARN; (C) riboxom; (D) ba đối mã; (E) ba mã Hướng dẫn giải Đáp án D Bài 536500 Một phần phân tử tìm thấy tế bào thể hình Quá trình bị ảnh hưởng trực tiếp xếp thành phần từ đến 4? A Khuếch tán qua màng tế bào B Thụ tinh hai giao tử C Trình tự axit amin tế bào D Tăng số lượng tế bào thể sinh vật Hướng dẫn giải Đây trình tự xếp đoạn phân tử ADN Khi trình tự bị rối loạn trình tự axit amin phân tử protein mã hóa bị ảnh hưởng nhiều Đáp án C Bài 536723 Trên bảng mã di truyền(trên mARN), UAA, UAG, UGA ba làm nhiệm vụ kết thúc dịch mã(STOP) Một số vi rut khảm thuốc lá(TMV), phân tử mARN có chứa thêm ba kết thúc Trong 95% trường hợp riboxom dừng trình dịch mã lại, nhiên nhiều trường hợp riboxom vượt qua ba kết thúc tiếp tục dịch mã Các trình tự mARN TMV đây, đoạn trình tự khơng thể mã hóa cho chuỗi polipeptit 56 a 5’-AUG-UXU-UGU-XUU-UUX-AXX-CGG-GGG-UAG-UAU-UAX-XAU-GAU-GGUUAA-3’ b 5’-AUG-AXX-XGG-GGG-UUU-XUU-UUX-UAG-UAU-GAU-XAU-GAA-GGU-UGUUAA-3’ c 5’-AUG-XUU-UUX-UCU-UAU-UAG-XAU-GAU-GGU-UGU-ACC-CGG-GGG-CCCUAA-3’ d 5’-AUG-XAU-GUU-XUU-UUX-UXU-UAU-UGU-GGU-UGU-AXX-XGG-GGG-UUXUAA-3’ e 5’-AUG-XAU-GAU-GGU-UGU-AXX-CGG-GGG-UAG-XUU-UUX-UXU-UAU-UGXUAA-3’ f 5’-AUG-UXU-UAU-UGG-XAU-GAU-GGU-UGU-XUU-UUX-AXX-XGG-GGG-AAAUAA-3’ A a, b B d, e C d, f D e, f Hướng dẫn giải Đáp án : d, f Vì đoạn a, b, c, e có ba kết thúc UAG Đáp án C Bài 536724 Một số chất cần vận chuyển (chủ động thụ động) từ địa điểm tổng hợp đến vị trí họ hoạt động Các chất sau chất vận chuyển từ tế bào chất vào nhân ARN vận chuyển Protein tham gia cấu trúc nhiễm sắc thể Nucleotit Riboxom A 1,2 B 2,3 C 3,4 D 1,4 Hƣớng dẫn giải Đáp án B Bài 536725 Cho biết hoạt động di truyền xảy tế bào nhân thực Bằng kiến thức di truyền học hoàn thiện số thứ tự từ 1-> 57 A 1: mARN; 2: tARN; 3: ba đối mã; 4: rARN; 5: axit amin; 6: ba mã sao; 7: polipeptit; 8: riboxom B 1: ADN; 2: polipeptit; 3: ba đối mã; 4: tARN; 5: axit amin; 6: ba mã sao; 7: polinucleotit; 8: riboxom C 1: ADN; 2: mARN; 3: ba mã sao; 4: tARN; 5: axit amin; 6: ba đối mã; 7: polipeptit; 8: riboxom D 1: ADN; 2: mARN; 3: ba đối mã; 4: tARN; 5: axit amin; 6: ba mã sao; 7: polipeptit; 8: riboxom Hƣớng dẫn giải Đáp án D Bài 536750 Việc chép dịch mã gen gồm 30 nucleotide tạo thành protein không chứa nhiều _ axit amin A 10 B 15 C 30 D 60 Hƣớng dẫn giải Đáp án A CHUYÊN ĐỀ 11 PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DỊCH MÃ I CÔNG THỨC Số ba= N/6 58 Số aa chuỗi polipeptit= N/6- 1(trừ ba kết thúc) Số aa phân tử protein hoàn chỉnh= N/6- (trừ ba kết thúc aa mở đầu) Số phân tử protein tổng hợp= Số mARNx số ribôxom Gọi số riboxom n số khoảng cách riboxom= n-1 Số aa cung cấp cho trình giải mã= n.(N/6- 1) Số lượt tARN tham gia giải mã= n.