CHUYÊN ĐỀ NHÂN ĐÔI ADN VÀ ĐỘT BIẾN GEN II PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP Bài Một phân tử ADN nhân đôi lần Hãy xác định: a Số phân tử ADN tạo b Trong số phân tử ADN tạo ra, có phân tử mang mạch ADN ban đầu? c Số phân tử ADN cấu trúc hồn tồn từ ngun liệu mơi trường Hướng dẫn giải: Công thức giải nhanh: Một phân tử ADN tiến hành nhân đơi k lần thì: Số phân tử ADN tạo = 2k Số phân tử ADN có cấu trúc hồn tồn từ ngun liệu mơi trường = số phân tử ADN tạo = 2k - Số nuclêôtit loại cần cung cấp = số nuclêơtit loại (2k - l) AMT = TMT = AẠDN (2k -1); GMT =XMT =GADN (2k - 1) Đặt mua file Word link sau https://tailieudoc.vn/phankhacnghe/ Chứng minh: a) Số phân tử ADN có cấu trúc hồn tồn từ ngun liệu mơi trường = 2k - Vì q trình nhân đơi ADN diễn theo nguyên tắc bán bảo tồn mạch ADN ban đầu vào ADN Do đó, ln có phân tử ADN có chứa mạch cũ mạch → Số phân tử ADN hoàn toàn = 2k - b) Số nuclêôtit loại A mà môi trường cung cấp = AADN (2k - 1) Nhân đôi k lần tạo 2k ADN Do đó, tổng số nuclêôtit loại A ADN = 2k A Ban đầu có ADN số nuclêơtit loại A mà ban đầu có A → Số nuclêôtit môi trường cung cấp = tổng số nuclêôtit tạo - số nuclêôtit ban đầu = 2k A A = A (2k - 1) Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có: a Phân tử ADN nhân đơi lần thí tạo số phân tử ADN = 25 = 32 b Vì q trình nhân đơi diễn theo ngun tắc bán bảo tồn số phân tử ADN ln có phân tử ADN mang mạch ADN ban đầu = c Số phân tử ADN cấu trúc hồn tồn từ ngun liệu mơi trường: 2k - = 25 - = = 32-2 = 30 Ví dụ vận dụng: Một phân tử ADN có tổng số 20000 nuclêơtit có 20% số nuclêôtit loại A Phân tử ADN nhân đôi lần Hãy xác định: a Số nuclêôtit loại phân tử ADN b Số nuclêôtit loại mà môi trường cung cấp cho q trình nhân đơi c Số phân tử ADN cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường Hướng dẫn giải: a Số nuclêôtit loại phân tử ADN A = T = 20% 20000 = 4000; G = X = 30% 20000 = 6000 b Số nuclêôtit loại mà môi trường cung cấp cho q trình tự nhân đơi Amt = Tmt = AADN (2k - 1) = 4000 (24 - 1) = 60000 Trang Gmt = Xmt= GADN (2k - 1) = 6000 (24 - 1) = 90000 c Số phân tử ADN cấu tạo hồn tồn từ ngun liệu mơi trường = 2k - = 24 - = 14 (phân tử) Bài Một phân tử ADN nhân đôi lần cần môi trường cung cấp 28000 nuclêôtit loại A 42000 nuclêôtit loại G Hãy xác định số nuclêôtit loại gen Hướng dẫn giải: Công thức giải nhanh: - Một gen nhân đôi k lần cần mơi trường cung cấp x nuclêơtit loại A số nuclêôtit loại A x gen = k -1 - Một gen nhân đôi k lần cần môi trường cung cấp y nuclêôtit loại G số nuclêơtit loại G y gen = k -1 Chứng minh: ADN nhân đôi k lần số nuclêơtit loại A mà mơi trường cung cấp = AADN (2k – 1) x → Số nuclêôtit loại A ADN = k -1 y Tương tự, số nuclêôtit loại G = k -1 Vận dụng: Ở này, x = 28000; y = 42000; k = Áp dụng công thức giải