Chuyên đề Cơ sở vật chất và Cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử Ôn thi THPT Quốc Gia

Từ số lượng nuclêôtit trên từng mạch đơn của gen ta suy ra : số lượng bằng nhau thì tỷ lệ phần trăm cũng bằng nhau nhưng tỷ lệ phần trăm bằng nhau thì số lượng là bội số củanhau.. d Số m

CHUYÊN ĐỀ CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN

Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ

GV : Lê Ngọc Bích_ TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN QUANG DIÊU

A MỘT SỐ CÔNG THỨC CƠ BẢN:

PHẦN I: CẤU TRÚC CỦA PHÂN TỬ ADN

1. Đối với mỗi mạch: Trong ADN, 2 mạch bổ sung nhau nên số nu và chiều dài của

2 mạch bằng nhau

Mạch 1: A1 T1 G1 X1

Mạch 2:

T2 A2 X2 G2

2. Đối với cả 2 mạch: Số nu mỗi loại của ADN là số nu loại đó ở 2 mạch.

+ Do mỗi chu kì xoắn gồm 10 cặp nu = 20 nu nên ta có:

N = 20 x Số chu kì xoắn ADN

Số chu kì xoắn = Chiều dài ADN : 34A0

+Mỗi nu có khối lượng là 300 đơn vị cacbon nên ta có:

3 Chiều dài phân tử ADN:

Mỗi mạch có N/2 nu, chiều dài của 1 nu là 3,4 A0

4 Số liên kết Hidro:

Theo nguyên tắc bổ sung (NTBS):

A của mạch này liên kết với T của mạch kia bằng 2 liên kết hidro

G của mạch này liên kết với X của mạch kia bằng 3 liên kết hidro

→ A = T; G = X

5 Số liên kết cộng hóa trị:

- Trong mỗi mạch đơn, 2 nu kế tiếp nối với nhau bằng một liên kết hóa trị, vậy N/2

nu sẽ có số liên kết hóa trị là N/2 – 1 liên kết

→ Số liên kết hóa trị giữa các nu trong cả 2 mạch của ADN là:

( N/2 – 1 )2 = N – 2

- Trong mỗi nu có một liên kết hóa trị ở axit photphoric với đường C5H10O4

Số liên kết hóa trị trong 1 mạch ADN = ( N/2 – 1) + N/2 = N -1

→ Số liên kết hóa trị trong cả phân tử ADN là:

N = Khối lượng phân tử ADN

Thí dụ l Một gen có 3000 nuclêôtit, chiều dài của gen là :

L

= 0, 408 104

34

o o

x A

A = 120

Thí dụ 3 Một gen có khối lượng 9 x 105 đvC Gen có số nuclêôtit là :

A 3000Nu B 2400Nu C 1800Nu D 1500Nu

Giải Áp dụng công thức N = 300MdvC=

5

9 10300

x dvC dvC = 3000Nu

Thí dụ 4 Một gen có 3000 Nu Gen có hiệu số giữa Xitôzin với một loại nuclêôtit khác

bằng 20% số nuclêôtit của gen Tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit của gen là :

A %A=%T=20%, %G=%X=30% B %A=%T=30%, %G=%X=20%

C %A=%T=35%, %G=%X=15% D %A=%T=15%, %G=%X=35%

Giải Theo NTBS ta có phương trình %X + %A = 50% (1)

Theo giả thiết ta có phương trình %X - %A = 20% (2)

Thí dụ 5 Một gen có 3000 Nu Gen có hiệu số giữa Xitôzin với một loại nuclêôtit khác

bằng 10% số nuclêôtit của gen Số lượng từng loại nuclêôtit của gen là :

A A = T = 1050Nu, G = X = 450Nu B A = T = 450Nu, G = X = 1050Nu

C A = T = 900Nu, G = X = 600Nu D A = T = 600Nu, G = X = 900Nu

Giải Theo NTBS ta có phương trình %X + %A = 50% (1)

Theo giả thiết ta có phương trình %X - %A = 10% (2)

Thí dụ 6 Một gen có khối lượng 9.105 đvC Tích số phần trăm giữa Timin với một loạinuclêôtit khác không bổ sung với nó bằng 4% Biết rằng số lượng Timin nhiều hơn số lượngnuclêôtit không bổ sung đó Tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit của gen là :

x dvC dvC = 3000Nu

A A = T = 900Nu, G = X = 600Nu B A = T = 1200Nu, G = X = 300Nu

C A = T = 1050Nu, G = X = 450Nu D A = T = 600Nu, G = X = 900Nu

Thí dụ 8 Một gen có 150 vòng xoắn và hiệu bình phương giữa Ađênin với loại không bổ

sung bằng 15% tổng số nuclêôtit của gen Số nuclêôtit từng loại của gen là :

A A = T = 900Nu, G = X = 600Nu B A = T = 600Nu, G = X = 900Nu

C A = T = 1050Nu, G = X = 450Nu D A = T = 1200Nu, G = X = 300Nu

Giải Ta có N = 20.C = 20 x 150 = 3000Nu

Theo NTBS ta có phương trình %A + %G = 50% (1)

Theo giả thiết ta có phương trình %A2 - %G2 = 15% (2)

Thế (1) vào (2) ta được 50%(%A - %G) = 15%  %A - %G = 30% (2’)

Thí dụ 9 Một gen có 900 Guanin và tỉ lệ A/G = 2/3 Mạch thứ nhất của gen có 250 Ađênin.

