PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NUÔI VI KHU ẨN E.COLI TRONG MÔI TRƯỜNG CHỨA 14N VÀ 15N BÀI TOÁN T NG QUÁT: Có a t bào VK E... Sau giai đo n II:.
Trang 1PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
NUÔI VI KHU ẨN E.COLI TRONG MÔI TRƯỜNG CHỨA 14N VÀ 15N
BÀI TOÁN T NG QUÁT:
Có a t bào VK E Coli mà m i t bào đ u có m t phân t ADN vùng nhân đ c đánh d u 2 m ch
b ng 15 N
Giai đo n I Nuôi các t bào này trong môi tr ng ch ch a 14
N và tái b n k1 l n liên ti p
Giai đo n II Sau đó chuy n t t c các ADN con t giai đo n I sang môi tr ng ch ch a 15
N
và nhân đôi k2 l n liên ti p
Giai đo n III Ti p t c chuy n t t c các ADN con t giai đo n II sang môi tr ng ch ch a
14
N và tr i qua k3 th h
H i trong s các ADN con t o ra trong cu i m i giai đo n, có bao nhiêu:
1) S m ch ADN có ch a 14N?
2) S m ch ADN có ch a 15N?
3) Phân t ADN ch a 2 m ch 14N (ch ch a 14N)?
4) Phân t ADN ch a 2 m ch 15N (ch ch a 15N)?
5) Phân t ADN ch a 1 m ch 14N và 1 m ch 15N?
M t s thu t ng có th thay th trong bài:
tái b n k l n = t nhân đôi k l n = tr i qua k th h …
có bao nhiêu phân t ADN?= có bao nhiêu vi khu n?
Thông th ng các d ng bài t p m c đ VD-VDC th ng cho t i giai đo n 2, không cho t i giai
đo n 3
Trang 2H ng d n gi i
Nguyên t c: Vi khu n E.coli ban đ u đ c đánh d u 2 m ch 15
N đ c nuôi trong môi tr ng ch a
14
N thì:
+: Không xu t hi n vi khu n ch a 2 m ch 15N
+ S vi khu n ch a 1 m ch 14N và 1 m ch 15N = S m ch ch a 15 N ban đ u
+ S vi khu n ch a 2 m ch 14N = T ng s VK – S VK ch a 1 m ch 14 N và 1 m ch 15 N
A Sau giai đo n I:
Áp d ng nguyên t c trên, ta v n d ng vào bài t p t ng quát:
Ban đ u có a phân t ADN ch a 2 m ch đ u N15 t c là có
Cu i quá trình:
S phân t ADN ch a 1 m ch +1 m ch = 2a
S phân t ADN ch a 2 m ch đ u =
S m ch ch a = 2a
S m ch ch a = T ng s m ch – S m ch ch a =
Ví d 1: ( H-2009) Phân t ADN vùng nhân c a vi khu n E coli ch ch a N15
phóng x N u
chuy n nh ng vi khu n E coli này sang môi tr ng ch có N14
thì m i t bào vi khu n E coli này sau
5 l n nhân đôi s t o ra bao nhiêu phân t ADN vùng nhân hoàn toàn ch a N14
?
A 8 B 32 C 16 D 30
H ng d n gi i
Ban đ u có 2 m ch ch a N15
tr i qua 5 l n nhân đôi
T ng s phân t ADN con đ c t o ra sau quá trình là 25
= 32
S phân t ADN ch a 1 m ch 1 m ch N14
+1 m ch N15 = 2
S phân t ADN ch a 2 m ch N14
= 32 – 2 = 30
Ch n D
B Sau giai đo n II:
Trang 3Sau giai đo n I, ta thu đ c:
t c m
V y, sau giai đo n I thu đ c:
S phân t ADN ch a 1 m ch +1 m ch = y
S phân t ADN ch a 2 m ch đ u =
S m ch ch a = y
S m ch ch a = T ng s m ch – S m ch ch a = (**)
Ví d (THPTQG2016)
Gi s có 3 t bào vi khu n E coli, m i t bào có ch a m t phân t ADN vùng nhân đ c đánh d u
b ng 15N c hai m ch đ n Ng i ta nuôi các t bào vi khu n này trong môi tr ng ch ch a 14
N mà
không ch a 15N trong th i gian 3 gi Trong th i gian nuôi c y này, th i gian th h c a vi khu n là
20 phút Cho bi t không x y ra đ t bi n, có bao nhiêu d đoán sau đây đúng?