nhanh, ta có: x 28000 28000 = = = 4000 -1 -1 42000 42000 = = 6000 Số nuclêôtit loại G ADN = -1 Ví dụ vận dụng: Một gen nhân đôi lần cần môi trường cung cấp 9000 nuclêôtit loại A 13500 nuclêôtit loại X Hãy xác định tổng số liên kết hiđrô gen Cách tính: Ở này, x = 9000, y = 13500 k = Số nuclêôtit loại A ADN = k Áp dụng công thức giải nhanh, ta có: 9000 9000 = = 600 -1 15 13500 13500 = = 900 Số nuclêôtit loại G gen = -1 15 → Tổng liên kết hiđrô gen = 2A + 3G = 600 + 900 = 3900 Bài Một phân tử ADN có N15, tiến hành nhân đơi lần mơi trường có N14 Có phân tử ADN cấu tạo từ N14? Hướng dẫn giải: Công thức giải nhanh: Số nuclêơtit loại A gen = Có a phân tử ADN đánh dấu N15 tiến hành nhân đôi k lần mơi trưừng có N14 số phân tử ADN cấu tạo từ N14 = a(2k - 2) Chứng minh: Vì trình nhân đôi ADN diễn theo nguyên tắc bán bảo tồn ban đầu có a phân tử ADN có số mạch ADN chứa N15 = 2a → Số phân tử ADN có chứa mạch cũ (chứa N15) = 2a Sau nhân đơi k lần tạo số phân tử ADN = a.2k phân tử → Số phân tử ADN cấu tạo hoàn tồn từ N14 (từ ngun liệu mơi trường) = tổng số ADN - số Trang phân tử ADN có N15 = a.2k - 2a = a X (2k - 2) Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có: Số phân tử ADN có N14 = l (25 - 2) = 30 Ví dụ vận dụng: Ví dụ 1: Có phân tử ADN cấu tạo từ nguyên tử N15, tiến hành nhân đôi lần mơi trường có N14 Có phân tử ADN cấu tạo từ N14? Cách tính: Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có: số ADN có N14 = 5(22 - 2) = 15 Ví dụ 2: Có 10 phân tử ADN cấu tạo từ nguyên tử N14, tiến hành nhân đôi lân mơi trường có N15 Có phân tử ADN câu tạo từ N15? Cách tính: Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có: Số phân tử ADN có N15 = 10(25 - 2) = 300 Bài Một phân tử ADN cấu tạo từ nuclêơtit có N15 nhân đơi lần mơi trường có N14; Sau tất ADN chuyển sang mơi trường có N15 tiếp tục tiến hành nhân đôi lần Hãy xác định: a) Có phân tử ADN có N14? b) Có phân tử ADN có N15? Hướng dẫn giải: Cơng thức giải nhanh: Một phân tử ADN cấu tạo từ nuclêơtit có N15 nhân đơi m lần mơi trường có N14; Sau tất ADN chuyển sang mơi trường có N15 tiếp tục tiến hành nhân đơi n lần số phân tử ADN có N14 = 2m+1 - Số phân tử ADN có N15 = tổng số phân tử ADN - tổng số phân tử ADN có N14 = 2m+n - (2m+1 - 2) = 2m+n + - 2m+1 Chứng minh: a) Số phân tử ADN có N14 = 2m+1 - Ở m lần nhân đôi mơi trường có N14, số phân tử ADN tạo 2m Trong tổng số 2m phân tử ADN này, có mạch phân tử có N15 số mạch phân tử ADN có N14 = 22m -2 = 2m+l - b) Số phân tử chứa N15 = 2m+n +2 – 2m+1 Ở n lần nhân đơi mơi trường có N15, số phân tử ADN tạo 2m 2n = 2m+n phân tử Tổng số ADN có N15 = 2m+n – (2m+1 – 2) = 2m+n +2 – 2m+1 Áp dụng cơng thức giải nhanh ta có: a) Số phân tử ADN có N14 = 2m+l – = 23+1 – = 14 phân tử b) Số phân tử ADN có: N15 = 2m+n + – 2m+1 = 23+5 + – 23+1 = 