Mạch thứ hai có 400 Guanin Số lượng từng loại nuclêôtil trên mỗi mạch đơn của gen là :

A A1 = T2 = 250Nu, T1 = A2 = 350Nu, G1= X2 = 400Nu, X1 = G2 = 500Nu

B A1 = T2 = 350Nu, T1 = A2 = 250Nu, G1= X2 = 500Nu, X1 = G2 = 400Nu

C A1 = T2 = 250Nu, T1 = A2 = 350Nu, G1= X2 = 500Nu, X1 = G2 = 400Nu

D A1 = T2 = 350Nu, T1 = A2 = 250Nu, G1= X2 = 400Nu, X1 = G2 = 500Nu

Giải Theo giả thiết, ta có G = 900Nu.

Vì A/G = 2/3 nên A = 2G3 = 2.9003 = 600Nu

Mặt khác Al = 250Nu ; G2 = 400Nu

Dựa vào mối tương quan về số lượng từng loại nuclêôtit giữa gen và mạch đơn, kết hợpNTBS ta có :

Mạch 1 : Al = 250Nu; Tl = A – Al = 600Nu - 250Nu = 350Nu

Xl = G2 = 400Nu; Gl = G – Xl = 900Nu – 400Nu = 500Nu

Từ mạch 1 theo NTBS ta có mạch 2 của gen :

A2 = Tl = 350Nu; T2 = Al = 250Nu; G2 = 400Nu, X2 = Gl = 500Nu

Thí dụ 10 Một gen dài 3386,4 A, có 2739 liên kết hidrô Gen tái sinh đã tạo ra mạch đơn

thứ nhất lấy từ môi trường nội bào các nuclêôtit tự do, trong đó có 149 Ađênin và 247Xitôzin để góp phần hình thành một gen con Số lượng từng loại nuclêôtit trên từng mạchđơn của gen là :

A A1= T2 = 149Nu, T1 = A2 = 100Nu, G1 = X2 = 500Nu, X1 = G2 = 247Nu

B A1= T2 = 149Nu, T1 = A2 = 200Nu, G1 = X2 = 400Nu, X1 = G2 = 247Nu

C A1= T2 = 149Nu, T1 = A2 = 100Nu, G1 = X2 = 247Nu, X1 = G2 = 500Nu

D A1= T2 = 249Nu, T1 = A2 = 100Nu, G1 = X2 = 400Nu, X1 = G2 = 247Nu

Giải N = 3, 42 o

L

o A 4 , 3

A 4 , 3386 x 2

Mạch đơn mới là mạch 1 của gen  Al = l49Nu; Xl = 247Nu

Dựa vào mối tương quan về số lượng nuclêôtit của gen và mạch đơn, ta có :

Mạch 1 của gen : Al = l49Nu ; Tl = A – Al = 249 – 149 = 100Nu ; Xl = 247Nu ;

Gl = G – Xl = 747 – 247 = 500Nu

Theo NTBS ta có mạch 2 :

A2 = Tl = 100Nu; T2 = Al = l49Nu; G2 = X1 = 247Nu; X2 = Gl = 500Nu

*Mối tương quan về tỉ lệ phần trăm giữa gen và từng mạch đơn :

Nên khi tính phần trăm của gen dựa vào mạch đơn ta phải chia hai

Từ số lượng nuclêôtit trên từng mạch đơn của gen ta suy ra : số lượng bằng nhau thì

tỷ lệ phần trăm cũng bằng nhau (nhưng tỷ lệ phần trăm bằng nhau thì số lượng là bội số củanhau)

Thí dụ 11 Một gen dài 3383 A có 2388 liên kết hidrô Gen tái sinh đã tạo ra một mạch

đơn lấy từ các nuclêôtit tự do của môi trường nội bào, trong đó có 199 Ađênin và 199Xitôzin để góp phần hình thành một gen con Tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trên từngmạch đơn của gen là :

A %A1= %T2= 20%, %T1 = %A2 = 30%, %G1 = %X2 = 30%, %X1 = %G2 = 20%

B %A1= %T2= 20%, %T1 = %A2 = 40%, %G1 = %X2 = 20%, %X1 = %G2 = 20%

C %A1= %T2= 40%, %T1 = %A2 = 20%, %G1 = %X2 = 20%, %X1 = %G2 = 20%

Dựa vào mối tương quan về số lượng nuclêôtit của gen và mạch đơn, ta có :

Mạch 1 của gen : Al = l99Nu; Tl = A – Al = 597Nu – 199Nu = 398Nu; Xl = 199Nu;

Gl = G – Xl = 398Nu – 199Nu = 199Nu

Mỗi mạch đơn chiếm tỉ lệ 100%, suy ra :

Thí dụ 12 Mạch đơn thứ nhất của gen có 10% Adênin, 30% Guanin Mạch đơn thứ hai

của gen có 20% Ađênin Tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trên từng mạch

Giải Theo giả thiết ta có %Al = 10% ; %Gl = 30% ; %A2 = 20%

Theo NTBS : %Tl = %A2 = 20% Mà mỗi mạch đơn của gen được tính là 100%

Suy ra %X1 = 100% - (%A1 + %Tl + %G1) = 100% - (l0% + 20% + 30%) = 40%

Từ mạch 1 ta có mạch 2 là :

% A2 = %Tl = 20% ; %T2 = %Al = 10% ;

%G2 = %Xl = 40% ; %X2 = %Gl = 30%

Thí dụ 13 Xét một cặp nhiễm sắc thể tương đồng chứa một cặp gen dị hợp, mỗi gen đều dài

4080 Angstron Gen trội A có 3120 liên kết hydrô Số lượng từng loại nuclêôtit của gen là :

A A = T = 900Nu, G = X = 600Nu B A = T = 480Nu, G = X = 720Nu

C A = T = 720Nu, G = X = 480Nu D A = T = 525Nu, G = X = 975Nu

Giải N = 3 , 4 A o

L 2

= 2 4080

3, 4

o o

A = 2400 Nu Gen A có số liên kết hiđrô H = N + G

 G = X = H – N = 3120 – 2400 = 720Nu A = N = 720 480

2

2400 G

Thí dụ 14 Một gen có 20% Ađênin so với số nuclêôtit của gen và 3120 liên kết hydrô.

