5 Khi biết số lượng hay tỉ lệ % các loại rN của phân tử ARN thì suy ra tỉ lệ % hay số lượng mỗi loại Nu của gen tương ứng, nhưng ngược lại nếu biết số lượng hay tỉ lệ % số Nu của gen thì[r]
(1)A CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ: I ADN VÀ GEN: Tóm tắt lí thuyết: 1.1.Vị trí: - AND là sở vật chất (CSVC) di truyền (DT) hầu hết các sinh vật - Ở tế bào nhân chuẩn, AND là thành phần chủ yếu nhiễm sắc thể (NST); ngoài có số lượng nhỏ ADN tồn ti thể, lạp thể (tạo thành các gen tế bào chất) 1.2.Cấu trúc: - ADN có cấu trúc gồm mạch đơn xoắn với quanh trục và ngược chiều - Khoảng cách mạch đơn là 20 Ăngxơron (Å), chu kì xoắn gồm 10 cặp Nuclêôtit (Nu) dài 34 Å, phân tử ADN dài hàng trăm micờrômet (µm) 1.3.Cấu tạo hóa học ADN: (Axit – Đềôxyribô – Nuclêic) - ADN là loại Axit Nucleic, cấu tạo từ các nguyên tố: C, H, O, N và P - ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân là các Nu - Mỗi mạch đơn AND là chuỗi Pôlinuclêôtit gồm thành phần: + Đường Đêôxyribô (C5H10O4) + Axit phôtphoric (H3PO4) + Bazơ nitơ: có loại; A , T , G , X Do các Nu khác thành phần Bazơ nitơ nên người ta lấy tên bazơ ni tơ đặt tên cho Nu Vậy nên phân tử ADN có loại Nu: A , T , G , X - Các Nu trên mạch đơn nối với mối liên kết dọc (liên kết cộng hóa trị) - Giữa mạch đơn, các bazơ nitơ liên kết với mố liên kết ngang là mối liên kết Hidro theo nguyên tắc bổ sung (NTBS): A liên kết với T liên kết Hidro, G liên kết với X liên kết Hidro và ngược lại Do đó: * Biết trình tự xếp các Nu mạch đơn ADN thì suy trình tự xếp các Nu mạch đối diện * A=T ; G=X Tỉ lệ A+ G =1 T+X 1.4 Tính đặc trưng ADN: Mỗi thể sinh vật có phân tử ADN đặc trưng thể hiện: - Số lượng, thành phần, trình tự các Nu ADN - Hàm lượng ADN nhân tế bào (ví dụ: hàm lượng ADN nhân tế bào sinh dưỡng người là 6,6.10-12g) - Tỉ lệ A+T G+ X 1.5 Tính ổn định ADN: - ADN đặc trưng cho loài sinh vật và di truyền ổn định qua các hệ tế bào và hệ loài - Cấp độ tế bào: Có kết hợp chế: nguyên phân, giảm phân và thụ tinh, mà thực chất là tự nhân đôi, phân li tổ hợp và tái tổ hợp các cặp NST Bộ NST ổn định ổn định ADN trên NST - Cấp độ phân tử: Do chế tự nhân đôi phân tử ADN nhân đôi NST 1.6 Cơ chế tự nhân đôi ADN: Từ phân tử ADN mẹ qua quá trình nhân đôi cho phân tử AND giống và giống phân tử ADN mẹ * Quá trình tự nhân đôi: - Hai mạch đơn phân tử ADN tháo xoắn nhờ enzim tháo xoắn - Nhờ enzim ADN – pôlimeraza giúp các Nu tự môi trường liên kết với các Nu trên mạch khuôn theo NTBS, mạch tổng hợp từ đầu 3’ 5’ Mạch bổ sung thứ hai tổng hợp đoạn ngắn (đoạn Ôkazaki), chúng nối nhờ enzim ligaza * Nguyên tắc nhân đôi: - NTBS: Các Nu tự liên kết với các Nu trên mạch khuôn theo NTBS: A liên kết với T, G liên kết với X và ngược lại - Nguyên tắc bán bảo toàn: (nguyên tắc giữ lại nửa) Mỗi phân