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

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 Đối với mạch: Trong ADN, mạch bổ sung nên số nu chiều dài mạch Mạch 1: A1 T1 G1 X1 A1 = T2 ; T1 = A2 ; G1 = X2 ; X1 = G2 Mạch 2: T2 A2 X2 G2 Đối với mạch: Số nu loại ADN số nu loại mạch A = T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2+ T2 %A + %G = %T + %X= 50% A + G = T + X = N/2 G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2 %A1 + %A2 %G1 + %G2 = = %T1 + %T2 %X1 + % X2 = = %A = %T %G = %X + Do 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 300 đơn vị cacbon nên ta có: N = Khối lượng phân tử ADN 300 Chiều dài phân tử ADN: Mỗi mạch có N/2 nu, chiều dài nu 3,4 A0 1A0 = 10-4 micromet(µm) = 10-1nanomet(nm) N x 3,4 A0 L= = 10-7 milimet(mm) = 10-10met(m) Số liên kết Hidro: Theo nguyên tắc bổ sung (NTBS): A mạch liên kết với T mạch liên kết hidro G mạch liên kết với X mạch liên kết hidro → A = T; G = X H = 2A + 3G= 2T +3X Số liên kết cộng hóa trị: - Trong mạch đơn, nu nối với liên kết hóa trị, N/2 nu có số liên kết hóa trị N/2 – liên kết → Số liên kết hóa trị nu mạch ADN là: ( N/2 – )2 = N – - Trong nu có liên kết hóa trị axit photphoric với đường C5H10O4 Số liên kết hóa trị mạch ADN = ( N/2 – 1) + N/2 = N -1 → Số liên kết hóa trị phân tử ADN là: N – + N = 2N – = (N-1) Thí dụ l Một gen có 3000 nuclêơtit, chiều dài gen : A 2040 Ao B 3060 Ao Giải Áp dụng công thức L = C 4080 Ao D 5100 Ao N 3000 Nu x 3,4Ao = x 3,4Ao = 5100 Ao 2 Thí dụ Một gen có chiều dài 0,408µm Số chu kì xoắn gen : A 60 B 90 Giải Áp dụng công thức C = C 120 D 150 L 0, 408 x104 Ao = = 120 34 Ao 34A o Thí dụ Một gen có khối lượng x 105 đvC Gen có số nuclêơtit : A 3000Nu B 2400Nu Giải Áp dụng công thức N = C 1800Nu D 1500Nu M x105 dvC = = 3000Nu 300dvC 300dvC Thí dụ Một gen có 3000 Nu Gen có hiệu số Xitơzin với loại nuclêơtit khác 20% số nuclêôtit gen Tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit gen : 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) % X + % A = 50% % X = 35% ⇔ % X − % A = 20%  % A = 15% Ta có hệ phương trình  Thí dụ Một gen có 3000 Nu Gen có hiệu số Xitơzin với loại nuclêôtit khác 10% số nuclêôtit gen Số lượng loại nuclêôtit gen : 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) % X + % A = 50% % X = 30% ⇔  % X − % A = 10% % A = 20% Ta có hệ phương trình  Mà N = 3000Nu tính 100% ⇒ A = T = G=X= 3000 x 20% = 600N 100% N 3000 -A= - 600 = 900Nu 2 Thí dụ Một gen có khối lượng 9.105 đvC Tích số phần trăm Timin với loại nuclêơtit khác khơng bổ sung với 4% Biết số lượng Timin nhiều số lượng nuclêôtit không bổ sung Tỉ lệ phần trăm loại nuclêơtit gen : A %A = %T = 40%, %G = %X = 10% B %A = %T = 30%, %G = %X = 20% C %A = %T = 35%, %G = %X = 15% D %A = %T = 10%, %G = %X = 40% M x105 dvC Giải N = = = 3000Nu 300dvC 300dvC Theo NTBS ta có phương trình %T + %G = 50% (1) Theo giả thiết ta có phương trình %T x %G = 4% (2) Áp dụng định lý Vi-et ta có phương trình %T2 – 0,5%T + 0,04 = Suy %T = %A = 40%, %G = %X = 10% Thí dụ Một gen có khối lượng 9.105 đvC Tích số phần trăm Timin với loại nuclêơtit khác khơng bổ sung với 