Số lượng từng loại nuclêôtit của gen là:

A A = T = 350Nu, G = X = 250Nu B A = T = 525Nu, G = X = 975Nu

C A = T = 250Nu, G = X = 350Nu D A = T = 480Nu, G = X = 720Nu

Giải Ta có %A + %G = 50%  %G = 50% - %A  %G = 50% - 20% = 30%

H = 2100%A%.N 2100%G%.N= 2.10020%.%N 3.30100%.%G.N

 3120 =

% 100

N

%.

90

% 100

% 100 3120

= 2400Nu

Mà %N = 100%  A = T = x 20 % 480

% 100

2

N

720Nu

Thí dụ 15 Một gen có 2346 liên kết hyđrô Hiệu số giữa Ađênin của gen với một loại

nuclêôtit khác bằng 20% tổng số nuclêôtit của gen đó Chiều dài của gen là:

A 3060A B 3468A C 4080A D 5100A

Giải Theo NTBS ta có phương trình %A + %G = 50%(1)

Theo giả thiết ta có phương trình %A - %G = 20% (2)

% 100 x

2364

Chiều dài của gen : L = N2 x 3,4Ao = 20402 x 3,4ªo = 3468ªo

Thí dụ 16 Một gen có chu kì xoắn là 120 Số liên kết hoá trị của mỗi gen là :

A 5998 B 6000 C 2998 D 300.

Giải Đây là số liên kết hóa trị dọc của gen

Ta có N=3 , 4 A o

L 2

A

A = 3000Nu Mà Lk dọc = N – 2 = 3000 – 2 = 2998

PHẦN II: QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN ( tự sao, tái bản, sao chép)

Khi phân tử ADN nhân đôi x lần liên tiếp thì:

a Qua 1 đợt nhân đôi:

b Qua nhiều đợt tự nhân đôi:

- Tổng số ADN tạo thành:

- Số ADN con có 2 mạch hoàn toàn mới:

- Số ADN con được tạo thêm:

- Số nu tự do môi trường cung cấp:

- Số nu trong các ADN tạo thành:

Amt = Tmt = A = T Gmt = Xmt = G = X

- Mối qua hệ giữa số đoạn Okazaki và số đoạn mồi:

Gọi O là số đoạn Okazaki, M là số đoạn mồi và Đ là số đơn vị tái bản

- 1 chạc chữ Y: M = O + 1

- 1 đơn vị tái bản: M = O + 2

- Số đoạn mồi được tổng hợp: ΣM = (O + 2.Đ)(2 x – 1)

- Tỉ lệ Nu trên 2 mạch của ADN

A1 + G1 = a  A2 + G2 = b

T1 + X1 b T2 + X2 a

A1 + T1 = a  A2 + T2 = a

G1 + X1 b G2 + X2 b

- Số liên kết hóa trị hình thành giữa các nu sau k lần nhân đôi :

+ Đối với ADN mạch thẳng : (N-2)(2k-1)

+ Đối với ADN mạch vòng : N(2k-1)

Thí dụ Một gen nhân đôi liên tiếp 4 lần Số gen con hoàn toàn mới là:

A 30 B 32 C 14 D 16

Giải Áp dụng công thức 2x – 2 với k = 4, ta có 24 – 2 = 14

c) Số mạch đơn được hình thành sau x lần tự nhân đôi của gen

Do mỗi gen được cấu tạo từ hai mạch đơn, suy ra số mạch đơn tạo thành là 2.2 x = 2 x + 1

Thí dụ Một gen nhân đôi liên tiếp 4 lần Số mạch đơn ở các gen con là:

A 30 B 32 C 14 D 16

Giải Áp dụng công thức 2.2x với k = 4, ta có 2.24 = 32

d) Số mạch đơn hoàn toàn mới

Số mạch đơn hoàn toàn mới là số mạch đơn được tổng hợp từ các nuclêôtit của môitrường nội bào hay số nuclêôtit được đánh dấu khi gen nhân đôi trong môi trường chứacác nuclêôtit đánh dấu

A 30 B 32 C 14 D 16.

Giải Áp dụng công thức 2(2x – 1) với x = 4, ta có 2(24 – 1) = 30

Số nuclêôtit môi trường nội bào cung cấp cho quá trình tự nhân đôi của gen

Thí dụ 1 Một gen khi tự sao đã lấy từ môi trường nội bào 9000 nuclêôtit, trong

đó có 2700 Ađênin Số lượng từng loại nuclêôtit của gen là:

A A = T = 700Nu, G = X = 1400Nu B A = T = 800Nu, G = X = 700Nu

C A = T = 600Nu, G = X = 900Nu D A = T = 900Nu, G = X = 600Nu

Giải Do gen có số lượng nuclêôtit dao động từ 1200Nu đến 3000Nu

Gọi x là số lần tự sao của gen, N là số lần nuclêôtit của gen

Thí dụ 2 Gen trong tế bào dài 4080 Ăngstron Gen có 15% Ađênin Khi gen đó nhân đôi

hai lần cần môi trường nội bào cung cấp số lượng từng loại nuclêôtit là :