tử ADN có mạch phân tử mẹ, còn mạch tổng hợp (2) * Ý nghĩa tự nhân đôi ADN: (tự tái , tự sao): Đảm bảo tự nhân đôi NST, đồng thời đảm bảo cho hàm lượng và cấu trúc ADN ổn định qua các hệ 1.7 Sự ổn định ADN có tính chất tương đối: Sự ổn định ADN mang tính chất tương đối quá trình di truyền, các tác nhân lí hóa môi trường ngoài biến đổi sinh lí nội bào, cấu trúc ADN có thể bị biến đổi tạo thành các đột biến gen 1.8 Gen: a khái niệm: Gen là đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho sản phẩm định (sản phẩm là chuỗi Pôlipéptit (protein, hay ARN)) b các loại gen: - Gen cấu trúc: Mang thông tin mã hóa cho sản phẩm tạo nên cấu trúc hay chức tế bào - Gen điều hòa: Những gen tạo sản phẩm kiểm soát hoạt động các gen khác 1.9 Vai trò ADN: - ADN là nơi lưu trữ, bảo quản thông tin di truyền - ADN là cấu trúc mang gen Trên ADN có nhiều gen mang tính trạng quy định tổng hợp loại Protein Các dạng bài tập cấu trúc ADN – GEN: Dạng 1.2: Tương quan tổng Nu với chiều dài và khối lượng ADN (hay Gen) a Phương pháp giải: - Chiều dài ADN là chiều dài mạch đơn và Nu coi có kích thước 3,4Å vì chu kì xoắn dài 3,4Å gồm 10 cặp Nu (20 Nu) - Khối lượng trung bình Nu ADN (hay gen) là 300đvc Gọi N là tổng số Nu mạch ADN (hay gen) Gọi L là chiều dài ADN (hay gen) Gọi M là khối lượng ADN (hay gen) Gọi C là số chu kì xoắn ADN (hay gen) Ta tính được: L 2L 2(Nu) ; hay: N= 3,4 3,4 M (Nu ) M =N 300 (đvc) => N= 300 L M M= 300( đvc) => L= 3,4 Å 3,4 300 N L M C= = = L=C 34 => N=20 C ; 20 34 300 20 L= N 3,4 Å => N= ; M =C 300 20 b Bài tập vận dụng: (dạng 1.2) 1.Gen dài 0,408 µm có khối lượng là ? Một gen không phân mảnh dài 4202,4 Å chứa bao nhiêu cặp Nu ? Gen có 72 chu kì xoắn có chiều dài bao nhiêu µm ? Gen dài 0,2482 µm có bao nhiêu chu kì xoắn ? // Gen cấu trúc có khối lượng 500400đvc có chiều dài bao nhiêu ? gen có khối lượng 615600 đvcsẽ có bao nhiêu nu ? Gen có 920 cặp Nu có số chu kì xoắn là ? gen chứa 2634 Nu có chiều dài là ? 10 Một gen phân mảnh chứa 952 cặp Nu có khối lượng là ? 11 Một gen có số Nu là 6800, số lượng chu kì xoắn theo mô hình Watson-Cric là ? c Hướng dẫn giải: (dạng 1.2) Đổi 0,408 µm = 4080 Å Khối lượng gen: M= L 4080 300= 300=720 000 đvc 3,4 3,4 (3) 4202 , =1236 3,4 Số cặp Nu gen là: Mỗi chu kì gen dài 34 Å => Chiều dài gen là: L = Hay: L= C 34 = 2448Å => 0,2448 µm 72 34 10-4 = 0,2448 µm Số chu kì xoắn gen là: 0,2482 µm C= // Tổng số Nu gen là: (cặp) = 2482Å L 2482 = =73 34 34 (chu kì) M 500400 =1668 (Nu) = 300 300 N 1668 L= 3,4= 3,4=2835 , Å 2 N= Chiều dài gen là: M 615600 = =2052(Nu) 300 300 Số Nu gen là: N= Số chu kì gen là: C= 920 =92 (chu kì) 10 Chiều dài gen là: L= N 2634 3,4= 3,4=4477 , Å 2 10 Khối lượng gen phân mảnh là: M = N 300đvc = 925.2.300 = 571200 đvc 11 Số chu kì xoắn gen theo Watson – Cric