(N/6- 1) Vận tốc riboxom= (chiều dài mARN): (thời gian giải mã) Gọi T thời gian riboxom trượt hết phân tử mARN t khoảng cách thời gian riboxom Tổng thời gian giải mã = T+ (n-1)t II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP Bài 536501 Một gen có tổng số hai loại nuclêơtit A T 40% so với nuclêôtit gen, số liên kết hiđrơ gen 3900 Gen mã phân tử mARN có 10% uraxin 20% guamin mARN giải mã cần 2994 axit amin để tổng hợp nên phân tử prơtêin hồn chỉnh Mỗi axit amin giải mã xong hết 0,1 giây hoảng cách thời gian hai ribôxôm phân tử mARN 0,6 giây a Tính số lượng loại nuclêơtit gen b Số lượng loại ribônuclêôtit phân tử mARN tổng hợp từ gen c Tính từ lúc axit amin thứ giải mã, ribơxơm trược qua hết phân tử mARN giây Hãy chọn phương án trả lời nhất: A a: A= 600; G= 900; b: mARN có U = 150 ; G= 300; A= 450; X= 600; c: 53s B a: A= 900; G= 600; b: mARN có U = 150 ; G= 300; A= 450; X= 600; c: 53s C a: A= 600; G= 900; b: mARN có U = 150 ; G= 300; A= 450; X= 600; c: 50s D a: A= 600; G= 900; b: mARN có U = 100 ; G= 200; A= 500; X= 700; c: 56,6s Hướng dẫn giải Bƣớc 1: Tính số nu loại gen Bƣớc 2: Tính số nu mạch ADN Bƣớc 3: Tính số nu loại mARN Bƣớc 4: Tính số aa cần cung cấp(có thể) Bƣớc 5: Tính vận tốc giải mã thời gian giải mã 59 a 2A+ 3G= 3900 A+ T= 40% > A= T= 20%, G= X= 30%, G= 3/2A 2A+ 3.(3/2A)= 3900 13A= 7800 A= 600 G= 900 N= 3000 b mARN có 10%U = 150 ; 20%G= 300 A= 600- 150= 450 X= 900- 300= 600 c Số aa cần cung cấp N/6- 1= 499 Số riboxom= 2994/499= Một riboxom giải mã hết 500x 0,1= 50s Tổng thời gian = 50+ (6-1)0,6= 53s > Đáp án A Bài 536502 Một gen có 20% ađenin 900 guanin Gen mã địi hỏi mơi trường nội bào cung cấp 10% uraxin 15% xitơzin Trên phân tử mARN có số ribôxôm trượt qua lần với vận tốc trượt hoảng cách thời gian ribôxôm thứ ribôxôm thứ 3,2 giây Thời gian ribôxôm thứ trượt qua hết phân tử mARN 50 giây Tính từ lúc ribơxơm thứ bằt đầu giải mã thời gian ribơxơm cuối trượt qua hết phân tử mARN 65,2 giây a Số lượng loại nuclêôtit gen ? b Số lượng loại ribônuclêôtit phân tử mARN c hoảng cách trung bình hai ribơxơm phân tử mARN Ăngstron ? d Nếu khoảng cách ribôxôm tất ribôxôm trượt qua hết phân tử mARN nói mơi trường nội bào cung cấp axit amin cho tồn q trình giải mã? Hãy chọn phương án trả lời nhất: A a: A= 600, G= 900; b: mARN có U= 300, X= 450, A= 300, G = 450 ; c: 81,6 ; d: 9980 B a: A= 600, G= 900; b: mARN có U= 150, X= 225, A= 450, G = 675 ; c: 81,6 ; d: 9980 C a: A= 700, G= 900; b: mARN có U= 150, X= 225, A= 450, G = 675 ; c: 81,6 ; d: 9960 D a: A= 600, G= 900; b: mARN có U= 150, X= 225, A= 450, G = 675 ; c: 80 ; d: 9960 Hướng dẫn giải a A= 20%= 600, G= 900, N gen = 3000 60 b mARN có 10%U= 150, 15% X= 225 A+ U= A gen= 600 A mARN= 450 G+ X= Ggen= 900 G mARN= 675 c chiều dài mARN= 1500.3,4= 5100 Ăngstron Vận tốc riboxom= 5100:50= 102 Ăngstron/s hoảng cách riboxom = 3,2:4= 0,8s= 0,8.102= 81,6 Ăngstron d Số riboxom tham gia giải mã- 1= (65,2- 50): 0,8= 19 Số riboxom tham gia giải mã= 20 Số axit amin môi trường cần cung cấp cho riboxom= (1500:3)- 1= 499 Số axit