Giải: Tỷ lệ các loại Nu: T%=A%=20% G%=X%=(50%-20%)=30%

Số lượng các loại Nu Áp dụng công thức LADN = 3.4

a Số lượng từng loại nu của gen

b Khối lượng phân tử của gen

c Số liên kết hydrô hình thành giữa 2 mạch đơn của gen,

d Số liên kết phospho dieste trên mỗi mạch đơn và trên cả 2 mạch của gen

Giải:

Vì chiều dài gen là chiều dài 1 mạch đơn nên:

* Số nu của 1 mạch đơn là: 5100 / 3.4 =1500nu

b Khối lượng phân tử của gen : M = 3000 x 300đvC = 9.105 đvC

c Số liên kết hidro giữa 2 mạch đơn:2A + 3G = (2 x 600)+(3x 900) = 3900 liên kết

d.Nếu chỉ tính số liên kết hóa trị giữa nu - nu để hình thành mạch đơn

* số liên kết este trên 1 mạch đơn :=số nu mạch đơn – 1 = 1500 – 1 = 1499 l.kết

* số liên kết este trên cả 2 mạch đơn = 1499 x2 hay =3000 – 2= 2998 l.kết

Nhưng nếu tính cả liên kết hoá trị giữa đường và axit phosphoric của mỗi nu thì

* số liên kết este trên 1 mạch đơn :=(N/2 – 1) + N/2 = 1500 – 1+ 1500 = 2999 l.kết

* số liên kết este trên cả 2 mạch đơn = 2(N - 1) = 2 (3000 - 1) = 5998 liên kết

Bài tập 3: Một gen có 3120 liên kết hydrô giữa 2 mạch và 2398 liên kết hóa trị để hình

thành mạch đơn Trên 1 mạch của gen biết số Nu G - A =15% số Nu của mạch và X=450Nu Tính :

a Chiều dài gen, số chu kì xoắn của gen

b Số Nu từng loại của gen, số Nu từng loại trên mỗi mạch đơn của gen

Giải :

a Chiều dài gen= N/2 x 3,4 Ao = (2398 +2) / 2 x 3,4 = 4080 Ao

Số chu kì xoắn = N / 20 = 120 chu kì

b.Số Nu từng loại của gen

Bài 1: Một gen dài 0,51micromet, trong đó X chiếm 10% tổng số nu trong gen.

a Xác định khối lượng phân tử và số vòng xoắn của gen

b Tỉ lệ % và số nu từng loại trong gen

c Gen trên có bao nhiêu liên kết hidro?

d Gen này tự sao 3 đợt liên tiếp, môi trường cung cấp bao nhiêu nu tự do mỗi loại?

Bài 2: Một gen có chiều dài 0,255micromet trong đó G = 150 nu.

a/ Tính số liên kết phosphodieste ( liên kết hóa trị Đ-P), số vòng xoắn và khối lượng phân

tử của gen

b/ Tìm tỉ lệ và số lượng mỗi loại nu của gen

c/ Trên mạch thứ nhất của gen có T = 450, G = 30 Hãy tính số nu từng loại ở mỗi mạch gen

Bài 3: Một gen gồm 150 chu kì xoắn và có 3500 liên kết hidro.

a/ Tìm tỉ lệ % và số nu từng loại trong gen

b/ Trên mạch thứ nhất của gen có A + G = 850 và A – G = 450 Tìm số nu từng loại mỗi mạch đơn trong gen

c/ Gen thứ hai có số liên kết hidro bằng gen nói trên nhưng có chiều dài ngắn hơn chiều dài của gen 1 là 51nm Tìm số nu từng loại của gen 2

Bài 4: Một gen có số liên kết hidro là 3120 và có liên kết hóa trị Đ-P của gen là 4798.

a/ Tìm chiều dài và khối lượng phân tử của gen

b/ Xác định số nu từng loại trong gen

c/ Trên mạch 1 của gen có hiệu giữa G với T = 15%, tổng giữa G với T = 30% số nu của mạch Hãy tìm tỉ lệ phần trăm và số nu từng loại ở mỗi mạch gen

d/ Xác định số nu từng loại trong các gen tạo thành khi gen này tái bản 5 lần liên tiếp

Bài 5:Một đoạn ADN dài 0,51 micromet Ở mạch 1 có tỷ lệ

A : T :G:X =1:2:3:4.Tính :

a Số Nucleotit(Nu) từng loại của gen

b.Số liên kết hóa trị giữa các Nu trong đoạn đó

c.Số liên kết Hidro

d.Số vòng xoắn

Bài 6: Một gen gồm 120 chu kì xoắn có hiệu số % A với loại không bổ sung là 20

%.Trong mạch 1 có X=120, A=240.Tính

b.Số liên kết Hidro,liên kết hóa trị của gen.

c Nếu gen đó nhân đôi liên tiếp 4 lần môi trường nội bào cần cung cấp bao nhiêu Nu mỗiloại

d.Số liên kết Hidro bị phá vỡ trong quá trình trên

Bài 7:Một gen có số Nu loại X bằng 2/3 số Nu loại A Khi gen đó tự nhân đôi 2 đợt liên

tiếp đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp 1800 Nu lọai G

a.Tính số lượng Nu từng loại của gen

b.Tính chiều dài của gen

c.Tính số liên kết Hidro của gen

Bài 8:Một gen có A = 20 % tổng số Nu của gen và G = 900 Khi gen tự nhân đôi 1 số lần

môi trường nội bào đã phải cung cấp 9000 Nu loại A

a.Xác định số lần gen tự nhân đôi

b Số gen con được tạo thêm là bao nhiêu

c.Tính chiều dài của gen

d.Tính số Nu mỗi loại môi trường cần cung caapscho quá trình tự nhân đôi nói trên