4% Biết số lượng Timin nhiều số lượng nuclêôtit khơng bổ sung Số lượng loại nuclêơtit gen : 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 Giải Tương tự thí dụ ta có %A = %T = 40%, %G = %X = 10% Mà N = 3000Nu %N = 100% ⇒ T = A = G=X= 3000 x 40% = 1200Nu 100% N 3000 - A ⇒G = X = - 1200 = 300Nu 2 Thí dụ Một gen có 150 vịng xoắn hiệu bình phương Ađênin với loại khơng bổ sung 15% tổng số nuclêôtit gen Số nuclêôtit loại gen : 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 50%(%A - %G) = 15% ⇒ %A - %G = 30% (2’) % A + %G = 50% % A − %G = 30% Kết hợp (1) với (2’) ta  Suy %A = %T = 40%, %G - %X = 10% Mà N = 3000Nu, tính 100% ⇒ A = T = Do G – X = 3000 x 40% = 1200Nu 100% N 3000 - A Vậy G = X = - 1200 = 300Nu 2 *Mối tương quan số lượng gen mạch đơn A T G X gen T A X G Do gen có hai mạch đơn, mà hai mạch đơn, nuclêôtit liên kết theo NTBS, suy A1 = T2, Tl = A2, Gl = X2, Xl = G2 Mặt khác ta có A = T= A1 + A2 = A1 + Tl = A2 + T2 = Tl + T2 = Tương tự G = X = Gl + G2 = Gl + X1 = G2 + X2 = Xl + X2 Thí dụ Một gen có 900 Guanin tỉ lệ A/G = 2/3 Mạch thứ gen có 250 Ađênin Mạch thứ hai có 400 Guanin Số lượng loại nuclêơtil mạch đơn gen : 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 = 2G 2.900 = = 600Nu 3 Mặt khác Al = 250Nu ; G2 = 400Nu Dựa vào mối tương quan số lượng loại nuclêôtit gen mạch đơn, kết hợp NTBS ta có : Mạch : Al = 250Nu; Tl = A – Al = 600Nu - 250Nu = 350Nu Xl = G2 = 400Nu; Gl = G – Xl = 900Nu – 400Nu = 500Nu Từ mạch theo NTBS ta có mạch 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 hidrơ Gen tái sinh tạo mạch đơn thứ lấy từ môi trường nội bào nuclêơtit tự do, có 149 Ađênin 247 Xitơzin để góp phần hình thành gen Số lượng loại nuclêôtit mạch đơn gen : 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 = 2L x 3386,4A o = = 1992Nu 3, Ao 3,4A o Mặt khác H = N + G ⇒ G = X = H – N = 2739 – 1992 = 747Nu Ta lại có N = 2(A + G) ⇒ A = T = N 1992 −G= - 747 = 249Nu 2 Mạch đơn mạch gen ⇒ Al = l49Nu; Xl = 247Nu Dựa vào mối tương quan số lượng nuclêôtit gen mạch đơn, ta có : Mạch gen : Al = l49Nu ; Tl = A – Al = 249 – 149 = 100Nu ; Xl = 247Nu ; Gl = G – Xl = 747 – 247 = 500Nu Theo NTBS ta có mạch : A2 = Tl = 100Nu; T2 = Al = l49Nu; G2 = X1 = 247Nu; X2 = Gl = 500Nu *Mối tương quan tỉ lệ phần trăm gen mạch đơn : 100% A T G X gen 100% T A X G Toàn gen tính 100%, mạch đơn gen tính 100% %A1 + %T1 + %G1 + %X1 = %A2 + %T2 + %G2 + %X2 = 100% Nên tính phần trăm gen dựa vào mạch đơn ta phải chia hai Từ số lượng nuclêôtit mạch đơn gen ta suy : số lượng tỷ lệ phần trăm (nhưng tỷ lệ phần trăm số lượng bội số nhau) ⇒ %A1 = %T2 ; %Tl = %A2 ; %G1 = %X2 ; %Xl = %G2 ⇒ %A= %T= %G = X= %A1 + %A %A1 + %T1 %A + %T2 %T1 + %T2 = = = 2 2 %G + %G % G + % X % G + % X % X + % X = = = 2 2 Thí dụ 11 Một gen dài 3383 A° có 2388 liên kết hidrơ Gen tái sinh tạo mạch đơn lấy từ nuclêôtit tự mơi trường nội bào, có 199 Ađênin 199 Xitơzin để góp phần hình thành gen Tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit mạch đơn gen : 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% D %A1= %T2= 15%, %T1 = %A2 = 35%, %G1 = %X2 = 30%, %X1 = %G2 = 20% Giải