TÔNG HỢP CÔNG THỨC SINH HỌC - LỚP 9

các công thức cần thiết để làm bài tập sinh học luyện thi đại học

CÁC CÔNG THC TÍNH TOÁN PHN I . CU TRÚC ADN I . Tính s nuclêôtit ca ADN hoc ca gen 1. i vi mi mch ca gen : - Trong ADN , 2 mch b sung nhau , nên s nu và chiu dài ca 2 mch bng nhau . A 1 + T 1 + G 1 + X 1 = T 2 + A 2 + X 2 + G 2 = 2 N - Trong cùng mt mch , A và T cng nh G và X , không liên kt b sung nên không nht thit phi bng nhau . S b sung ch có gia 2 mch : A ca mch này b sung vi T ca mch kia , G ca mch này b sung vi X ca mch kia . Vì vy , s nu mi loi  mch 1 bng s nu loi b sung mch 2 . A 1 = T 2 ; T 1 = A 2 ; G 1 = X 2 ; X 1 = G 2 2. i vi c 2 mch : - S nu mi loi ca ADN là s nu loi ó  c 2 mch : A =T = A 1 + A 2 = T 1 + T 2 = A 1 + T 1 = A 2 + T 2 G =X = G 1 + G 2 = X 1 + X 2 = G 1 + X 1 = G 2 + X 2 Chú ý :khi tính t l % %A = % T = = + 2 2%1% AA 2 2%1% TT + = … %G = % X = = + 2 2%1% GG 2 2%1% XX + =……. Ghi nh : Tng 2 loi nu khác nhóm b sung luôn luôn bng na s nu ca ADN hoc bng 50% s nu ca ADN : Ngc li nu bit : + Tng 2 loi nu = N / 2 hoc bng 50% thì 2 loi nu ó phi khác nhóm b sung + Tng 2 loi nu khác N/ 2 hoc khác 50% thì 2 loi nu ó phi cùng nhóm b sung 3. Tng s nu ca ADN (N) Tng s nu ca ADN là tng s ca 4 loi nu A + T + G+ X . Nhng theo nguyên tc b sung (NTBS) A= T , G=X . Vì vy , tng s nu ca ADN c tính là : N = 2A + 2G = 2T + 2X hay N = 2( A+ G) Do ó A + G = 2 N hoc %A + %G = 50% 4. Tính s chu kì xon ( C ) Mt chu kì xon gm 10 cp nu = 20 nu . khi bit tng s nu ( N) ca ADN : N = C x 20 => C = 20 N ; C= 34 l 5. Tính khi lng phân t ADN (M ) : Mt nu có khi lng trung bình là 300 vc . khi bit tng s nu suy ra M = N x 300 vc 6. Tính chiu dài ca phân t ADN ( L ) :Phân t ADN là 1 chui gm 2 mch n chy song song và xon u n quanh 1 trc . vì vy chiu dài ca ADN là chiu dài ca 1 mch và bng chiu dài trc ca nó . Mi mch có 2 N nuclêôtit,  dài ca 1 nu là 3,4 A 0 l = 2 N . 3,4A 0 => N= 4,3 2lx n v thng dùng : • 1 micrômet = 10 4 angstron ( A 0 ) • 1 micrômet = 10 3 nanômet ( nm) • 1 mm = 10 3 micrômet = 10 6 nm = 10 7 A 0 II. Tính s liên kt Hirô và liên kt Hóa Tr  – P 1. S liên kt Hirô ( H ) + A ca mch này ni vi T  mch kia bng 2 liên kt hirô + G ca mch này ni vi X  mch kia bng 3 liên kt hirô Vy s liên kt hirô ca gen là : H = 2A + 3 G hoc H = 2T + 3X 2. S liên kt hoá tr ( HT ) a) S liên kt hoá tr ni các nu trên 1 mch gen : 2 N - 1 Trong mi mch n ca gen , 2 nu ni vi nhau bng 1 lk hoá tr , 3 nu ni nhau bng 2 lk hoá tr … 2 N nu ni nhau bng 2 N - 1 b) S liên kt hoá tr ni các nu trên 2 mch gen : 2( 2 N - 1 ) Do s liên kt hoá tr ni gia các nu trên 2 mch ca ADN : 2( 2 N - 1 ) c) S liên kt hoá tr ng – photphát trong gen ( HT -P ) Ngoài các liên kt hoá tr ni gia các nu trong gen thì