CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI ADN

Tính số liên kết hyđrô và liên kết hóa trị bị phá vỡ và được hình thành trong quá trình nhân đôi của gen.. Tính số liên kết hóa trị được hình thành: Số liên kết hóa trị được hình thành

PHẦN I: CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI ADN

Dạng 1 Tính số lượng nu mô trường nội bào cung cấp cho gen nhân đôi:

1 Khi gen nhân đôi 1 lần: N mt = N bđ

2 Khi gen nhân đôi nhiều lần:

Nmt = (2x -1).Nbđ

Amt= Tmt=(2x -1).Abđ gen

Gmt= Xmt=(2x -1).Gbđ gen

Thí dụ 1 Một gen tái sinh một số đợt đã sử dụng của môi trường 21000 nu, trong đó loại

A chiếm 4200 Biết tổng số mạch đơn trong các gen được tạo thành nhiều gấp 8 lần số mạch đơn của mẹ lúc đầu

1- Tính số lần tái sinh của gen

2- Tính số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của gen

Giải

1- số lần tái sinh của gen:

Theo đề bài tổng số mạch đơn tạo ra gấp 8 lần số mạch đơn lúc ban đầu của gen

mẹ là 2 mạch Vậy tổng số mạch đơn tạo ra là 8 x 2 = 16 mạch tương ứng với số gen con tạo ra là 16: 2 = 8 gen con

Gọi x là số lần tái sinh của gen Ta có

Số gen con : 2x = 8 = 23 -> x = 3 Vậy gen tái sinh 3 lần

2- số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của gen:

Gọi Nbđ là số nu của gen ta có:

(23 – 1) Nbđ = 21000

=> Nbđ = 21000 : (23 – 1) = 3000 nu

Gen tái sinh 3 lần đã lấy của mt 4200 nu loại A nên:

(23 – 1) Abđ = 4200

=> Abđ = 4200 : (23 – 1) = 600 Vậy số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của gen là:

A = T = 600 nu A% = T% = (600/3000).100% = 20%

G = X = (3000:2)- 600 = 900 nu G% = X% = (900:3000).100% = 30%

Thí vụ 2: Một gen nhân đôi 4 đợt liên tiếp đã lấy của mt 36000 nu tự do trong đó có

10800 nu loại G

Tính tỷ lệ % và số lượng từng loại nu chứa trong gen bđ

Giải Gọi N số nu ban đầu của gen ta có:

(24 -1) Nbđ = Nmt

(24 -1) Nbđ = 36000 nu

=> Nbđ = 36000 : (24 -1) = 2400 nu Trong tổng số 36000 nu mt cung cấp nu loại G chiếm 10800 nên tỉ lệ % nu loại G lấy trong mt cũng là tỷ lệ % loại G chứa trong gen

%G = (10800 : 36000) x 100% = 30%

Vậy tỷ lệ % và số lượng của từng loại nu của gen ban đầu là:

G = X = 30% = 30% x 2400 = 720 nu

=> A = T = 20% = 20% x 2400 = 480 nu

Dạng 2 Tính số liên kết hyđrô và liên kết hóa trị bị phá vỡ và được hình thành trong

quá trình nhân đôi của gen

1 Tính số liên kết hyđrô bị phá vỡ và được hình thành.

Nếu liên kết hyđro của gen là H

(21 – 1) H liên kết hydro bị phá vỡ

(22 – 1) H liên kết hydro bị phá vỡ

(23 – 1) H liên kết hydro bị phá vỡ

Với biện luận tương tự ta có:

Gen chứa H liên kiết hydro nhân đôi x lần thì:

*

Σ lk hyđrô hình thành = 2x H

2 Tính số liên kết hóa trị được hình thành:

Số liên kết hóa trị được hình thành sau quá trình nhân đôi là tổng số liên kiết hóa trị nối các nu lấy từ mt tạo thành những chuỗi pôlynu mới

Trong mỗi mạch đơn pôlynu có (N: 2) – 1 liên kết hóa trị giữa các nu

2 mạch cũ lấy từ gen mẹ

Và số lkht giữa các nu được hình thành sau quá trình nhân đôi x lần của gen là:

(2 x 2x– 2)(N:2-1)

Hay:

Thí dụ: Một gen nhân đôi liên tiếp 3 lần đã lấy của mt 16800nu Gen có tỷ lệ A:G =3 : 7