N = 2L x3383 Ao = = 1990Nu 3, Ao 3, Ao Mặt khác H = N + G ⇒ G = X = H – N = 2388 – 1990 = 398Nu Ta lại có N = 2(A + G) ⇒ A = T = 1990 N −G= - 398 = 597Nu 2 Mạch đơn mạch gen ⇒ Al = l99Nu ; Xl = 199Nu Dựa vào mối tương quan số lượng nuclêôtit gen mạch đơn, ta có : Mạch 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 : %A1= 199 398 x100% = 20%, %T1= x100%=40% 995 995 %G1=%X1=20% (vì A1 = G1 = X1 = 199Nu) Theo NTBS ta có mạch 2: %A2 = %Tl = 40%; %T2 = %X2 = %G2 = 20% Thí dụ 12 Mạch đơn thứ gen có 10% Adênin, 30% Guanin Mạch đơn thứ hai gen có 20% Ađênin Tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit mạch đơn : A %A1 = %T2 = 20%, %T1 = %A2 = 10%, %G1 = %X2 =30%, %X1 = %G2 = 40% B %A1 = %T2 = 10%, %T1 = %A2 = 20%, %G1 = %X2 =40%, %X1 = %G2 = 30% C %A1 = %T2 = 10%, %T1 = %A2 = 20%, %G1 = %X2 =30%, %X1 = %G2 = 40% D %A1 = %T2 = 10%, %T1 = %A2 = 30%, %G1 = %X2 =30%, %X1 = %G2 = 30% Giải Theo giả thiết ta có %Al = 10% ; %Gl = 30% ; %A2 = 20% Theo NTBS : %Tl = %A2 = 20% Mà mạch đơn gen tính 100% Suy %X1 = 100% - (%A1 + %Tl + %G1) = 100% - (l0% + 20% + 30%) = 40% Từ mạch ta có mạch : % A2 = %Tl = 20% ; %T2 = %Al = 10% ; %G2 = %Xl = 40% ; %X2 = %Gl = 30% Thí dụ 13 Xét cặp nhiễm sắc thể tương đồng chứa cặp gen dị hợp, gen dài 4080 Angstron Gen trội A có 3120 liên kết hydrô Số lượng loại nuclêôtit gen : 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 = 2L x 4080 Ao = = 2400 Nu Gen A có số liên kết hiđrơ H = N + G 3,4A o 3, Ao ⇒ G = X = H – N = 3120 – 2400 = 720Nu A = N = N 2400 −G = − 720 = 480 Nu 2 Thí dụ 14 Một gen có 20% Ađênin so với số nuclêơtit gen 3120 liên kết hydrô Số lượng loại nuclêôtit 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= 2%A.N 2%G.N 2.20%.N 3.30%.G.N + + = 100% 100% 100% 100% ⇒ 3120 = 40%.N 90%.N + 100% 100% Mà %N = 100% ⇒ A = T = G=X= ⇒N= 3120.100% = 2400Nu 130% 2400 x 20% = 480 Nu 100% N 2400 −A = − 480 = 720Nu 2 Thí dụ 15 Một gen có 2346 liên kết hyđrơ Hiệu số Ađênin gen với loại nuclêôtit khác 20% tổng số nuclêơtit gen Chiều dài 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) % A + %G = 50% % A − %G = 20% Kết hợp lại ta có hệ phương trình  Suy %A = %T = 35% ; %G = %X = l5% Ta có H = ⇒N= 2%A.N 3%G.N x 35%.N + 3x15% N ⇔ 2346 = + 100% 100% 100% 2364 x100% = 2040 Nu 115% Chiều dài gen : L = N 2040 x 3,4Ao = x 3,4ªo = 3468ªo 2 Thí dụ 16 Một gen có chu kì xoắn 120 Số liên kết hố trị gen : A 4798 B 4800 C 2398 D 2400 Giải Số liên kết hóa trị gen tổng số liên kết hóa trị ngang dọc Ta có N = 20.C = 20 x 120 = 2400 Nu ; Lk = 2(N-1)= 2(2400-1) Thí dụ 17 Một gen sinh vật nhân thật có chiều dài 0,51µm Số liên kết phosphodieste nuclêôtit gen : A 5998 B 6000 C 2998 D 300 Giải Đây số liên kết hóa trị dọc gen 2L 2.0,51.104 Ao Ta có N= = = 3000Nu Mà Lk dọc = N – = 3000 – = 2998 3, Ao 3,4A o PHẦN II: Q TRÌNH NHÂN ĐƠI ADN ( tự sao, tái bản, chép) Khi phân tử ADN nhân đơi x lần liên tiếp thì: a Qua đợt nhân đôi: Amt = Tmt = A = T Gmt = Xmt = G = X b Qua nhiều đợt tự nhân đôi: - Tổng số ADN tạo thành: ∑ - Số ADN có mạch hồn tồn mới: ∑ - ADN có mạch hồn toàn = 2x – Số ADN tạo thêm: ∑ - ADN tạo thành = 2x ADN tạo thêm = 2x – Số nu tự môi trường cung cấp: Amt = Tmt = A( 2x – ) = T ( 2x – ) Gmt = Xmt = G( 2x – )= Nmt = N( 2x – ) - Số nu ADN tạo thành: G = X = G 2x= X 2x A = T = A 2x = T 2x N = N 2x - Mối qua hệ số đoạn Okazaki số đoạn mồi: Gọi O số đoạn Okazaki, M số đoạn mồi Đ số đơn vị tái - chạc chữ Y: M = O + X( - đơn vị tái bản: M = O + - Số đoạn mồi tổng hợp: ΣM = (O + 2.