là: Áp dụng công thức: C= N 6800 = =340 20 20 (chu kì) // -Dạng 2.2: Xác định tỉ lệ %, số lượng tương ứng các loại Nu mạch ADN (hay gen) a Phương pháp giải: Các Nu trên mạch đơn ADN (hay gen) liên kết với theo NTBS Từ đó suy ra: * Số lượng Nu: - A=T ; G=X ; A+ G =1 T+X - N=2 A+2 G; A+ G= A+ X=T +G=T + X= Từ (1) và (2) => * Tỉ lệ % loại Nu: Hay: (1) N N N − G= − X 2 N N G= X= − A= −T 2 A=T = %A = %T ; %G = %X %A + %T + %G + %X = 100% 2A% + 2G% = 100% => %A + %G = %A + %X = % T + %G = %T + %X = 50%N = => %A = %T = 50% - %G = 50% - %X %G = %X = 50% - %A = 50% - %T Vậy: (2) N (4) => => %A1+%A2 %T1+%T2 %A1+%T1 %A2+%T2 = = = 2 2 %G1+ %G2 %X1+%X2 %G1+%X1 %G2+%X2 %G=%X = = = = 2 2 %A=%T = b Bài tập vận dụng: (dạng 2.2) Gen có hiệu số Nu loại T với loại Nu khác 20% Tỉ lệ phần trăm loại Nu gen là ? 2.Gen có A > G và có tổng loại Nu bổ sung cho 52% Tỉ lệ phần trăm loại Nu gen là ? Gen có A < G và tỉ lệ loại Nu Gen có tỉ lệ Tỉ lệ phần trăm các loại Nu gen là ? X +G = Tỉ lệ phần trăm loại Nu gen là ? * T +A Gen có X = 3T Tỉ lệ phần trăm loại Nu gen là ? Gen có T = 14,25% tổng số Nu Tỉ lệ phần trăm loại Nu gen là ? Một gen cấu trúc có tỉ lệ gen là ? Một gen cấu trúc có tỉ lệ A+T = G+ X và có khối lượng 582000đvc Số lượng loại Nu A+T =1,5 và tổng số Nu = 3000 (Nu) Số Nu loại gen là ? G+ X c Hướng dẫn giải: (dạng 2.2) Hiệu Nu bổ sung cho = Vậy Nu khác đây có thể là G X Theo đề bài cho: T – G = 20% (1) Mà ` T + G = 50% (2) Cộng (1) và (2): 2T = 70% => T = A = 35% Vậy: => G = X = 50% - A = 50% - 35% = 15% Ta có A + T = 52% (vì A>G) Mà : A + G = 50% Tỉ lệ % các loại Nu gen: => A = T = 26% => G = X = 50% - A = 50% - 26% = 24% Theo đề bài: A < G và tỉ lệ loại Nu Hay: A = G => => A G A +G 50 % = = = 3+5 A G = =6 , 25 % 5 A = T = 6,25% = 18,75% G = X = 6,25% = 31,25% Tỉ lệ % loại Nu gen là: Theo đề bài: X +G = T +A hay 2G = 2A => G= Mà A + G = 50% Thế (1) vào (2) 9A + A=50 % 9A (1) (2) => 16A = 350% A = T = 21,875% G = X = 50% - 21,875% = 28,125% Tỉ lệ % loại Nu gen là: Ta có: X = 3T (1) mà X + T = 50% (2) Thế (1) vào (2): 3T + T = 50% => T = A = 12,5% => G = X = 50% - 12,5%= 37,5% Tỉ lệ % loại Nu gen là: (5) Theo đề bài: Mà T = 14,25% A + G = 50% => A = T = 14,25% => G = X = 50% - 14,25% = 35,75% Số lượng loại Nu gen là: Số Nu gen là: Theo đề bài cho Ta có: M 582000 N = =1940(Nu)=> =970( Nu) 300 300 A+T = G+ X A A G A+ G 970 = = = =97 => => G 7 3+7 10 N= => => A = T = 97 = 291 (Nu) G = X = 97 = 679 (Nu) Số lượng loại Nu gen là: Theo đề bài cho: A+T =1,5 hay G+ X Ta có: 2A = và 2G A G A +G = = 3+2 Mà: A+G = N/2 = 3000 : = 1500 N = 3000 (Nu) Thế (2) vào (1) 1500 =300 A =300 G =300 (1) (2) => A = T = 900(Nu) => G = X = 600(Nu) -// -Dạng 3.2: Tương quan % và số lượng các loại Nu ADN (hay gen) với số liên kết hidro, liên kết