1 Tính số lk hyđro bị phá vỡ và hình thành trong quá trình nhân đôi của gen

2 Tính số liên kết hóa trị được hình thành

Giải

1 Số lien kết hyđro bị phá vỡ và được hình thành:

Gọi N là số nu của gen, ta có:

(23 -1)N = 16800 nu

=> N = 16800: (23 – 1) = 2400 nu Gen có A : G = 3 : 7 => A = (3 : 7)G

A + G = N:2 = 2400:2 = 1200 nu (3 : 7)G + G = 1200 hay 10G = 8400

Số lượng từng loại nu của gen

G = X = 8400 : 10 = 840 nu

Σ lk hyđrô bị phá vỡ = (2x – 1) H

Σ lkht hình thành =(2x – 1)(N – 2)

A = T = 1200 – 840 = 360 nu

Số liên kết hyđrô của gen

H = 360 x 2 + 840 x 3 = 3240 Vậy nếu gen nhân đôi 3 lần liên tiếp thì

* Số liên kết hyđro bị phá vỡ:

(23 - 1) 3240 = 22680 liên kết

23 3240 = 25920 liên kết

Dạng 3: Tính thời giang nhân đôi của gen.

Trong quá trình nhân đôi của gen, có thể xem sự lk các nu của mt vào 2 mạch khuôn là đồng thời Có nghĩa khi mạch này lk được bao nhiêu nu của mt thì mạch còn lại của gen lk được bầy nhiêu nu của mt

1 Tốc độ nhân đôi của gen:

Tốc độ nhân đôi của gen được tình bằng số nu của mt lk vào một mạch khuôn của gen trong 1 giây.

2 Thời gian tự nhân đôi của gen:

Có thể tình thời gian tính thời gian tự nhân đôi của gen bằng 1 trong 2 cách sau đây:

lk được trên 1 mạch trong 1 giây.

được trên 2 mạch khuôn của gen trong 1 giây

Thí dụ: Một gen có chiều dài o,51μm tự nhân đôi một lần thời gian để tách và lk

các nu của mt của 1chu kì xoắn là 0,05 giây Biết tốc độ lắp ghép các nu điều nhau Tính tốc độ nhân đôi và thời gian nhân đôi của gen

Giải Hoàn thành việt nhân đôi của một chu kì xoắn, mổi mạch gốc của gen lk được 10

nu mất thời gian là 0,05 giây

Vậy tốc độ nhân đôi của gen là:

10 : 0,05 = 200 nu/giây Mổi mạch của gen có:

0,51 x 104 : 3,4 =1500 nu Thời gian tự nhân đôi của gen:

1500 : 200 = 7,5 giây

PHẦN II: ARN VÀ CƠ CHẾ SAO MÃ

Dạng 1: Tính số lượng ribônuclêôtit của phân tử ARN

Phân tử ARN được tổng hợp từ một mạch của gen theo nguyên tắc bổ sung Vì vậy

sô ribônu (rN) của phân tử ARN bằng số nu trên một mạch của gen đã tổng hợp ra ná

rN = rA + rU + rG + rX = N/2

- Tương quan giữa số lượng từng loại ribônu của phân tử ARN với số lượng từng loại nu của gen:

Theo nguyên tắc bổ sung và dựa vào cơ chế sao mã, ta có:

rA = Tmạch gốc ; rU = Amach gốc

rX = Gmạch gốc ; rG = Xmach gốc

Ta có: Agen = Tgen = Agốc + Abổ sung = Agốc + Tgốc

Mà Agốc = rU và Tgốc = rA

=>

Với cách biện luận tương tự ta có

- Tương quan giữa tỷ lệ % từng loại ribônu của phân tử ARN với tỷ lệ % từng loại nu của gen:

Do %A = %T = (%Agốc+ %Tgốc):2

Nên %A = %T = (%rU + %rA):2

%G = %X = (%rG + %rX):2

Thí dụ 1: Một gen dài 0,51μm Trên 1 mạch của gen có 150 A và 450 T Trên mạch 2

của gen có 600 G

Tính số lượng và tỷ lệ % từng loại ribônu của phân tử mARN được tổng hợp nếu mạch 1 của gen là gốc sao mã

Giải

Số lượng nu trên mổi mạch của gen bằng số lượng ribônu của phân tử ARN:

Theo đề bài, ta có:

=> G1 = X2 = 100% - (10% + 40% + 30%) = 20%

= 20% x 1500 = 300nu

Vậy nếu mạch một của gen là mạch gốc thực hiện sao mã thì số lượng và tỉ lên của từng loai mARN là:

A1 = rU = 150 = 10%

T1 = rA = 450 = 30%

X1 = rG = 600 = 40%

G1 = rX = 300 = 20%

Agen = Tgen = rU + rA

Ggen = Xgen = rG + rX

Thí dụ 2: Phân tử ARN có 18% U và 34% G Mạch gốc của gen điều khiển tổng hợp

phân tư ARN có 20% T

1 Tính tỷ lệ % tường loại nu của gen đã tổng hợp phân tử ARN nói trên

2 Nếu gen đó dài 0,408μm thì số lượng từng loại nu của gen và số lượng từng loại Ribônu của phân tử ARN là bao nhiêu ?

Giải

1 Tỷ lệ % từng loại nu của gen:

Theo đề bài Phân tử ARN có:

rU = 18% ; rG = 34%

T1 = rA = 20% = A2

 rX = 100% - (18% + 35% + 20%) = 28%

Dựa vào nguyên tắc bổ sung, tỉ lệ % của từng loại gen đã tổng hợp phân tử ARN là:

A = T = (%rU + %rA)/2 = (18%+ 20%)/2 = 19%

G = X = (%rG + % rX)/2 = (34% + 28%)/2 = 31%

2 Số lượng từng loại nu của gen và ribônu của ARN:

a Xét gen :

Số lượng nu của gen :

(0,408 104 2)/34 = 2400 nu

Gen có :

A = T = 19% 2400 = 456 nu

G = X = 31% 2400 = 744 nu

b Xét phân tử ARN :

Phân tử ARN có : = N/2 = 2400 : 2 = 1200 ribônu

Số lượng tường loại ribônu của phân tử ARN là:

rU = 18% 1200 = 216 ri bônu

rA = 20% 1200 = 240 ribônu

rG = 34% 1200 = 408 ribônu

rX = 28% 1200 = 336 ribônu

Dạng 2 : Tính chiều dài, khối lượng và số liên kết hóa trị của phân tử ARN.

1 Tính chiều dài của phân tử ARN :

Do được sao chép từ một mạch của gen nên chiều dài của phân tử ARN bằng chiều dài của gen tổng hợp ra nó

LARN = Lgen = N : 2 3,4A0 = rN 34A0

2 Khối lượng của phân tử ARN:

ARN bằng ½ khối lượng của gen tổng hợp ra nó

Một nu và một ribônu đều có khối lượng trung bình là 300 đơn vị cacbon

Nếu goi M là khối lượng được tính bằng đơn vị cacbon

MARN = rN 300 = N : 2 300 = Mgen:2

=>

3 Tính số LKHT giữa đường và axit

Thí dụ : phân tử ARN thông tin có A = 2U = 3G = 4X và có khối lượng 27 104 dvc

2 Tính số lượng của từng loại nu

4 Khi gen đó nhân đôi 3lần thì số nu môi trường cung cấp là bao nhiêu ?

Biết môi ribônu có khối lượng trung bình là 300dvc

Giải

1 Chiều dài của gen :

Số lượng ribônu của phân tử mARN :

rN = 27 104 : 300 = 900 ribônu

900 x 34 A0 = 3060 A0

2 Số lượng từng loại ribônu của phân tử m ARN:

Nên rU = rA/2 : rG = rA/3 và rX = rA/4

rA + rU + rG + rX = 900

rN = rA + rA/2 + rA/3 + rA/4 = 900

25rA = 10800 Vậy số lượng từng loại ribônu là

rA = 10800 : 25 = 432 ribônu

rU = 432 : 2 = 216 ribônu

rG = 432 : 3 = 144 ribônu

rX = 432 : 4 = 108 ribônu

3 Số liên kết hóa trị

2rN -1 = (2 x 900) – 1 = 1799 lk

4 Số lượng từng loại nu môi trường cung cấp

Số lượng từng loại nu của gen:

A = T = rU + rA = 432 + 216 = 648 nu

G = X = rG = rX = 144 + 108 = 252 nu

Số nu từng loại của môi trường cung cấp khi gen nhân đôi 3 lần:

A = T = ( 23 – 1) 648 = 4536 nu