Đ)(2x – 1) - Tỉ lệ Nu mạch ADN A1 + G1 = a  A2 + G2 = b T1 + X1 b T + X2 a A1 + T1 = a  A2 + T2 = a G1 + X1 b G + X2 b - Số liên kết hóa trị hình thành nu sau k lần nhân đơi : + Đối với ADN mạch thẳng : (N-2)(2k-1) + Đối với ADN mạch vịng : N(2k-1) X( Thí dụ Một gen nhân đôi liên tiếp lần Số gen hoàn toàn là: A 30 B 32 C 14 D 16 Giải Áp dụng công thức 2x – với k = 4, ta có 24 – = 14 c) Số mạch đơn hình thành sau x lần tự nhân đôi gen Do gen cấu tạo từ hai mạch đơn, suy số mạch đơn tạo thành 2.2x = 2x + Thí dụ Một gen nhân đơi liên tiếp lần Số mạch đơn gen là: A 30 B 32 C 14 D 16 Giải Áp dụng cơng thức 2.2x với k = 4, ta có 2.24 = 32 10 Số liên kết peptit = m- • Tính số cách mã hố ARN số cách đặt a chuỗi pôlipeptit - Các loại amin ba mã hố : Có 20 loại a thường gặp phân tử prôtein sau: - 1)Glixêrin: Gly 2) Alanin: Ala 3) Valin: Val 4)Lơxin: Leu 6) Xeri : Ser 7)Treonin : Thr 8) Xisterin: Cys 9) Metionin: Met 10)Aspratic: Asp 11)Asparagin: Asn 12)Glutamic: Glu 13)Glutamin: Gln 14)Arginin: Arg 15)Lizin: Lys 16)Phenilalanin: Phe 17)Tirozin: Tyr 18)Histidin: His 19)Triptofan: Trp 20)Prơlin: Prơ • Tính số axit amin tự cần dùng: 1) Giải mã tạo thành phân tử prôtein : - Khi ribôxôm chuyển dịch từ đầu đến đầu mARN để hình thành chuỗi pơlipeptit số a amin tự cần dùng ARN mang đến để dịch mã mở đầu mã kế tiếp, mã cuối cung khơng giải Vì số a tự cần dung để tổng hợp chuỗi pôlipeptit la: Số a tự cần dùng: Số aatd =-1 =-1 - Khi rời khỏi ribôxôm Trong chuỗi pôlipeptit không cịn amin tương ứng với mã mở đầu Do số a tự cần dung để cấu thành phân tử prôtein(tham gia vào cấu trúc prôtein thể chức sinh học) Số a tự cần dùng để cấu thành prơtein hồn Số aaprơtein = - = - 2) Dịch mã tạo thành nhiều phân tử prơtein: - Trong q trình phiên mã, tổng hợp prôtein,mỗi lượt chuyển dịch ribôxôm phân tử mARN tạo thàn chuỗi pôlipepttit - có n ribơxơm chuyển dịch phân tử mARN khơng trở lại có n lượt trượt ribơxơm.do số phân tử prơtein (gồ chuỗi poolipeptit) = số lượt trượt ribôxôm 57 - Một gen phiên mã nhiều lần tạo nhiều phân tử mARN Mỗi loại ARN có n lượt trượt qua q trình dịch mã K phân tử mARN tạo số prôtein: ∑Số prôtein = ∑số lượt trượt ribôxôm = Kn - Tổng số amin tự thu hay huy động vừa để tham gia vào cấu trúc phân tử prơtein vừa tham gia mã mở đầu)Vì vậy: - Tổng số a tự dùng cho trình dịch mã số amin tham gia cấu trúc phân tử prôtein số amin tham gia vào việc dịch mã mở đầu(được dùng lần mở mà thôi) ∑aatd = Số prôtein (- 1) = Kn (- 1) - Tổng số amin tham gia cấu trúc prôtein để thực chức sinh học (không kể amin mở đầu) ∑aa prôtein = Số prôtein ( - ) • Tính số phân tử nước liên kết peptit: - Trong q trình dịch mã chuỗi pơlipeptit hình thành axit amin nối liên kết peptit đồng thời giải phóng