amin môi trường cần cung cấp cho 20 riboxom=499.20= 9980 > Đáp án B Vận tốc riboxom= chiều dài mARN/thời gian Khoảng cách ban tƣơng đƣơng aa= 10,2Amstron Thời gian dịch mã riboxom= thời gian dịch mã aa× số ba (tính ba kết thúc) Bài 536503 Một phân tử mARN có 1200 nuclêơtit, có ba mở đầu ba có khả kết thúc dịch mã (bộ ba UAA nằm cách ba mở đầu 44 ba; ba UGA nằm cách ba mở đầu 50 ba; ba UAG nằm cách ba mở đầu 69 ba Khi dịch mã, phân tử mARN có 10 ribơxơm trượt qua lần Hãy xác định số axit amin mà môi trường cung cấp cho trình dịch mã A 3990 B 1630 C 690 D 450 Hướng dẫn giải: Trong trình dịch mã, ribơxơm gặp ba kết thúc q trình dịch mã dừng lại, ribôxôm tách khỏi phân tử mARN Mã kết thúc quy định tín hiệu kết thúc dịch mã mà không quy định định tổng hợp aa – Trên phân tử mARN nói có ba có khả làm nhiệm vụ kết thúc dịch mã có ba làm nhiệm vụ này, ba mà ribơxơm bắt gặp (vì gặp ba này, dịch mã dừng lại) Do chuỗi pôlipeptit có tổng số 45 aa (gồm aa mở đầu 44 aa) – Có 10 ribơxơm thực dịch mã tổng hợp 10 chuỗi pôlipeptit nên số aa mà mơi trường cung cấp 10 × 45 = 450 aa > Đáp án D Bài 500612 Trong trình dịch mã, để tổng hợp chuỗi pôlipeptit cần môi trường cung cấp 249 axitamin Cho phát biểu sau: (1) Số nucleotit gen 1500 Nu 61 (2) Số nucleotit trêm mARN gen phiên mã 750 Nu (3) Số chu kì xoắn gen 50 chu kì (4) Chiều dài gen 3600 Å (5) Số liên kếp peptit chuỗi polipeptit 249 liên kết Số phát biểu A B C D Hướng dẫn giải: (1) Số nucleotide gen = (249+1).3.2 = 1500 (2) Số nucleotide mARN : (249+1).3 = 750 (3) sai Số chu kỳ xoắn gen là: 1500: 20 = 75 (4) sai Chiều dài gen = (249+1).3.3,4 = 2550 (5) sai Số liên kết peptide chuỗi polypeptide là: 249 - = 248 Các phát biểu (1), (2) → Đáp án B CHUYÊN ĐỀ 12 ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN I LÍ THUYẾT Khái niệm Hệ gen sinh vật nhân thực chứa hàng chục nghìn gen, từ số lồi, có lượng nhỏ ADN, khoảng 1,5% người mã hóa cho protein Phần cịn lại mã hóa cho loại ARN, tARN không phiên mã Các yếu tố phiên mã phải định vị gen vị trí thời điểm Điều hồ hoạt động gen điều hồ lượng sản phẩm gen tạo giúp tế bào điều chỉnh tổng hợp prôtêin cần thiết lúc thể cần thiết Ví dụ cịn nhỏ bạn khó phân biệt gà trống, gà mái trưởng thành dễ dàng phân biệt Chứng tỏ gen hình thành tính trạng giới tính phụ (mào, cựa, màu lơng…) lúc biểu Điều hoà hoạt động gen sinh vật nhân sơ a Thí nghiệm Jacob Monod 62 Jacob Monod tiến hành nuôi cấy vi khuẩn E.coli hai mơi trường: mơi trường có đường lactose khơng có đường lactose - Trong mơi trường khơng có đường lactose vi khuẩn khơng tạo thành enzim phân giải lactose thành - Trong mơi trường có đường lactose vi khuẩn tạo thành enzim Như lactose chất cảm ứng kích thích vi khuẩn tổng hợp enzim b Mơ hình operon Lac Opêron Lac E.coli gồm thành phần : - Cụm gen cấu trúc Z,Y,A kiểm soát tổng hợp enzim tham gia vào phản ứng phân giải