Bài 9:Khối lượng 1 đoạn ADN là 9.105 đvC Đoạn ADN này gồm 2 gen cấu trúc Gen thứ nhất dài hơn gen thứ 2 là 0,102 micromet

Biết khối lượng phân tử trung bình của 1 Nu là 300 đvC

a.Xác định chiều dài mỗi gen

b Xác định số vòng xoắn của mỗi gen

c Đoạn ADN này tái bản 3 lần liên tiếp, môi trường cung cấp bao nhiêu nu tự do mỗiloại?

Bài 10: Một đoạn phân tử ADN chứa 2 gen.

Gen thứ nhất dài 0,51 Micromet có tỉ lệ từng loại Nu trên mạch đơn thứ nhất như sau:A:T:G:X = 1:2:3:4

Gen thứ 2 dài bằng nửa chiều dài của gen thứ nhất và có số lượng từng loại Nu trên mạchđơn thứ 2 là:

A = T/2 = G/3 = X/4

a Tính số lượng và tỉ lệ % từng loại Nu trên mỗi mạch đơn của từng gen

b Đoạn ADN có số lượng và tỉ lệ từng loại Nu bằng bao nhiêu

c Tính số liên kết Hidro và số liên kết hóa trị giữa đường và axit photphoric của đoạn ADN nói trên

2 TRẮC NGHIỆM:

Câu 1 Một gen có hiệu số giữa guanin với ađênin bằng 15% số nuclêotit của gen Trên

mạch thứ nhất của gen có 10% timin và 30% xitôzin Kết luận sau đây đúng về gen nóitrên là:

A A2 = 10%, T2 = 25%, G2= 30%, X2 = 35%

B A1 = 7,5%, T1 = 10%, G1= 2,5%, X1 = 30%

C A1 = 10%, T1 = 25%, G1= 30%, X1 = 35%

D A2 = 10%, T2 = 7,5%, G2= 30%, X2 = 2,5%

Câu 2 Một gen có khối lượng 540000 đvC có 2320 liên kết hidrô Số lượng từng loại

nuclêôtit nói trên 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

Câu 3 Trên một mạch của gen có 150 ađênin và 120 timin Gen nói trên có 20% guanin.

Số lượng từng loại nuclêôtit của gen là:

A A = T = 180; G = X =270 B A = T = 270; G = X = 180

C A = T = 360; G = X = 540 D A = T = 540; G = X = 360

Câu 4 Trên một mạch của gen có 25% guanin và 35% xitôzin Chiều dài của gen bằng

0,306micrômet Số lượng từng loại nuclêôtit của gen là:

A A = T = 360; G = X = 540 B A = T = 540; G = X = 360

C A = T = 270; G = X = 630 D A = T = 630; G = X = 270

Câu 5 Một gen có khối lượng phân tử là 72.104 đvC Trong gen có X = 850 Gen nói trên

tự nhân đôi 3 lần thì số lượng từng loại Nu tự do môi trường cung cấp là :

A ATD = TTD = 4550, XTD = GTD = 3850 B ATD = TTD = 3850, XTD = GTD = 4550

C ATD = TTD = 5950, XTD = GTD = 2450 D ATD = TTD = 2450, XTD = GTD = 5950

Câu 6 Trong một đoạn phân tử ADN có khối lượng phân tử là 7,2.105 đvC, ở mạch 1 có

A1 + T1 = 60%, mạch 2 có G2 – X2 = 10%, A2 = 2G2 Nếu đoạn ADN nói trên tự nhân đôi

5 lần thì số lượng từng loại Nu môi trường cung cấp là :

A ATD = TTD = 22320, XTD = GTD = 14880

B ATD = TTD = 14880, XTD = GTD = 22320

C.ATD = TTD = 18600, XTD = GTD = 27900

D ATD = TTD = 21700, XTD = GTD = 24800

Câu 7 Một gen có chiều dài 1938 ăngstron và có 1490 liên kết hiđrô Số lượng từng loại

nuclêôtit của gen là:

A A = T = 250; G = X = 340 B A = T = 340; G = X = 250

C A = T = 350; G = X = 220 D A = T = 220; G = X = 350

Câu 8 Một gen có số liên kết hiđrô là 3450, có hiệu số giữa A với một loại Nu không bổ

sung là 20% Gen nói trên tự nhân đôi liên tiếp 5 đợt thì số lượng từng loại Nu môitrường đã cung cấp cho quá trình tự nhân đôi trên của gen là :

A ATD = TTD = 13950, XTD = GTD = 32550

B ATD = TTD = 35520, XTD = GTD = 13500

C ATD = TTD = 32550, XTD = GTD = 13950

D ATD = TTD = 13500, XTD = GTD = 35520

Câu 9 Phân tử ADN gồm 3000 nuclêôtit có số T chiếm 20%, thì

A ADN này dài 10200Ǻ với A=T=600, G=X=900

B ADN này dài 5100Ǻ với A=T=600, G=X=900

C ADN này dài 10200Ǻ với G=X=600, A=T=900

D ADN này dài 5100Ǻ với G=X=600, A=T=900

Câu 10 Nếu nuôi cấy ADN trong môi trường có nitơ phóng xạ 15N, rồi chuyển sang môitrường (chỉ có 14N), thì 1 ADN đ1o tự sao 5 lần liên tiếp, sẽ sinh ra số mạch đơn chứa 15Nlà