phân tử nước,3 axit amin nối liên kết peptit, đồng thời giải phóng phân tử nước…Vì vậy: - Số phân tử nước giải phóng q trình dịch mã tạo chuỗi pơlipeptit là: Số phân tử H2o giải phóng = - - Tổng số phân tử nước giải phóng trình tổng hợp nhiều phân tử prơtein (mỗi phân tử prơtein chuỗi pơlipeptit) ∑H2o giải phóng = Số phân tử prôtein - - Khi chuỗi pôlipeptit rời khỏi ribơxơm tham gia chức axit amin mở đầu tách mố liên kết peptit với aix amin khơng cịn -> Số liên kết peptit thực tạo -3 = Số aaprơtein – 1.Vì tổng số liên kết peptit hình thành phân tử prôtein là: ∑Peptit =tổng số phân tử prôtein ( -3) = số prôtein (số aaprôtein - 1) Số liên kết hiđrơ hình thành ba đối mã với ba mã 58 Gọi n số ribôxôm trượt qua mARN lần  Số liên kết hidrơ hình thành = đứt ba đối mã với ba mã sao: - Nếu mã kết thúc mARN UAA: n[2.(Um+Am) + 3.(Gm+Xm) - 6] - Nếu mã kết thúc mARN UAG UGA: n[2.(U m+Am) + 3.(Gm+Xm) - 7] Chiều dài Lp = aa  aa = Lp (Ǻ) (aa) Phân tử lượng Mp = aa 110 (đvC)  aa = Mp 110 (aa) Tìm số nu loại ba đối mã tARN Gọi số nu loại mARN mA, mU, mG, mX Số nu loại tARN tA, tU, tG, tX + Trường hợp ba kết thúc UAA ta có tA = mU -1 tU = mA -2 tG = mX tX = mG + Trường hợp ba kết thúc UAG UGA ta có tA = mU -1 tU = mA -1 59 tG = mX tX = mG - II Bài tập Câu 1: Đơn vị sử dụng để giải mã cho thông tin di truyền nằm chuỗi polipeptit A anticodon B axit amin B codon C triplet Câu 2: Trong trình dịch mã, mARN thường gắn với nhóm ribơxơm gọi poliribơxơm giúp A tăng hiệu suất tổng hợp prơtêin B điều hồ tổng hợp prôtêin C tổng hợp prôtêin loại D tổng hợp nhiều loại prôtêin Câu 3: Các chuổi pôlipeptit được tạo các ribôxôm cùng trượt một khuôn mARN giống về: A Cấu trúc B Thành phần các axitamin C Số lượng các axitamin D Số lượng và thành phần các axitamin Câu 4: Các chuỗi polipeptit tổng hợp tế bào nhân thực A kết thúc Met B bắt đầu axit amin Met C bắt đầu axit foocmin-Met D phức hợp aa-tARN Câu 5: Dịch mã thơng tin di truyền mã thành trình tự axit amin chuỗi polipeptit chức 60 A rARN B mARN C tARN D ARN Câu 6: Làm khn mẫu cho q trình dịch mã nhiệm vụ A mạch mã hoá B mARN C tARN D mạch mã gốc Câu 7: Giai đoạn hoạt hố axit amin q trình dịch mã diễn ở: A nhân B tế bào chất C nhân D màng nhân Câu 8: Sản phẩm giai đoạn hoạt hoá axit amin A axit amin hoạt hoá B axit amin tự C chuỗi polipeptit D phức hợp aa-tARN Câu 9: Giai đoạn hoạt hoá axit amin trình dịch mã nhờ lượng từ phân giải A lipit B ADP C ATP D glucôzơ Câu 10: Thông tin di truyền ADN biểu thành tính trạng đời cá thể nhờ chế A nhân đôi ADN phiên mã B nhân đôi ADN dịch mã C phiên mã dịch mã D nhân đôi ADN, phiên mã dịch mã Câu 11: Dịch mã trình tổng hợp nên phân tử A mARN B ADN C prôtêin D mARN prôtêin Câu 12: Pôlixôm ( poliriboxom) 61 A loại riboxom có sinh vật nhân chuẩn B loại riboxom có sinh vật nhân sơ C loại enzim có vai trị xúc tác cho q trình tổng hợp protein D nhóm riboxom hoạt động phân tử mARN vào thời điểm định Câu 13: Trong trình dịch mã, liên kết peptit hình thành A hai axit amin kế B axit amin thứ với axit amin thứ hai C axit amin mở đầu với axit amin thứ D hai axit amin loại hay khác loại Câu 14 