đường lactose có môi trường để cung cấp lượng cho tế bào -Vùng vận hành O (Operator) trình tự nu đặc biệt , nơi liên kết với Prôtêin ức chế làm ngăn cản trình phiên mã gen cấu trúc - Vùng khởi động P ( Promotor): nằm trướcvùng vận hành gen, nơi mà ARN polymeraza bám vào để khởi đầu phiên mã - Gen R (Relulater): nằm ngồi thành phần Opêron có vai trị điều hoà hoạt động gen Opêron.Gen R kiểm sốt tổng hợp Prơtêin ức chế Prơtêin liên kết với vùng vận hành Ongăn cản phiên mã gen Opêron c Cơ chế hoạt động Operon Lac hi mơi trường khơng có lactose gen R phiên mã, dịch mã tổng hợp protein ức chế Protein ức chế bám vào vùng O làm ARN polimeraza không bám vào vùng P, gen cấu trúc Z,Y,A không hoạt động không tổng hợp enzim phân giải lactose hi mơi trường có lactose, lactose bám vào protein ức chế làm protein ức chế bám vào O, ARN polimeraza bám vào vùng P thực trình phiên mã tổng hợp mARN Tiếp tục trình dịch mã tạo protein enzim phân giải lactose hi môi trường hết đường lactose protein lại bám vào vùng O ức chế hoạt động gen 63 Operator công tắc điều khiển phiên mã Như operon ln trạng thái bật * Điều hồ sinh vật nhân sơ theo mơ hình Jacob Monod điều hoà cấp độ phiên mã Điều hoà hoạt động gen sinh vật nhân chuẩn a Tín hiệu điều hồ Là phân tử tế bào biệt hoá cao độ sản sinh lưu chuyển khắp thể nhờ thể dịch Các phân tử tác động lên nhóm tế bào đích để điều hồ hoạt động gen Có hai nhóm phân tử điều hồ hoocmon nhân tố tăng trưởng b Cơ chế điều hoà Ở sinh vật nhân chuẩn điều hoà hoạt động gen xảy nhiều cấp độ Ngồi cịn có mặt gen tăng cường, gen bất hoạt - Điều hoà mức ADN (trước phiên mã): gen tổng hợp sản phẩm mà tế bào có nhu cầu lớn tARN, histon, …thường nhắc lại nhiều lần Hoạt động ADN phụ thuộc vào mức độ tháo đóng xoắn NST Ví dụ NST vùng đồng nhiễm sắc, NST cuộn xoắn vừa phải nên hoạt động gen diễn bình thường Vùng dị nhiễm sắc NST bắt xoắn chặt nên hoạt động gen diễn chậm chí khơng phiên mã - Điều hoà mức phiên mã: tương tự điều hoà sinh vật nhân sơ - Điều hòa sau phiên mã: cắt bỏ đoạn intron nối đoạn exon - Điều hoà mức dịch mã: mARN có mức độ sống khác nên tạo số lượng sản phẩm protein khác nhau, số lượng riboxom mARN - Điều hoà sau dịch mã: hệ thống enzim loại bỏ protein cách có chọn lọc tế bào không cần 64 65 66 ... protein có hoạt tính sinh học Các bậc cấu trúc protein Chức protein Loại protein Chức Protein cấu trúc Cấu trúc, nâng đỡ Protein Enzyme Xúc tác sinh học: tăng nhanh, chọn lọc phản ứng sinh hóa Protein... bảo tồn Ở sinh vật nhân thực 29 Sự nhân đôi sinh vật nhân thực nhìn chung giống sinh vật nhân sơ Tuy nhiên, có vài điểm khác đáng lưu ý: - Ở sinh vật nhân sơ có điểm khởi đầu chép sinh vật nhân... chuẩn mã hoá cho methionin, sinh vật nhân sơ mã hố cho foocmin methionin + mã hóa cho methionin (ở sinh vật nhân sơ thay foocmin methionin ) III BÀI TẬP TÌM SỐ LOẠI BỘ BA Bài 536435 Một phân tử