trong mi nu có 1 lk hoá tr gn thành ph n ca H 3 PO 4 vào thành ph n ng . Do ó s liên kt hoá tr  – P trong c ADN là : HT -P = 2( 2 N - 1 ) + N = 2 (N – 1) PHN II. C CH T NHÂN ÔI CADN I . TÍNH S NUCLÊÔTIT T DO CN DÙNG 1.Qua 1 ln t nhân ôi ( t sao , tái sinh , tái bn ) + Khi ADN t nhân ôi hoàn toàn 2 mch u liên kt các nu t do theo NTBS : A ADN ni vi T T do và ngc li ; G ADN ni vi X T do và ngc li . Vì vây s nu t do mi loi c n dùng bng s nu mà loi nó b sung A td =T td = A = T ; G td = X td = G = X + S nu t do c n dùng bng s nu ca ADN N td = N 2. Qua nhiu t t nhân ôi ( x t ) + Tính s ADN con - 1 ADN m! qua 1 t t nhân ôi to 2 = 2 1 ADN con - 1 ADN m! qua 2 t t nhân ôi to 4 = 2 2 ADN con - 1 ADN m! qua3 t t nhân ôi to 8 = 2 3 ADN con - 1 ADN m! qua x t t nhân ôi to 2 x ADN con Vy : Tng s ADN con = 2 x - Dù  t t nhân ôi nào , trong s ADN con to ra t" 1 ADN ban  u , v#n có 2 ADN con mà mi ADN con này có ch$a 1 mch c ca ADN m! . Vì vy s ADN con còn li là có c 2 mch cu thành hoàn toàn t" nu mi ca môi trng ni bào . S ADN con có 2 mch u mi = 2 x – 2 + Tính s nu t do cn dùng : - S nu t do c n dùng thì ADN tri qua x t t nhân ôi bng tng s nu sau cùng coup trong các ADN con tr" s nu ban  u ca ADN m! • Tng s nu sau cùng trong trong các ADN con : N.2 x • S nu ban  u ca ADN m! :N Vì vy tng s nu t do c n dùng cho 1 ADN qua x t t nhân ôi :  N td = N .2 x – N = N( 2 X -1) - S nu t do mi loi c n dùng là:  A td =  T td = A( 2 X -1)  G td =  X td = G( 2 X -1) + Nu tính s nu t do ca ADN con mà có 2 mch hoàn tòan mi :  N td hoàn toàn mi = N( 2 X - 2)  A td hoàn toàn mi =  T td = A( 2 X -2)  G td hoàn toàn mi =  X td = G( 2 X 2) II .TÍNH S% LIÊN K&T HIRÔ ; HOÁ TR' - P ()C HÌNH THÀNH HO*C B' PHÁ V+ 1. Qua 1 t t nhân ôi a. Tính s liên kt hirôb phá v và s liên kt hirô c hình thành Khi ADN t nhân ôi hoàn toàn : - 2 mch ADN tách ra , các liên kt hirô gia 2 mch u b phá v, nên s liên kt hirô b phá v, bng s liên kt hirô ca ADN H b t = H ADN - Mi mch ADN u ni các nu t do theo NTBS bng các liên kt hirô nên s liên kt hirô c hình thành là tng s liên kt hirô ca 2 ADN con H hình thành = 2 . H ADN b. S liên kt hoá tr c hình thành : Trong quá trình t nhân ôi ca ADN , liên kt hoá tr  –P ni các nu trong mi mch ca ADN không b phá v, . Nhng các nu t do n b sung thì dc ni vi nhau bng liên kt hoá tr - hình thành 2 mch mi Vì vy s liên kt hoá tr c hình thành bng s liên kt hoá tr ni các nu vi nhau trong 2 mch ca ADN HT c hình thành = 2 ( 2 N - 1 ) = N- 2 2 .Qua nhiu t t nhân ôi ( x t ) a. Tính tng s liên kt hidrô b phá v và tng s liên kt hidrô hình thành : -Tng s liên kt hidrô b phá v, :  H b phá v = H (2 x – 1) - Tng s liên kt hidrô c hình thành :  H hình thành = H 2 x b. Tng s liên kt hoá tr c hình thành : Liên kt hoá tr c hình thành là nhng liên kt hoá tr ni các nu t do li thành chui mch polinuclêôtit mi - S liên kt hoá tr ni các nu trong mi mch n : 2 N - 1 - Trong tng s mch n ca các ADN con còn có 2 mch c ca ADN m! c gi li - Do ó s mch mi trong các ADN con là 2.2 x - 2 , vì vây tng s liên kt hoá tr c hình thành là : -  HT hình thành = ( 2 N - 1) (2.2 x – 2) = (N-2) (2 x – 1) III. TÍNH THI GIAN SAO MÃ Có th- quan nim s liên kt các nu t do vào 2 mch ca ADN là ng thi , khi mch này tip nhân và óng góp dc bao nhiêu nu thì mch kia cng liên kt c bay nhiêu nu Tc  t sao : S nu dc tip nhn và lin kt trong 1 giây 1. Tính thi gian t nhân ôi (t sao ) Thi gian - 2 mch ca ADN tip nhn và kiên kt nu t do - Khi bit thi gian - tip nhn và l iên kt trong 1 nu là dt , thi gian t sao dc tính là : TG t sao = dt . 2 N - Khi bit tc  t sao (mi giây liên kt c bao nhiêu nu )thì thi gian t nhân ôi ca ADN là : TG t sao = N : tc  t sao PHN III . CU TRÚC ARN I.TÍNH S RIBÔNUCLÊÔTIT CA ARN : - ARN thng gm 4 loi ribônu : A ,U , G , X và c tng hp t" 1 mch ADN theo NTBS . Vì vâ. s ribônu ca ARN bng s nu 1 mch ca ADN rN = rA + rU + rG + rX = 2 N - Trong ARN A và U cng nh G và X không liên kt b sung nên không nht thit phi bng nhau . S b sung ch có gia A, U , G, X ca ARN l n lt vi T, A , X , G ca mch gc ADN . Vì vy s ribônu mi loi ca ARN bng s nu b sung  mch gc ADN . rA = T gc ; rU = A gc rG = X gc ; rX = Ggc * Chú ý : Ngc li , s lng và t l % t"ng loi nu ca ADN c tính nh sau : + S lng : A = T = rA + rU G = X = rR + rX + T l % : % A = %T = 2 %% rUrA + %G = % X = 2 %% rXrG + II. TÍNH KHI L !NG PHÂN T" ARN (M ARN ) Mt ribônu có khi lng trung bình là 300 vc , nên: M ARN = rN . 300vc = 2 N . 300 vc III. TÍNH CHI#U DÀI VÀ S LIÊN KT HOÁ TR$  – P CA ARN 1 Tính chiu dài : - ARN gm có mch rN ribônu vi  dài 1 nu là 3,4 A 0 . Vì vy chiu dài ARN bng chiu dài ADN tng hp nên ARN ó - Vì vy L ADN = L ARN = rN . 3,4A 0 = 2 N . 3,4 A 0 2 . Tính s liên kt hoá tr  –P: + Trong chui mch ARN : 2 ribônu ni nhau bng 1 liên kt hoá tr , 3 ribônu ni nhau bng 2 liên kt hoá tr …Do ó s liên kt hoá tr ni các ribônu trong mch ARN là rN – 1 + Trong mi ribônu có 1 liên kt hoá tr gn thành ph n axit H 3 PO 4 vào thành ph n ng . Do ó s liên kt hóa tr loi này có trong rN ribônu là rN Vy s liên kt hoá tr  –P ca ARN : HT ARN = rN – 1 + rN = 2 .rN -1 PHN IV . C CH T%NG H!P ARN I . TÍNH S RIBÔNUCLÊOTIT T DO CN DÙNG 1 . Qua 1 ln sao mã : Khi tng hp ARN , ch mch gc ca ADN làm khuôn m#u liên các ribônu t do theo NTBS : A ADN ni U ARN ; T ADN ni A ARN G ADN ni X ARN ; X ADN ni G ARN Vì vy : + S ribônu t do mi loi c n dùng bng s nu loi mà nó b sung trên mch gc ca ADN rA td = T gc ; rU td = A gc rG td = X gc ; rX td = G gc + S ribônu t do