Số lượng từng loại nuclêôtit môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi nói trên là:

A G = X = 3,5.106, A = T = 5,25.106 B G = X = 3,25.106, A = T = 5,5.106

C G = X = 3,25.106, A = T = 5,5.105 D G = X = 3,5.105, A = T = 5,25.105

Câu 12 Trên một mạch của phân tử ADN có số nuclêôtit các loại: A=60; G=120; X=80;

T=30 Một lần nhân đôi của phân tử ADN này đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp chotừng loại nuclêôtit của gen là:

Câu 14 Người ta sử dụng một chuỗi pôlinuclêôtit có T A G X





= 0,25 làm khuôn để tổng hợp nhân tạo một chuỗi pôlinuclêôtit bổ sung có chiều dài bằng chiều dài của chuỗi khuôn đó Tính theo lí thuyết, tỉ lệ các loại nuclêôtit tự do cần cung cấp cho quá trìnhtổng hợp này là:

A A + G = 25%, T + X = 75% B A + G = 80%, T + X = 20%

C A + G = 75%, T + X = 25% D A + G = 20%, T + X = 80%

Câu 15 Phân tử ADN ở vùng nhân của vi khuẩn E coli chỉ chứa N15 phóng xạ Nếu

chuyển những vi khuẩn E coli này sang môi trường chỉ có N14 thì mỗi tế bào vi khuẩn E coli

này sau 5 lần nhân đôi sẽ tạo ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N14 ?

A 16 B 8 C 32 D 30

CHUYÊN ĐỀ CẤU TRÚC ARN VÀ QUA TRÌNH PHIÊN MÃ

GV: PHẠM QUỐC ĐỘ_TRƯỜNG THPT HỒNG NGỰ 1

I TÓM TẮC LÍ THUYẾT VỀ CỞ CHẾ SAO MÃ.

1)Cấu tạo chung của ARN :

- Ở các sinh vật như: thực khuẩn thể, virus của động vật, virus của thực vật thì vật liệu di truyền là ARN Ở các sinh vật bậc cao có ARN là bản sao mãcủa ADN.

- Phân tử ARN có cấu tạo đa phân gồm nhiều đơn phân là các ribônu Mỗi ribônu

có cấu tạo bởi 3 thành phần chính là :

-Đường riboz C5H10O5

-Axit photphoric H3PO4

-Một trong 4 loại bazơ nitric: A ,U ,G ,X , ngoài ra còn gặp 1 số bazơ giả hiếm khác như Uridin giả , Ribôtimindin , Inozin , , tỉ lệ bazơ hiếm ở ARN nhiều hơn ở ADN

+ Purin: Nucleotit có kích thước lớn hơn: A (Adenin) và G (Guanin)

+ Pirimidin: Nucleotit có kích thước nhỏ hơn: U (Timin) và X (Xitozin)

- Vì các thành phần đường và photphat là chung cho các rNu, nên người ta phân biệt và gọi tên rNu theo thành phần bazơ nitơ : rNu loại A, U, T, X

- Bazo nito liên kết với đường tai vị trí C thứ 1; nhóm photphat liên kết với đường tại vị trí C thứ 5 tạo thành cấu trúc 1 Nucleotit

* CẤU TRÚC BẬC 1 : phân tử ARN cấu tạo bởi 1 chuỗi poliribonuclêotit nối với nhau bởi liên kết photphođieste.Các phân tử ARN thường chỉ là 1 chuỗi mạch đơn chứa khoảng từ 50 -6000 ribônu, ngoài ra ở một số loài virut có ARN mạch kép

* CẤU TRÚC BẬC 2:nhiều phân tử ARN có thể uốn cong và gấp khúc thành những dạng đặc biệt tạo nên cấu trúc bậc 2 ( tARN ) Ngoài ra còn có cấu trúc bậc 3.

2) Phân loại ARN :

- ARN di truyền : là ARN mang thông tin di truyền gặp ở đa số virus thực vật và một số thực khuẩn thể Dạng ARN có thể ở dạng mạch đơn hay mạch kép

- ARN không di truyền : được tổng hợp từ ADN , gồm 3 loại : +ARN thông tin (mARN) :có cấu trúc mạch đơn kích thước không đồng nhất được tổng hợp từ các gen cấu trúc hay gen điều hòa và dùng làm khuôn để tổng hợp prôtêin ,gồm khoảng từ 75 -3000 ribônu mARN chiếm từ 5 -10% tổng số ARN của

+ ARN riboxom(rARN): chiếm tới 80% tổng số ARN trong tế bào và là thành phần chủ yếu cấu tạo thành các riboxom ngoài ra còn tìm thấy ở các bào quan như ti thể , lạp thể Được cấu tạo từ 160-13000 ribônu.

3 Phiên mã( sao mã):quá trình tổng hợp ARN

a) Thời điểm, nguyên tắc:

- Thời điểm :diễn ra trong nhân tế bào, vào kì trung gian, lúc NST đang ở dạng dãn xoắn cực đại.

- Nguyên tắc : BS (A-U ; G-X)

b) Cơ chế phiên mã :

- MĐ: Đầu tiên ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ

ra mạch mã gốc (có chiều 3’ 5’) và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.

để tổng hợp nên mARN theo nguyên tắc bổ sung (A - U ; G - X) theo chiều 5’  3’

- KT: Khi enzim di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc  phiên mã kết

thúc, phân tử mARN được giải phóng Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn của gen xoắn ngay lại.