Bộ ba mở đầu với chức qui định khởi đầu dịch mã mã hóa axit amin mêtiơnin (ở sinh vật nhân thực) A AUX B AUA C AUG D AUU Câu 15 Q trình dịch mã kết thúc A ribơxơm tiếp xúc với côđon AUG mARN B ribôxôm rời khỏi mARN trở trạng thái tự C ribôxôm tiếp xúc với mã ba: UAA, UAG, UGA D ribôxôm gắn axit amin mêtiônin vào vị trí cuối chuỗi pơlipeptit Câu 16: Đơn phân prôtêin A peptit B nuclêôtit C nuclêôxôm D axit amin Câu 17: Khi nói chế dịch mã sinh vật nhân thực, nhận định sau không đúng? A Khi dịch mã, ribôxôm chuyển dịch theo chiều 5'→3' phân tử mARN 62 B Khi dịch mã, ribôxôm chuyển dịch theo chiều 3'→5'trên phân tử mARN C Trong thời điểm có nhiều ribơxơm tham gia dịch mã phân tử mARN D Axit amin mở đầu trình dịch mã mêtiônin Câu 18: Anticôdon có nhiệm vụ : A Xúc tác liên kết axitamin với tARN B Xúc tác vận chuyển axitamin đến nơi tổng hợp C Xúc tác hình thành liên kết peptit D Nhận biết côdon đặc hiệu mARN nhờ liên kết bổ sung quá trình tổng hợp prôtêin Câu 19:Anticôđon phức hợp Met-tARN gì? A AUX B TAX C AUG D UAX Câu 20: Bào quan trực tiếp tham gia tổng hợp Prôtêin? A Perôxixôm B Lizôxôm C Pôlixôm D Ribôxôm Câu 21:Quan hệ sau đúng: A ADN tARN mARN Prơtêin B ADN mARN Prơtêin Tính trạng C mARN ADN Prơtêin Tính trạng D ADN mARN Tính trạng Câu 22:Phát biểu sau nhất? 63 A ADN chuyển đổi thành axitamin prơtêin B ADN chứa thơng tin mã hố cho việc gắn nối axitamin để tạo nên prôtêin C ADN biến đổi thành prôtêin D ADN xác định axitamin prôtêin Câu 23:Thành phần sau không tham gia trực tiếp trình dịch mã ? A ADN B mARN C tARN D Ribôxôm B Đột biến gen: I Lí thuyết Khái niệm : - Đột biến gen biến đổi cấu trúc gen Đột biến gen thường liên quan tới cặp nuclêôtit (gọi đột biến điểm) số cặp nuclêơtit xảy điểm phân tử ADN - Có dạng đột biến gen (đột biến điểm) : Mất, thêm, thay cặp nuclêôtit + Đột biến thay làm thay đổi axit amin vị trí bị đột biến + Đột biến thêm làm thay đổi mã hoá từ vị trí bị đột biến → làm thay đổi axit amin chuỗi pôlipeptit tương ứng từ vị trí bị đột biến + Biến đổi dãy nuclêơtit gen cấu trúc → Biến đổi dãy nuclêôtit mARN → Biến đổi dãy axit amin chuỗi pơlipeptit tương ứng → Có thể làm thay đổi cấu trúc prơtêin → Có thể biến đổi đột ngột, gián đoạn tính trạng cá thể quần thể Nguyên nhân : Do ảnh hưởng tác nhân hố học, vật lí (tia phóng xạ, tia tử ngoại …), tác nhân sinh học (virút) rối loạn sinh lí, hố sinh tế bào Cơ chế phát sinh : 64 + Đột biến điểm thường xảy mạch dạng tiền đột biến Dưới tác dụng enzim sửa sai trở dạng ban đầu tạo thành đột biến qua lần nhân đôi Gen → tiền đột biến gen → đột biến gen + Lấy ví dụ chế phát sinh đột biến kết cặp không nhân đôi ADN (G – X → A – T), tác động tác nhân hoá học – BU (A – T → G – X) để minh hoạ - Cơ chế biểu : Đột biến gen phát sinh tái qua chế nhân đơi ADN Đột biến phát sinh giảm phân (đột biến giao tử), phát sinh lần nguyên phân hợp tử (đột biến tiền phơi), phát sinh q trình ngun phân tế bào xôma (đột biến xôma) Hậu : - Đột biến gen có hại, có lợi trung tính thể đột biến - Mức độ có lợi hay có hại đột biến phụ thuộc vào tổ hợp gen, điều kiện môi trường Khẳng định phần lớn đột biến