hóa trị a Phương pháp giải: * Liên kết hóa trị (photphodieste)ị: - Nếu xét liên kết hóa trị Nu này với Nu khác mạch đơn + Cứ Nu liên kết + Cứ Nu liên kết + Cứ Nu liên kết => Mỗi mạch đơn ADN (hay gen) có (N/2 – 1) liên kết Gọi Y là số liên kết hóa trị các Nu mạch đơn ADN, hay gen (tổng liên kết hóa trị) Ta có: Y = 2( N −1)=N −2 (liên kết hóa trị) - Nếu xét liên kết hóa trị Nu và Nu này với Nu bên cạnh: (hay còn gọi là số liên kết hóa trị Đ – P ) Trong Nu có liên kết hóa trị gắn thành phần Axit Photphoric với đường Do đó Nu mạch đơn có liên kết, riêng Nu cuối cùng mạch tính có liên kết nên số liên kết hóa trị mạch là : N/2 – = N – Vậy Y = ( N – ) = 2N - , hay Y = 2( N −1)+ N=2(N −1)=2 N −2 * Liên kết Hidro: Dựa theo NTBS: Trong ADN: - A liên kết với T liên kết Hidro (số liên kết Hidro chúng là: 2A (hoặc 2T) - G liên kết với X liên kết Hidro (số liên kết Hidro chúng là: 3G (hoặc 3X) Gọi H là tổng số liên kết Hidro ADN (hay gen) Ta có: H = 2A + 3G = 2A + 3X = 2T + 3G = 2T + 3X b Bài tập vận dụng:(dạng 3.2) (6) I Một gen có 300Nu loại A và G = 40% tổng số Nu Số liên kết hóa trị Axit và đường gen là ? Số liên kết hóa trị các Nu và số liên kết Hidro gen là ? Khối lượng gen là ? II Tổng liên kết Hidro và liên kết hóa trị gen là 6448, đó số liên kết Hidro nhiều liên kết hóa trị là 452 liên kết Gen có chiều dài là ? 5.Số Nu loại gen là ? III Mạch đơn gen cấu trúc có 1799 liên kết hóa trị Axit và đường, có 2350 liên kết Hidro Số chu kì xoắn gen là ? Số Nu loại gen là ? Chiều dài gen là ? IV Gen có 2184 liên kết Hidro và có hiệu số Nu loại G với Nu khác 10% Chiều dài gen là ? 10 Số Nu loại là ? V.(11) Gen dài 3417 Å có số liên kết Hidro G và X số liên kết Hidro A và T Số Nu loại gen là ? VI.(12) Một gen chứa 3900 liên kết hidro và tổng loại Nu 60% Số Nu gen là ? c Hướng dẫn giải: (dạng 3.2) I Số liên kết hóa trị Axit và đường gen là: Ta có: G = 40% ; mà G + A = 50% => A = T = 10% , mà A = 300Nu => G= X= 300 40 =1200 Nu 10 Số Nu gen là: N = (1200 + 300)2 = 3000Nu Số liên kết hóa trị axit và đường là: Y = 2N – = (2 3000) – = 5998 II Số liên kết hóa trị các Nu gen: Y = N – = 3000 – = 2998 Số liên kết Hidro gen là: H = 2A + 3G = (2.300) + (3.1200) = 4200 Khối lượng gen là: Chiều dài gen là: Ta có: H + Y = 6448 Và: H – Y = 452 Cộng (1) và (2) 2H = 6900 => H = 3450 Từ: H + Y = 6448 => H = 6448 – Y Thế (3) và (2) 6448 – Y – Y = 452=> 2Y = 6448 – 452 => Y = 2998 Vậy: N = Y + = 2998 + = 3000(Nu) Chiều dài gen III L= M = N 300 M = 3000 300 = 900.000đvc (9.105 đvc) (1) (2) (3) N 3,4=5100 (Å) Số Nu loại gen là: Ta có: 2A + 3G = 3450 Và: 2A + 2G = 3000 Trừ (1) và (2) G = 450 Mà G + A = 1500 Số chu kì xoắn gen là: (1) (2) => G = X = 450 (Nu) => A = T =1500 – 450 = 1050 (Nu) (7) Ta có: (theo đề bài) Mà IV => Y = 1799 = 3598 Y = 