28 + – 24= 242 Ví dụ vận dụng: Một phân tử ADN cấu tạo từ nuclêôtit có N15 nhân đơi lần mơi trường có N14; Sau tất ADN chuyển sang mơi trường có N15 tiếp tục tiến hành nhân đôi lần Hãy xác định: a) Có phân tử ADN có N14? b) Có phân tử ADN có N15? Cách tính: Áp dụng cơng thức giải nhanh ta có: a) Số phân tử ADN có N14 = 2m+1 - = 22+l - = phân tử b) Số phân tử ADN có: N15 = 2m+n + – 2m+1 = 22+3 + – 22+1 = 25 + - 23 = 26 Bài Có 10 phân tử ADN cấu tạo từ N15 tiến hành nhân đơi lần mơi trường có N14; Sau tất ADN chuyển sang mơi trường có N15 tiếp tục tiến hành nhân đôi lần Hãy Trang xác định: a) Số phân tử ADN có N14 bao nhiêu? b) Số phân tử ADN có N15 bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Cơng thức giải nhanh: Có a phân tử ADN cấu tạo từ N15 tiến hành nhân đôi m lần mơi trường có N14; Sau tất ADN chuyển sang môi trường có N15 tiếp tục tiến hành nhân đơi n lần số phân tử ADN có N14 = a (2m+1 - 2); Số phân tử có N15 = a(2m+n + – 2m+1) Chứng minh: a) Số phân tử ADN có N14 = a(2m+1 - 2) Ở m lần nhân đơi mơi trường có N14, số phân tử ADN tạo a2m Trong tổng số a2m phân tử ADN này, có số mạch phân tử ADN chứa N15 2a; Số mạch phân tử ADN có N14 = 2a2m - 2a = a(2m+1 - 2) b) Số phân tử chứa N15 = a(2m+n + - 2m+1) Ở n lần nhân đơi mơi trường có N15, số phân tử ADN tạo a2m 2n = a2m+n phân tử Tống số ADN cấu tạo từ: N15 = a2m+n - a(2m+1 – 2) = a(2m+n +2 – 2m+1) Vận dụng công thức giải nhanh, ta có: a) Số phân tử ADN có N14 = a (2m+1 - 2) = 10 (22+1 - 2) = 60 phân tử b) Số phân tử có N15 = a (2m+n + – 2m+l) = 10 (22+3 + - 22+l) = 260 phân tử Ví dụ vận dụng: Có phân tử ADN cấu tạo từ N15 tiến hành nhân đôi lần mơi trường có N14; Sau tất ADN chuyển sang mơi trường có N15 tiếp tục tiến hành nhân đôi lần Hãy xác định: a) Số phân từ ADN có N14 bao nhiêu? b) Số phân tử ADN có N15 bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Vận dụng công thức giải nhanh, ta có: a) Số phân tử ADN có N14 = a (2m+1 — 2) = 5(23+l - 2) = 70 phân tử b) Số phân tử có N15 = a(2m+n + -2m+l) = 5(23+5 + - 23+l) = 1210 phân tử Bài tập đột biến gen Bài 1: Một gen tiến hành nhân đôi lần Khi bắt đầu bước vào nhân đôi lần thứ nhất, có phân tử bazơ A gen trở thành dạng trạng thái dạng dưy trì kéo dài suốt q trình nhân đơi nói Theo lí thuyết, tạo tối đa gen đột biến? Công thức giải nhanh: Trong q trình nhân đơi gen, giả sử có bazơ nitơ dạng trải qua k lần nhân 2k đôi tạo số gen đột biến = -1 Chứng minh: Giả sử bazơ nitơ dạng loại A* q trình nhân đơi gen làm phát sinh gen đột biến theo sơ đồ sau đây: Trang Gen nhân đôi k lần thi tạo số gen = 2k Trong tổng số 2k gen có biến; số gen khơng bị đột số gen lại có gen dạng tiền đột biến (vì q trình nhân đơi ADN diễn theo ngun tắc bán bảo tồn, cácphân tử ADN có phân tử ADN có mang bazơ nitơ dạng ADN ban