các loi c n dùng bng s nu ca 1 mch ADN rN td = 2 N 2. Qua nhiu ln sao mã ( k ln ) Mi l n sao mã to nên 1 phân t ARN nên s phân t ARN sinh ra t" 1 gen bng s l n sao mã ca gen ó . S phân t ARN = S l n sao mã = K + S ribônu t do c n dùng là s ribônu cu thành các phân t ARN . Vì vy qua K l n sao mã to thành các phân t ARN thì tng s ribônu t do c n dùng là:  rN td = K . rN + Suy lun tng t , s ribônu t do mi loi c n dùng là :  rA td = K. rA = K . T gc ;  rU td = K. rU = K . A gc  rG td = K. rG = K . X gc ;  rX td = K. rX = K . G gc * Chú ý : Khi bit s ribônu t do c n dùng ca 1 loi : + Mun xác nh mch khuôn m#u và s l n sao mã thì chia s ribônu ó cho s nu loi b sung  mch 1 và mch 2 ca ADN => S l n sao mã phi là c s gia s ribbônu ó và s nu loi b sung  mch khuôn m#u . + Trong trng hp c/n c$ vào 1 loi ribônu t do c n dùng mà cha  xác nh mch gc , c n có s ribônu t do loi khác thì s l n sao mã phi là c s chung gia só ribônu t do mi loi c n dùng vi s nu loi b sung ca mch gc II. TÍNH S LIÊN KT HIRÔ VÀ LIÊN KT HOÁ TR$  – P : 1 . Qua 1 ln sao mã : a. S liên kt hidro : H $t = H ADN H hình thành = H ADN => H t = H hình thành = H ADN b. S liên kt hoá tr : HT hình thành = rN – 1 2. Qua nhiu ln sao mã ( K ln ) : a. Tng s liên kt hidrô b phá v,  H phá v = K . H b. Tng s liên kt hoá tr hình thành :  HT hình thành = K ( rN – 1) III. TÍNH THI GIAN SAO MÃ : * Tc  sao mã : S ribônu c tip nhn và liên kt nhau trong 1 giây . *Thi gian sao mã : - i vi mi ln sao mã : là thi gian - mch gc ca gen tip nhn và liên kt các ribônu t do thành các phân t ARN + Khi bit thi gian - tip nhn 1 ribônu là dt thì thi gian sao mã là : TG sao mã = dt . rN + Khi bit tc  sao mã ( mi giây liên kt c bao nhiêu ribônu ) thì thi gian sao mã là : TG sao mã = r N : tc  sao mã - i vi nhiu l n sao mã ( K l n ) : + Nu thi gian chuy-n tip gia 2 l n sao mã mà không áng k- thi thi gian sao mã nhiu l n là : TG sao mã nhiu l n = K TG sao mã 1 l n + Nu TG chuy-n tip gia 2 l n sao mã liên tip áng k- là ∆t thi gian sao mã nhiu l n là : TG sao mã nhiu l n = K TG sao mã 1 l n + (K-1) ∆t PHN IV . CU TRÚC PRÔTÊIN I . TÍNH S B& BA M'T MÃ - S AXIT AMIN + C$ 3 nu k tip nhau trên mch gc ca gen hp thành 1 b ba mã gc , 3 ribônu k tip ca mch ARN thông tin ( mARN) hp thành 1 b ba mã sao . Vì s ribônu ca mARN bng vi s nu ca mch gc , nên s b ba mã gc trong gen bng s b ba mã sao trong mARN . S b ba mt mã = 3.2 N = 3 rN + Trong mch gc ca gen cng nh trong s mã sao ca mARN thì có 1 b ba mã kt thúc không mã hoá a amin . Các b ba còn li co mã hoá a.amin S b ba có mã hoá a amin (a.amin chui polipeptit)= 3.2 N - 1 = 3 rN - 1 + Ngoài mã kt thúc không mã hóa a amin , mã m  u tuy có mã hóa a amin , nhng a amin này b ct b0 không tham gia vào cu trúc