2N – C= Vậy Y =1799 => 2N – = 3598 => N = (3598 + 2) : = 1800(Nu) N 1800 = =90( vòng) 20 20 Số Nu loại gen là: Theo đề bài: 2A + 3G = 2350 (1) Và 2A + 2G = 1800 (2) Trừ (1) cho (2) G = 550 => G = X = 550 (Nu) => A = T = (1800 : 2) – G = 900 – 550 = 350(Nu) 11 Chiều dài gen là: L = N 3,4 = 1800 3,4 = 6120Å Chiều dài gen là: Theo đề bài: G – A = 10% G + A = 50% Cộng (1) và (2) 2G = 60% => G = X = 60% : = 30% => A = T = 50% - 30% = 20% Ta có: 2A + 3G = 2184 Thế (3),(4) vào (5) 20 30 N +3 N =2184 100 100 (1) (2) (3) (4) (5) 40N + 90N = 218400 => N = 218400:130 = 1680 (Nu) L= Vậy chiều dài gen là: 10 Số nu loại là: Ta có: V N 1680 3,4= 3,4=2856 Å 2 => G= X= A = T = 20% => (11) Số Nu loại gen là: Số Nu của gen: N ¿ Ta có: Mà Thế (1) vào (2) => L 3417 = =2010( Nu) 3,4 3,4 2A = 3G 2A + 2G = 2010 3G + 2G = 2010 5G = 2010 Ta có tỉ số: => => N =1005 (Nu) (1) (2) => G = X = 402 (Nu) => A = T = 1005 – 402 = 603 (Nu) * Cách khác: Cứ Nu G có số liên kết Hidro Nu A VI 1680 30=504 (Nu) 100 1680 A=T = 20=336(Nu) 100 G = X = 30% G = Hay: A G+ A 1005 = =201 2+3 G A = => G = X = 201 = 402 (Nu) => A = T = 201 = 603 (Nu) (12) Xảy trường hợp: TH1: Giả sử A + T = 60% => A = T = 30% Mà: A + G = 50% => G = X = 50% - A% = 50% - 30% = 20% Theo bài ra: 2A + G = 3900 => (2 30 20 N)+(3 N)=3900 100 100 (8) => TH2: Giả sử ( giải tương tự) 120N = 390000 => N = 3250 (Nu) G + X = 60% => G = X = 30% 130N = 3900 => N = 3000 (Nu) Dạng 4.2: Tính số lượng Nu loại mạch đơn a Phương pháp giải: Gọi các Nu mạch đơn là: A1 , T1 , G1 , X1 Gọi các Nu mạch đơn là: A2 , T2 , G2 , X2 Theo NTBS ta có: A1 = T2 ; T1 = A2 ; G1 = X2 ; X1 = G2 => A = T = A1 + T1 = A2 + T2 = A1 +A2 = T1 + T2 => G = X = G1 + X1 = G2 + X2 = G1 +G2 = X1 + X2 Tính tỉ lệ phần trăm các loại Nu: ( xem thêm dạng 2) => => %A1+%A2 %T1+%T2 %A1+%T1 %A2+%T2 = = = 2 2 %G1+ %G2 %X1+%X2 %G1+%X1 %G2+%X2 %G=%X = = = = 2 2 %A=%T = b Bài tập vận dụng: (dạng 4.2) I Mạch đơn gen có tỉ lệ các loại Nu: A: T: G: X = 1: 2: 3: Gen chứa 3240 liên kết hidro Chiều dài gen ? Số lượng loại Nu gen ? Số liên kết hóa trị Axit và đường I Trên mạch gen có tỉ lệ các loại Nu : A,T,G,X là: 6: 4: 7: Biết gen dài 6120Å Tỉ lệ phần trăm loại Nu mạch thứ 2: A2, T2, G2, X2 so với số Nu gen? Số lượng các Nu mạch thứ là ? Số lượng loại Nu gen ? III Gen có 738 Nu loại X Mạch thứ gen có hiệu số Nu loại T với Nu loại A là 20% Mạch thứ hai có tổng số hai loại Nu G và X là 60% Chiều dài gen? Nếu mạch có tỉ lệ G = 2X Số lượng loại Nu: A , T , G , X mạch hai là ? c Hướng dẫn giải: (dạng 4.2) I Chiều dài gen: Giả sử mạch đơn đó là mạch ta có: A1 : T1 : G1 : X1 = : : : A T G1 X A 1+T 1+G 1+ X 100 %(nu) = = = = = =10 % 1+2+3+ 10 Vậy A1 = 10% ; T1 = 20% ; G1 = 30% ; X1 = 40% => A = T = (10% + 20%) : = 15% (1) G = X = (30% + 40%) : = 