đầu) Vậy số gen bị đột biến = 2k -1 Cách tính: 26 Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có số gen đột biến = -1 = 31 Ví dụ vận dụng: Một gen tiến hành nhân đôi lần Khi bắt đầu bước vào nhân đơi lần thứ nhất, có phân tử bazơ A gen trở thành dạng trạng thái dạng trì kéo dài suốt q trình nhân đơi nói Theo lí thuyết, tạo tối đa gen đột biến? Cách tính: Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có số gen đột biến = 25 -1 = 15 Bài 2: Một gen tiến hành nhân đôi lần Ở lần nhân đơi thứ nhất, có phân tử 5BU bám vào liên kết với A mạch khn mẫu Theo lí thuyết, tạo tối đa gen đột biến? Hướng dẫn giải: Công thức giải nhanh: Trong q trình nhân đơi ADN, có phân tử 5-BU liên kết với A mạch gốc trải qua 2k -1 k lần nhân đôi tạo số gen đột biến = Chứng minh: Q trình nhân đơi gen làm phát sinh gen đột biến theo sơ đồ sau đây: Trang 2k Trong số gen bất thường có gen dạng tiền đột biến (G-5BU), gen lại gen đột biến Nếu gen nhân đơi k lần số gen thuộc nhóm bất thường có số lượng = 2k Số gen bị đột biến = -1 Vận dụng tính: 24 -1 = Ví dụ vận dụng: Một gen tiến hành nhân đơi lần Ở lần nhân đơi thứ nhất, có phân tử 5BU bám vào liên kết với A mạch khn mẫu Theo lí thuyết, tạo tối đa gen đột biến? Cách tính: 27 Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có số gen đột biến = = -1 = 31 Bài 3: Một gen có chiều dài 4080Å có tổng số 3050 liên kết hiđrô Gen bị đột biến làm giảm liên kết hiđrô chiều dài gen không bị thay đổi Hãy xác định: a Số nuclêôtit loại gen lúc chưa đột biến b Số nuclêôtit loại gen đột biến Hướng dẫn giải: Muốn xác định số nuclêôtit loại gen đột biến phải dựa vào gen lúc chưa đột biến dựa vào loại đột biến Đột biến thay cặp nuclêôtit không làm thay đổi chiều dài gen Đột biến thay cặp AT cặp G-X làm tăng số liên kết hiđrô, đột biến thay cặp G-X cặp A-T làm giảm số liên kết hiđrô gen a Số nuclêôtit loại gen lúc chưa đột biến L.2 4080.2 = = 2400 (nuclêôtit) Tổng số nuclêôtit gen là: N = 3, 3, Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có số gen đột biến = = N = A + T + G + X = 2A + 2G (vì A = T, G = X) Ta có hệ phương trình: Tổng số nuclêôtit gen 2A + 2G = 2400 Tổng liên kết hiđrô gen 2A + 3G = 3050 Lấy (2) trừ (1) ta G = 650 Thay G = 650 vào (1) ta A = 550 Vậy số nuclêôtit loại gen lúc chưa đột biến A = T = 550; G = X = 650 (1) (2) Trang b Số nuclêôtit loại gen đột biến Trong dạng đột biến gen đột biến thay cặp không làm thay đối chiều dài gen; đột biến cặp nuclêôtit làm giảm chiều dài; đột biến thêm cặp nuclêôtit làm tăng chiều dài gen Đột biến không làm thay đổii chiều dài gen chứng tỏ dạng đột biến thay cặp nuclêôtit cặp nuclêôtit khác Nếu thay cặp A-T cặp G-X tăng liên kết hiđrô Đột biến làm giảm liên kết hiđrô chứng tỏ đột biến thay cặp G- X cặp A-T Số nuclêôtit loại gen đột biến là: A = T = 550 + = 555 G = X = 650 - = 645 Bài 4: Gen M có 5022 liên kết hiđrơ mạch hai gen có G = 2A = 4T; Trên mạch gen có G = A + T Gen M bị đột biến điểm làm tăng liên kết hiđrô trở thành alen m Hãy xác định: a Số nuclêôtit loại gen M b Số nuclêôtit loại gen m c Số nuclêôtit loại cặp gen Mm d Số nuclêôtit loại mà môi trường cung cấp cặp gen Mm nhân đôi lần Hướng dẫn giải: a Số nuclêôtit loại gen M: Tổng số liên kết hiđrô gen 2Agen + 3Ggen = 5022 Mà Agen = A2 + T2, Ggen = G2 + X2 Nên ta có 2Agen + 3Ggen = 2(A2 + T2) + 3(G2 + X2) = 5022 Theo ra, mạch có: G2 = 2A2 = 4T2 → G2 = 4T2, A2 = 2T2 Trên mạch có G1 = Al + T1 mà A1 = T2 T1 = A2 nên → G1 = T2 + 2T2 = 3T2 VÌ G1 = X2 nên X2 = 3T2 Nên ta có 2(2T2 + T2) + 3(3T2 + 4T2) = 6T2 + 21T2 = 5022 = 27T2 = 5022 → T2 = 5022 = 186 27 Agen = A2 + T2 = 2T2 + T2 = 3T2 = 186 = 558 Ggeri= G2 + X2 = 4T2 + 3T2 = 7T2 = 186 = 1302 b Số nuclêơtit loại gen đột biến (gen m): Vì đột biến điếm nên liên quan tới cặp nuclêôtit Đột biến điếm làm tăng liên kết hiđrô nên đột biến thay cặp A-T cặp G-X Vậy số nuclêôtit loại gen m A = T = 558 - = 557; G = X = 1302 + = 1303 c Số nuclêôtit loại cặp gen Mm: A = T = Agen M + Agen m= 557 + 558 = 1115 G = X = Ggen M + Ggen m = 13 02 + 13 03 = 2605 d Số nuclêôtit loại mà môi trường cung cấp cho cặp gen Mm nhân đôi lần: Amt = Tmt= 1115 (23 – 1) = 7805 Gmt = Xmt = 2605 (23 - 1) = 18235 A+ T = Trên mạch ADN có G = A = 15% Gen D G+ X bị đột biến cặp A-T trở thành alen d Hãy xác định: a Tỉ lệ % số nuclêôtit loại gen D b Tỉ lệ % số nuclêôtit loại mạch gen D c Số nuclêôtit loại gen D d Số nuclêôtit loại gen d Hướng dẫn giải: Bài 5: Gen D cps chiều dài 510nm có tỉ lệ Trang a Tỉ lệ % số nuclêôtit loại phân tử gen D Tỉ lệ A+ T = → A = 3/2G G+ X Mà A + G = 50% (1) 3 nên thay A = G vào (1) ta có G+ G = G = 50% 2 → G = 20% → A = 30% Tỉ lệ số nuclêôtit loại phân tử gen D A = T = 30%; G = X = 20% b Tỉ lệ % số nuclêôtit loại mạch Ta có %A2 + %T2 = %AADN Và %G2 + %X2 = %GADN → A2 = 15% →T2 = 30% -15% = 45% G2 = 15% →X2= 20% - 15% = 25% c Só nuclêơtit loại gen D 510´10 N= = 3000 3, ® A = T = 30%´3000 = 900; G = X = 20%´3000 = 600 d Số nuclêôtit loại gen d A = T = 900 – = 899; G = X = 600 Trang ... 14 (phân tử) Bài Một phân tử ADN nhân đôi lần cần môi trường cung cấp 28000 nuclêôtit loại A 42000 nuclêôtit loại G Hãy xác định số nuclêôtit loại gen Hướng dẫn giải: Công thức giải nhanh: - Một... 2A + 3G = 600 + 900 = 3900 Bài Một phân tử ADN có N15, tiến hành nhân đôi lần môi trường có N14 Có phân tử ADN cấu tạo từ N14? Hướng dẫn giải: Công thức giải nhanh: Số nuclêơtit loại A gen... lân mơi trường có N15 Có phân tử ADN câu tạo từ N15? Cách tính: Áp dụng cơng thức giải nhanh, ta có: Số phân tử ADN có N15 = 10(25 - 2) = 300 Bài Một phân tử ADN cấu tạo từ nuclêơtit có N15 nhân