* Ở sinh vật nhân sơ:

+ mARN sau phiên mã được sử dụng trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp prôtêin, từ gen  mARN có thể dịch mã ngay thành chuỗi pôlipeptit (phiên mã đến đâu dịch mã đến đó).

+ mARN được tổng hợp từ gen của tế bào mã hoá cho nhiều chuỗi pôlipeptit

* Sinh vật nhân thực :

+ Ở sinh vật nhân thực, mARN sau phiên mã phải được chế biến lại bằng cách loại bỏ các đoạn không mã hoá (intrôn), nối các đoạn mã hoá (êxon) tạo ra mARN trưởng thành.

+mARN được tổng hợp từ gen của tế bào thường mã hoá cho một chuỗi

pôlipeptit

■ Có 3 loại ARN(mARN; tARN; rARN) đều có cấu trúc gồm 1 mạch pôlinu

Lưu ý: Khi nói quá trình phiên mã xảy ra theo chiều 5'-3' mạch mới, hay trên mạch khuôn là 3'-5' không có nghĩa rằng mạch 3'-5' của ADN luôn là mạch khuôn Phân

tử ARN pol hoạt động tại đơn vị là gen Nếu ADN có mạch 1 và 2, có thể đối với gen này, mạch gốc là mạch 1, còn gen kia thì mạch gốc lại là mạch 2 Nắm rõ được điều này, ta có thể thấy, trong đột biến đảo đoạn NST Nếu đoạn đảo đó chứa 1 gen nguyên vẹn, thì không ảnh hưởng tới quá trình phiên mã của gen (bỏ qua ảnh hưởng của các yếu tố điều hoà)

+ Số lượng :A = T = rA + rU

G = X = rR + rX + Tỉ lệ % : % A = %T = %rA 2%rU

%G = % X =

2

%

Bài 1: Một gen có L= 0,408µm, có 720 loại A mạch mARN được tổng hợp từ gen

có 240 Um và có 120 Xm Xác định số ribôNu còn lại của mARN?

rG = X 1= 600 = 40%

rX = G1 = 300 = 20%

Bài 3 : Phân tử ARN có U = 18% mạch gốc của gen điều khiển tổng hợp ARN có T

= 20%.

a Tính tỷ l % từng loại Nu của gen tổng hợp ARN nói trên? ệ % từng loại riboNu của mARN?

b Nếu gen đó có L = 0,408µm thì số lượng loại ribôNu của ARN, số lượng loại Nu của gen bao nhiêu?

loại T và 5% N loại X Khi gen phiên mã đã tạo ra 1 phân tử mARN có U = 15%

1 Tính số Nucleotit mỗi loại của gen ?

2 Tính số Nucleotit mỗi loại mạch thứ hai của gen?

3 Tính tỉ lệ % rN mỗi loại A, U, G, X của mARN ?

1) Số nuclêôtit của gen: N = 504000 : 300 đvC = 1680 (nu)

Số nuclêôtit mỗi loại của gen: G=X= 1680 x 20% = 336(nu); A = T = 1680 x 30 % = 504(nu)

2) Số nuclêôtit mỗi loại của mạch thứ hai:

a.Xác định từng loại riboNu của phân tử mARN

b.Phân tử mARN chứa bao nhiêu bộ ba?

Giải

a rN = 1200

rA = T1 = 40% x 1200/100 = 480

rU = A1 = 20% x 1200/100 = 240

rG = X 1= 10% x 1200/100 = 120

rX = G1 = 30% x 1200/100 = 360

b Bộ 3 = 1200/3 = 400

Bài 6:mARN có rG – rA = 5 % và rX – rU = 15 % Tỉ lệ % số nuclêôtit mỗi loại của

gen đã phiên mã nên mARN:

Giải: Theo đề, ta có: rG – rA = 5 % (1) và rX – rU = 15 % (2)

(1) + (2) vế theo vế, ta được:( rG + rX) – (rA + rU) = 20 % (3)

Theo cơ chế phiên mã: A = T = (rA + rU); G = X = ( rG + rX)

Nên: (3) được viết lại G – A = 20 % (4) mà: G + A = 50% (5)

(4) + (5) vế theo vế, ta được: G = 35 % và A = 15%

loại T và 5% N loại X Khi gen phiên mã đã tạo ra 1 phân tử mARN có U = 15%

1 Tính số Nucleotit mỗi loại của gen ?

2 Tính số Nucleotit mỗi loại mạch thứ hai của gen?

3 Tính tỉ lệ % rN mỗi loại A, U, G, X của mARN ?

Bài giải:

1) Số nuclêôtit của gen: N = 504000 : 300 đvC = 1680 (nu)

Số nuclêôtit mỗi loại của gen: G=X= 1680 x 20% = 336(nu); A = T = 1680 x 30 % = 504(nu)

2) Số nuclêôtit mỗi loại của mạch thứ hai:

- Vì vậy LADN = LARN = rN 3,4A0 = N2 3,4 A0

c Tính số liên kết hoá trị Đ –P:

+ Trong chuỗi mạch ARN : 2 ribônu nối nhau bằng 1 liên kết hoá trị , 3 ribônu nối

nhau bằng 2 liên kết hoá trị …Do đó số liên kết hoá trị nối các ribônu trong mạch ARN là

rN – 1

+ Trong mỗi ribônu có 1 liên kết hoá trị gắn thành phần axit H3PO4 vào thành phần đường Do đó số liên kết hóa trị loại này có trong rN ribônu là Rn Vậy số liên kết hoá trị Đ –P của ARN :

HT ARN = rN – 1 + rN = 2 rN -1 Bài 1 :M t pt ARN có A = 2U = 3G = 4X có khối lượng 27.10 ột pt ARN có A = 2U = 3G = 4X có khối lượng 27.10 4 đvc

a Tính chiều dài ARN bao nhiêu ăngtron?

b Tính số lượng ribôNu của ARN tạo ra?

c PT ARN có bao nhiêu liên kết c ng hóa trị? ộng hóa trị?