prôtêin S a amin ca phân t prôtêin (a.amin prô hoàn chnh )= 3.2 N - 2 = 3 rN - 2 II. TÍNH S LIÊN KT PEPTIT - S liên kt peptit hình thành = s phân t H 2 O to ra - Hai a amin ni nhau bng 1 liên kt péptit , 3 a amin có 2 liên kt peptit …… chui polipeptit có m là a amin thì s liên kt peptit là : S liên kt peptit = m -1 III. TÍNH S CÁCH MÃ HÓA CA ARN VÀ S CÁCH S(P )T A AMIN TRONG CHU*I POLIPEPTIT Các loi a amin và các b ba mã hoá: Có 20 loi a amin thng gp trong các phân t prôtêin nh sau : 1) Glixêrin : Gly 2) Alanin : Ala 3) Valin : Val 4 ) Lxin : Leu 5) Izolxin : Ile 6 ) Xerin : Ser 7 ) Treonin : Thr 8 ) Xistein : Cys 9) Metionin : Met 10) A. aspartic : Asp 11)Asparagin : Asn 12) A glutamic : Glu 13) Glutamin :Gln 14) Arginin : Arg 15) Lizin : Lys 16) Phenilalanin :Phe 17) Tirozin: Tyr 18) Histidin : His 19) Triptofan : Trp 20) Prôlin : pro Bng b ba mt mã U X A G U U U U U U X phe U U A U U G Leu U X U U X X U X A Ser U X G U A U Tyr U A X U A A ** U A G ** U G U U G X Cys U G A ** U G G Trp U X A G X X U U X U X Le u X U A X U G X X U X X X Pro X X A X X G X A U His X A X X A A X A G Gln X G U X G X X G A Arg X G G U X A G A A U A A U X He A U A A U G * Met A X U A X X Thr A X A A X G A A U Asn A A X A A A A A G Lys A G U A G X Ser A G A A G G Arg U X A G G G U U G U X Val G U A G U G * Val G X U G X X G X A Ala G X G G A U G A X Asp G A A G A G Glu G G U G G X G G A Gli G G G U X A G Kí hi+u : * mã m, u ; ** mã kt thúc PHN V . C CH T%NG H!P PRÔTÊIN I .TÍNH S AXIT AMIN T DO CN DÙNG : Trong quá tình gii mã , tng hp prôtein, ch b ba nào ca mARN có mã hoá a amin thì mi c ARN mang a amin n gii mã . 1 ) Gii mã to thành 1 phân t prôtein: • Khi ribôxôm chuy-n dch t"  u này n  u n1 ca mARN - hình thành chui polipeptit thì s a amin t do c n dùng c ARN vn chuy-n mang n là - gii mã m  u và các mã k tip , mã cui cùng không c gii . Vì vy s a amin t do c n dùngh cho mi l n tng hp chui polipeptit là : S a amin t do c n dùng : S aa td = 3.2 N - 1 = 3 rN - 1 • Khi ri kh0i ribôxôm , trong chui polipeptit không còn a amin tng $ng vi mã m  u .Do ó , s a amin t do c n dùng - cu thành phân t prôtêin ( tham gia vào cu trúc prôtêin - thc hin ch$c n/ng sinh h1c ) là : S a amin t do cn dùng - c.u thành prôtêin hoàn ch/nh : S aa p = 3.2 N - 2 = 3 rN - 2 2 ) Gii mã to thành nhiu phân t prôtêin : • Trong quá trình gii mã , tng hp prôtêin , mi lt chuy-n dch ca ribôxôm trên mARN s2 to thành 1 chui polipeptit . - Có n riboxomchuy-n dch qua mARN và không tr li là có n lt trt ca ribôxôm . Do ó s phân t prôtêin ( gm 1 chui polipeptit ) = s lt trt ca ribôxôm . - Mt gen sao mã nhiu l n, to nhiu phân t mARN cùng loi . Mi mARN u có n lt ribôxôm trt qua thì quá trình gi mã bi K phân t mARN s2 to ra s phân t prôtêin :  s P = tng s lt trt RB = K .n • Tng s axit amin t do thu c hay huy ng v"a - tham gia vào cu trúc các ph n t" protein v"a - tham gia mã m  u. Vì vy : -Tng s axit amin t do c dùng cho quá trình gii mã là s axit amin tham gia vào cu trúc ph n t protein và s axit amin thjam gia vào vic gii mã m  u (c dùng 1 l n m mà thôi ).  