điểm thường vô hại Ý nghĩa : Đột biến gen nguồn nguyên liệu sơ cấp trình chọn giống tiến hố A Gọi x số lần nhân đơi ADN - Nếu tự đột biến (dạng hiếm) số gen đột biến sinh ra: x – – 1(x>1) - Nếu có phân tử 5-BU số gen đột biến sinh ra: x – – (x>2) B Các dạng đột biến: có dạng I Đảo vị trí cặp Nu 1.Nhận biết -N -L Không đổi -H 65 - A/G Hậu quả: Đồng nghĩa, sai nghĩa, vô nghĩa II Thay cặp Nu 1.Nhận biết - N: không đổi - L: không đổi A–T=T-A Không đổi: loại - H: G–X=X-G G-X A- T = Thay đổi: khác loại X-G G-X T- A = X-G - A/G: Không đổi: thay loại Thay đổi: thay khác loại 2.Hậu quả: Đồng nghĩa, sai nghĩa, vô nghĩa III Mất cặp Nu: 1.Nhận biết 66 -N -H giảm -L - A/G: tăng giảm 2.Hậu quả: * Nếu số cặp Nu bội số (3, 6, …, 3n): - Số lượng: aaĐB = aaBT - 3(3, 6, ,3n) = aaĐB - n - Thành phần: + Thuộc 3: Khơng có aa + Thuộc 3: Cách … (liên tiếp) …… n aa …… n+1 Hoặc dùng công thức: Nếu cặp nu n ba liên tiếp => aa có n – aa IV Thêm cặp Nu 1.Nhận biết -N -H tăng -L - A/G: tăng giảm 67 2.Hậu quả: a Không cho đoạn gen cụ thể * Thêm cặp Nu bội số (3, 6, …, 3n): -Số lượng: aaĐB = aaBT + 3(3, 6, ,3n) -Thành phần: + Thuộc : aa (các thêm nằm xen kẽ) + Thuộc : Cách … (liên tiếp) …… n aa …… n+3 C Chú ý: • Tên gen: ban đầu = bình thường = trước đột biến = cũ Còn lại = đột biến = sau đột biến = • Đoạn mất: Nmất = aamất • Tần số = tỉ lệ = xác suất đột biến: ∑ gen ĐB F = ∑ gen ( ĐB + BT ) II Bài tập Bài 1: Một gen A dài 4080Aº bị đột biến thành gen a Khi gen a tự nhân đôi lần môi trường nội bào cung cấp 2398 nu đột biến thuộc dạng nào? 68 Bài 2: Một gen có 4800 liên kết hiđrơ có tỉ lệ A/G = ½, bị đột biến thành alen có 4801 liên kết hiđrơ có khối lượng 108.104 đvC Số nu loại gen sau đột biến? Bài 3: Một gen bình thường điều khiển tổng hợp prơtêin có 498 axit amin Đột biến tác động cặp nuclêôtit sau đột biến tổng số nuclêôtit gen 3000 Xác định dạng đột biến gen xảy ra? Bài 4: Gen A có khối lượng phân tử 450000 đơn vị cacbon có 1900 liên kết hydrô Gen A bị thay cặp A - T cặp G - X trở thành gen a, thành phần nuclêôtit loại gen a ? Bài 5: Một gen tổng hợp phân tử prơtêin có 498 axit amin, gen có tỷ lệ A/G = 2/3 Nếu sau đột biến, tỷ lệ A/G = 66,85% Đây dạng đột biến gen nào? Bài 6: Một gen có 1200 nuclêơtit có 30% A Gen bị đoạn Đoạn chứa 20 nuclêơtit loại A có G= 3/2 A Số lượng loại nuclêôtit gen sau đột biến bao nhiêu? Bài 7: Một gen có 1200 nuclêơtit có 30% ađênin Do đột biến chiều dài gen giảm 10,2 A0 liên kết hydrô Số nuclêôtit tự loại mà môi trường phải cung cấp gen đột biến tự nhân đôi liên tiếp hai lần ? Bài 8: Gen có 1170 nuclêơtit có G = 4A Sau đột biến, phân tử prôtêin giảm xuống axit amin Khi gen đột biến nhân đôi liên tiếp lần, nhu cầu nuclêôtit loại A giảm xuống 14 nuclêôtit loại G giảm nuclêôtit, số liên kết hyđrơ bị phá huỷ q trình bao nhiêu? Bài 9: Phân tử mARN tổng hợp từ gen bị đột biến chứa 150 uraxin, 301 guanin, 449 ađênin, 600 xytôzin Biết trước chưa bị đột biến, gen dài 0,51 micrơmét có A/G = 2/3 Xác định dạng đột biến? Bài 10: Một cặp gen dị hợp, alen dài 5100 ăngstrong Gen A có số liên kết hydro 3900, gen a có hiệu số phần trăm loại A với G 