(1) S phân t ADN vùng nhân thu đ c sau 3 gi là 1536
(2) S m ch đ n ADN vùng nhân ch a 14N thu đ c sau 3 gi là 1533
(3) S phân t ADN vùng nhân ch ch a 14N thu đ c sau 3 gi là 1530
(4) S m ch đ n ADN vùng nhân ch a 15N thu đ c sau 3 gi là 6
A 1 B 3 C 2 D 4
H ng d n gi i
Th i gian m i th h là 20 phút, nh v y trong 3 gi s th h vi khu n s là
th h
S phân t ADN thu đ c là: (1) ÚNG
S m ch đ n ADN vùng nhân ch a 14N thu đ c là (2) SAI
S phân t ADN vùng nhân ch ch a 14
N là (3) ÚNG
S m ch đ n ADN vùng nhân ch a 15N thu đ c là (4) ÚNG
V y có 3 phát bi u đúng là các phát bi u (1); (2) và (4)
Ch n B
t c m = z
(3 60) : 20 9
9
3 2 1536
1536 2 3 2 3066
1536 3 2 1530
3 2 6
Trang 4C Sau giai đo n III (đ c thêm-hi u nguyên t c):
Sau giai đo n II, ta thu đ c:
T ng s phân t ADN đ c t o ra =
S phân t ADN ch a 2 m ch đ u = 0
S phân t ADN ch a 1 m ch + 1 m ch = z
S phân t ADN ch a 2 m ch đ u =
S m ch ch a = z
S m ch ch a = T ng s m ch – S m ch ch a =
Trang 5TÓM T T
CÔNG TH C D NG 1
N u ban đ u có x phân t ADN mà 2 m ch đ u ch a N 15 Nuôi c y trong MT N 14 tr i qua k l n
Cu i quá trình:
S ADN con ch a 1 m ch là N14 và 1 m ch là N15 là = S m ch ch a N15 = 2x
S ADN ch ch a N15 (2 m ch đ u ch a N15) = T ng ADN con cu i quá trình – S ADN con
ch a 1 m ch N14 và 1 m ch N15 =
CÔNG TH C D NG 2 (nâng cao)
N u ban đ u có x phân t ADN mà 2 m ch đ u ch a N 15 Nuôi c y trong MT1 ch N 14 tr i qua
k 1 l n sau đó t t c các ADN con chuy n sang MT2 ch a N 15 tr i qua k 2 l n nhân đôi
Cu i quá trình:
Không t o ra ADN ch a 2 m ch N14
S ADN con ch a 1 m ch N14 và 1 m ch N15 là = S m ch ch a N14 = T ng m ch trong
MT1 - S m ch ch a N15 = t k t qu này là y
S ADN ch ch a N15 (2 m ch đ u ch a N15) = T ng ADN con cu i quá trình – S ADN con
ch a 1 m ch N14 và 1 m ch N15 =
M T S BÀI T P T LUY N
Ví d 1: Phân t ADN vùng nhân c a vi khu n E coli ch ch a N15
phóng x N u chuy n nh ng vi
khu n E coli này sang môi tr ng ch có N14
thì m i t bào vi khu n E coli này sau 10 l n nhân đôi
s t o ra bao nhiêu phân t ADN vùng nhân hoàn toàn ch a N14?
A 1024 B 1020 C 1022 D 512
Ví d 2: Ng i ta chuy n 1570 vi khu n E.coli t môi tr ng nuôi c y v i N14sang môi tr ng nuôi
c y v i N15 Sau m t th i gian khi phân tích ADN c a E coli thì t l ADN mang hoàn toàn N15 chi m
93,75% S E.coli trong qu n th sau m t th i gian nuôi c y này là bao nhiêu?
A 50240 vi khu n B 25120 vi khu n C 1674 vi khu n D 3349 vi khu n
Ví d 3: Phân t ADN c a m t vi khu n ch ch a N15
n u chuy n nó sang môi tr ng ch có N14
thì
sau 10 l n phân đôi liên ti p có t i đa bao nhiêu vi khu n con có ch a N14
?
A 1023 B 1024 C 2046 D 1022
Ví d 4: Ng i ta nuôi m t t bào vi khu n E coli trong môi tr ng ch a N14
Sau 1 th h , ng i ta
chuy n sang môi tr ng nuôi c y có ch a N15đ cho m i t bào phân chia 2 l n Sau đó l i chuy n
các t bào đã đ c t o ra sang nuôi c y trong môi tr ng N14đ chúng phân chia 2 l n n a Bi t r ng
quá trình phân chia t bào di n ra bình th ng S phân t ADN ch a N14
+ N15đ c t o ra l n
phân chia cu i cùng là
Trang 6A 12 B 20 C 32 D 0
Ví d 5: Ng i ta chuy n m t s phân t ADN c a vi khu n E coli ch ch a N15sang môi tr ng ch
có N14
T t c các ADN nói trên đ u th c hi n tái b n 5 l n liên ti p t o đ c 512 phân t ADN S
phân t ADN còn ch a N15 là:
A 5 B 32 C 16 D 10
Ví d 6: theo dõi quá trình t nhân đôi c a ADN, M Meselson và F Stahl đã dùng ph ng pháp
đánh d u nguyên t Nuôi t bào vi khu n E Coli trong môi tr ng ch a đ ng v 15
N cho 14 th h
(NH4Cl) là ngu n nito duy nh t cung c p cho vi khu n K t thúc 14 th h g n nh t t c các t bào có
ADN đ u ch a 15
N Dòng t bào ch a 15N đ c chi t ra, sau đó chuy n sang môi tr ng ch a đ ng v
14
N ADN ch a 15N (n ng) và ADN 14N (nh ) trong dung d ch CsCl (Cesium Chloride) đ c tách
riêng b ng máy li tâm siêu t c Sau vài gi , trong dung d ch có s gi m d n t tr ng: ADN n ng
d i đáy, ADN nh trên cùng Theo t ng giai đo n, hai ông l y m u vi khu n, tách ADN và đo t
tr ng , nh n th y: th h th nh t, ADN n ng chi m 50%, ADN nh chi m 50%; th h th hai,
ADN n ng chi m 25%, ADN nh chi m 75%; th h th ba, ADN n ng chi m 12,5%, ADN nh
chi m 87,5% Cho m t s nh n xét sau:
(1) Thí nghi m trên đã ch ng ADN nhân đôi theo nguyên t c b sung
(2) th h th t , t l gi a ADN nh và ADN n ng là 1 : 15
(3) D đoán th h n thì s nh n đ c hoàn toàn ADN nh
(4) Gi s xu t phát t ban đ u có a vi khu n vì sau n th h , s vi khu n ch a ADN n ng là n
a 2
(5) Gi s ban đ u có 5 t bào vi khu n E Coli v i th i gian m i th h vi khu n là 20 phút thì s
m ch đ n ch a 14
N sau 2 gi nuôi c y là 630
Trong s các nh n xét trên, có bao nhiêu nh n xét đúng?
A 3 B 2 C 1 D 4