aa td = S P . ( 3 rN - 1) = Kn ( 3 rN - 1) - Tng s a amin tham gia cu trúc prôtêin - thc hin ch$c n/ng sinh h1c ( không k- a amin m  u ) :  aaP = S P . ( 3 rN - 2 ) II . TÍNH S PHÂN T" N 0C VÀ S LIÊN KT PEPTIT Trong quá trình gii mãkhi chui polipeptit ang hình thành thì c$ 2 axit amin k tip ni nhau bng liên kt peptit thì ng thi gii phóng 1 phân t nc, 3 axit amin ni nhau bng 2 liên kt paptit, ng thi gii phóng 2 phân t nc… Vì vy : • S phân t n$c c gii phóng trong quá trình gii mãto 1 chui polipeptit là S phân t H 2 O gii phóng = 3 rN - 2 • Tng s phân t nc c gii phóng trong quá trình tng hp nhiu phân t protein (mi phân t protein là 1 chui polipeptit ) .  H 2 O gii phóng = s phân t prôtêin . 3 rN - 2 • Khi chui polipeptit ri kh0i riboxom tham gia ch$c n/ng sinh h1c thì axit amin m  u tách ra 1 mi liên kt peptit vi axit amin ó không còn s liên kt peptit thc s to lp c là 3 rN -3 = s aa P -1 . vì vy tng s liên kt peptit thc s hình thành trong các phân t protein là :  peptit = Tng s phân t protein . ( 3 rN - 3 ) = S P(s aa P - 1 ) III. TÍNH S ARN V'N CHUY1N ( tARN) Trong quá trình tng hp protein, tARN nang axit amin n gii mã. Mi lt gii nã, tARN cung cp 1 axit amin  mt ph n t ARN gii mã bao nhiêu lt thì cung cp bay nhiêu axit amin . S gii mã ca tARN có th- không ging nhau : có loi gii mã 3 l n, có loi 2 l n, 1 l n . - Nu có x phân t gii mã 3 l n  s aado chúng cung cp là 3x. y phân t gii mã 2 l n  … là 2 y . z phân t’ gii mã 1 l n  … là z -Vy tng s axit amin c n dùng là do các phân t tARN vn chuy-n 3 loi ó cung cp  phng trình. 3x + 2y + z =  aa t do cn dùng IV. S D$CH CHUY1N CA RIBOXOM TRÊN ARN THÔNG TIN 1.V2n tc trt ca riboxom trên mARN - Là  dài mARN mà riboxom chuy-n dch c tron 1 giây. - Có th- tính vn tc trt bng cách cia chiu dài mARN cho thi gian riboxom trt t"  u n1 n  u kia. (trt ht Marn ) v = t l (A 0 /s ) * Tc  gii mã ca RB : - Là s axit amin ca chui polipeptit kéo dài trong 1 giây (s b ba c gii trong 1 giây ) = S b ba mà RB trt trong 1 giây . - Có th- tính bng cách chia s b ba ca mARN cho thi gian RB trt ht mARN. . ( 1: 1) x ( 1: 1)  ( Aa x aa) x ( Bb x bb)  ( AaBb x aabb )  (1: 1 :1: 1)  4 t hp  2gt x 2gt  Tu6 vào ki-u hình  P  (1: 1 :1: 1)  4 t hp  4gt x 1gt. 1 + A 2 = T 1 + T 2 = A 1 + T 1 = A 2 + T 2 G =X = G 1 + G 2 = X 1 + X 2 = G 1 + X 1 = G 2 + X 2 Chú ý :khi tính t l % %A = % T = = + 2 2 %1% AA 2 2 %1%