Giải

a - MARN = rN 300đvc → rN = 27.104 : 300 = 900

- LARN = LADN = rN 3,4A0 = 3060A0

b rU = rA2 ; rG = rA3 ; rX = rA4

Bài 2: Một gen L= 0,408µm thực hiện sao mã.

a Tính chiều dài và số lượng ribôNu của ARN tạo ra?

b Tính liên kết cộng hóa trị giữa đường và axit photphoric?

Giải

a L = 4080 A0

rN = 1200

b 2 rN -1 = 2.1200 – 1 = 3399

Bài 3 Phân tử mARN trưởng thành được tạo ra chứa 20%U, 10%A, 40%X và

450G Các đoạn intron bị cắt bỏ có tổng chiều dài là 30,6µm, trong đó có tỉ lệ G = 2U = 3X = 4A.

1 Tính số nuclêôtit trên gen tổng hợp mARN trên.

2 Tính số lượng từng loại nuclêôtit trong phân tử mARN sơ khai tương ứng.

3 Tính tỷ lệ mỗi loại nuclêôtit trên mạch mã gốc của gen.

Hướng dẫn giải bài tập

1 Tính số nuclêôtit trên gen tổng hợp mARN trên.

%U + %A + %X + %G = 100% => %G = 30%.

=> Số nuclêôtit trên mARN = 450x100/30 = 1500.

Số nuclêôtit trên đoạn bị cắt bỏ là 306000/3,4 = 90.000.

=> Số nuclêôtit trên gen là 1500x2 + 90.000x2 = 93.000 (nu)

2 Tính số lượng từng loại nuclêôtit trong phân tử mARN sơ khai tương ứng.

Số nuclêôtit từng loại trên các đoạn intron là:

AADN nối U ARN ; TADN nối A ARN

GADN nối X ARN ; XADN nối G ARN

Vì vậy : + Số ribônu tự do mỗi loại cần dùng bằng số nu loại mà nó bổ sung trên

b Qua nhiều lần sao mã ( k lần )

Mỗi lần sao mã tạo nên 1 phân tử ARN nên số phân tử ARN sinh ra từ 1 gen bằng số lần sao mã của gen đó

Số phân tử ARN = Số lần sao mã = K

+ Số ribônu tự do cần dùng là số ribônu cấu thành các phân tử ARN Vì vậy qua K lần sao mã tạo thành các phân tử ARN thì tổng số ribônu tự do cần dùng là:

* Chú ý : Khi biết số ribônu tự do cần dùng của 1 loại :

+ Muốn xác định mạch khuôn mẫu và số lần sao mã thì chia số ribônu đó cho số

nu loại bổ sung ở mạch 1 và mạch 2 của ADN => Số lần sao mã phải là ước số giữa

số ribbônu đó và số nu loại bổ sung ở mạch khuôn mẫu

+ Trong trường hợp căn cứ vào 1 loại ribônu tự do cần dùng mà chưa đủ xác định mạch gốc , cần có số ribônu tự do loại khác thì số lần sao mã phải là ước số chung giữa só ribônu tự do mỗi loại cần dùng với số nu loại bổ sung của mạch gốc

c Tính số lần sao mã của gen

K = rNmt rN

K = Số RiboNu thuộc 1 loại của môi trường : Số RiboNu loại đó trong 1 ARN

Bài 1: Một gen L= 0,408µm thực hiện sao mã môi trường đã cung cấp 4800

rN = 1200

K = rNmt rN = 4800 : 1200 = 4

= 400, X1 = 600 sao mã 3 lần, tổng hợp được 3 pt mARN Xác định số lượng từng loại ribôNu của mARN?

1 Gen thứ nhất có H = 3120 trên mạch thứ nhất của gen có A1 = 120 và G1 = 480 tính số lượng từng loại Ribonu do môi trường cung cấp khi gen sao mã 1 lần?

2 Gen thứ 2 có hiệu giuwac Nu loại A với loại Nu khác là 20% của gen Trên mạch gốc của gen có A = 300 và G = 210 trong quá trình sao mã của gen môi trường đã cung cấp 1800 ribonu loại U

a tính số lượng từng loại ribonu của ARN?

b Xác định số lần sao mã của gen?

c tính số lượng từng loại ribonu của ARN do môi trường cung cấp?

Bài 4: một gen có A = 450, tỉ lệ G / T = 2 / 3 Gen phiên mã tổng hợp mARN đã

được môi trường nội bào cung cấp 500 ribonu tự do loại X, mặt khác trên mạch 1 của gen có A = 270, mạch 2 có X = 135(nu) Tính số lần phiên mã của gen?

Giải:

Số nu mỗi loại của gen: A = T = 450(nu);

G/T = 2/3 =>G =T = 2/3 T = 2/3 x 450 = 300(nu) Như vậy:

Số nu mỗi loại trên từng mạch của gen:

A1 =T2 = 270 (nu); T1 =A2 = T- T2 = 450 - 270 = 180 (nu)