20% số nu gen Do đột biến thể dị bội tạo tế bào có kiểu gen Aaa Số lượng nuclêôtit loại kiểu gen Bài 11: Một gen có tổng số nu 3000, Nu loại A = 500 gen bị đột biến lien quan tới ba Số liên kết hiđrô gen đột biến 4009 Xác định dạng đột biến? Bài 12: Một phân tử ARN tổng hợp từ gen B có số ribơnu loại A = 200, U = 300, G = 400, X = 600 gen B bị đột biến thành gen b, gen b có chiều dài gen B có số liên kết hiđrơ 4000 Xác định dạng đột biến trên? Bài 13: Một gen có 120 chu kì xoắn có số nu loại G = 450, gen đột biến thành gen khác có chiều dài 4076,6 A0 Tính số liên kết hiđrơ gen đột biến? Bài 14: Gen A đột biến thành gen a, gen a gen A 6,8 A0 liên kết hiđrô Xác định dạng đột biến? Bài 15: Hãy tìm dạng đột biến làm thay đổi cấu trúc gen trường hợp sau : - Số liên kết hiđrô gen tăng thêm liên kết 69 - Số liên kết hiđrô gen tăng thêm liên kết - Số liên kết hiđrô gen giảm bớt liên kết - Số liên kết hiđrô gen giảm bớt liên kết - Số liên kết hiđrô gen không thay đổi - Không làm thay đổi chiều dài gen - Không làm thay đổi chiều dài gen làm số liên kết hiđrô gen tăng thêm liên kết - Không làm thay đổi chiều dài gen làm số liên kết hiđrô gen tăng thêm liên kết - Không làm thay đổi chiều dài gen làm số liên kết hiđrô gen giảm liên kết - Không làm thay đổi chiều dài gen làm số liên kết hiđrô gen giảm liên kết Bài 16: Khi gen S đột biến thành gen s Khi gen S s tự nhân đơi liên tiếp lần nu tự môi ttrường nội bào cung cấp cho gen s so với cho gen S 28 nuclêôtit Dạng đột biến xẩy với gen S gì? Bài 17: Một gen có 3000 liên kết hiđrơ có số nuclêôtit loại G (guanine) gấp lần loại A (ađênin) Một đột biến xảy làm cho chiều dài gen giảm 85Ao biết số nuclêơtit bị có nuclêơtit loại X (xitơzin) Tính số nuclêôtit loại gen sau đột biến? Bài 18: Một gen có chiều dài 0,255 µm, có hiệu Ađênin guanin 10% Gen nhân đôi đợt số gen tạo chứa tất 600 ađênin 2401 guanin: Xác định dạng đột biến, tỉ lệ gen đột biến so với tổng số gen tạo thành Xác dịnh số lượng loại nuclêôtit môi trường cung cấp cho gen đột biến nhân đôi lần Bài 19: Dưới tác dụng tia phóng xạ, gen bị đột biến dẫn đến hậu làm a.a thứ 12 Xác định dạng đột biến gen trên? Vị trí xẩy đột biến gen? Số nuclêôtit loại số liên kết hiđrô gen thay đổi nào? Bài 20: Một gen đột biến mã hoá cho phân tử prơtêin hồn chỉnh có 198 aa Phân tử mARN tổng hợp từ gen đột biến nói có tỉ lệ A:U:G:X 1:2:3:4, số lượng nucleotit phân tử mARN bao nhiêu? A 60A; 180U; 120G; 260X B 180G; 240X; 120U; 60A C 240A; 180U; 120G; 60X D 40A; 80U; 120G; 260X 70 71 ... 30 CHUYÊN ĐỀ CẤU TRÚC ARN VÀ QUA TRÌNH PHIÊN MÃ GV: PHẠM QUỐC ĐỘ_TRƯỜNG THPT HỒNG NGỰ I TÓM TẮC LÍ THUYẾT VỀ CỞ CHẾ SAO MÃ 1)Cấu tạo chung ARN : - Ở sinh vật như: thực khuẩn thể, virus động vật, ... thực khuẩn thể, virus động vật, virus thực vật vật liệu di truyền ARN Ở sinh vật bậc cao có ARN mãcủa ADN - Phân tử ARN có cấu tạo đa phân gồm nhiều đơn phân ribơnu Mỗi ribơnu có cấu tạo thành... môi trường cung cấp cho gen nhân đôi : Gọi rN số ribônuclêôtit phân tử mARN, suy số liên kết hóa trị phân tử ARN : 2rN - = 2519 => rN = 1260 ribônu Số lượng loại ribônuclêôtit phân tử ARN : rA =