35% (2) Đề bài cho: 2A + 3G = 3240 (3) ¿ 15 35 N +3 N =3240 Thế (1) và (2) vào (3) => 100 100 ¿ 135 N=3240 => N = 2400 (Nu) 100 N 2400 L= 3,4= 3,4=4080 (Å) Vậy chiều dài gen là: 2 Số lượng loại Nu gen là: Dựa vào kết câu ta có: A = T = 15% 2400 = 360 (Nu) G = X = 35% 2400 = 840 (Nu) (9) II Số liên kết Hóa trị Axit và đường: Gọi Y là số liên kết hóa trị Axit và đường gen ta có: Y = 2N – = 2400 - = 4798 (Lk) Tỉ lệ phần trăm loại Nu mạch thứ là: Theo NTBS ta có: A1 = T2 ; T1 = A2 ; G1 = X2 ; X1 = G2 A2 : T2 : G2 : X2 = : : : A T G2 X A 2+T 2+ G2+ X 100 %N2 = = = = = =5 %N2 Vậy 20 20 III => A = 20% ; T2 = 30% ; G2 = 15% ; X2 = 35% Cách 2: (4) Giả sử mạch đơn đó là mạch ta có: A1 : T1 : G1 : X1 = : : : A T G1 X A 1+T 1+G 1+ X 100%N1 = = = = = =5 %N1 Vậy 20 20 => A1 = 30% ; T1 = 20% ; G1 = 35% ; X1 = 15% Theo NTBS ta có: A1 = T2 = 30% G1 = X2 = 35% T1 = A2 = 20% X1 = G2 = 15% Số lượng các Nu mạch thứ là: Số Nu mạch gen là: 2L L 6120 N= => N 1= = =1800( Nu) (1) 3,4 3,4 3,4 Theo đề bài ta có: A1 : T1 : G1 : X1 = : : : A T G1 X A 1+T 1+G 1+ X 100%N1 = = = = = =5 %% N Vậy 20 20 Thế (1) vào (2) ta được: 1800 =90 = 20 => A1 = 540(Nu) ; T1 = 360(Nu) ; G1 = 630(Nu) ; X1 = 270(Nu) Số Nu loại gen là: Ta có: A = T = A1 + A2 mà A2 = T1 Hay A1 + T1 = 540 + 360 = 900(Nu) Tương tự: G = X = G1 + G2 mà G2 = X1 G1 + X1 = 630 + 270 = 900(Nu) Chiều dài gen là: Đề bài cho mạch thứ gen: G2 + X2 = 60% Đề bài cho: X = 738 (Nu) Ta có công thức: G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2 N => G = X = G2 + X2 = 60% N2 ( hay ) = 738 (Nu) N 738 100 =1230(Nu) Vậy N2 ( hay )= 60 N L= 3,4=1230 3,4=4182 Å Chiều dài gen: Số lượng loại Nu A , T , G , X mạch sau: Ta có: G2 + X2 = 60%N2 => T2 + A2 = 40% N2 , mà T2 = A1 và A2 = T1 Nên: T1 + A1 = 40%N1 Đề cho: T1 – A1 = 20% N1 Cộng (1) và (2) 2T1 = 60% N1 => T1 = 30% Và A1 = 40% - 30% = 10% Ta có: G1 + X1 = G2 + X2 = 60%N2 = 738 (Nu) Đề cho, G1 = 2X1 Thế (4) và (3) ta có: X1 = 738 (Nu) => X1 = 738 : = 246 (Nu) (5) Thế (5) và (4): G1 = 246 = 492 (Nu) Vậy: T1 = 30% 1230 = 369 (Nu) (1) (2) (3) (4) (2) (10) A1 = 10% 1230 = 123 (Nu) Theo NTBS, ta được: A2 = T1 = 369 (Nu) T2 = A1 = 123 (Nu) G2 = X1 = 246 (Nu) X2 = G1 = 492 (Nu) Cách 2: (8) Ở mạch thứ cuả gen có T1 – A1 = 20% mà T1 = A2 ; A1 = T2 A2 – T2 = 20% (1) Mà đề cho G2 + X2 = 60%N2 A2 + T2 = 40%N2 (2) Từ (1) và (2) => 2A2 = 60% Vậy A2 = 30%N2 = 30% 1230 = 369 (Nu) Và T2 = 10%N2 = 10% 1230 = 123 (Nu) Ta có ( đề cho): G1 = 2X1 => X2 = 2G2 (3) Mà: G2 + X2 = 60%N2 (4) Thế (3) vào (4) ta được: 3G2 = 60%N2 => G2 = 20%N2 = 20% 1230 = 246 (Nu) X2 = 40%N2 = 40% 1230 = 492 (Nu) Các dạng bài tập chế tự ADN – GEN: Dạng 1.3: Xác định số Nu tự môi trường nội bào cung cấp cho quá trình tự a Phương pháp giải: - Cả mạch ADN mẹ làm mạch khuôn , các Nu mạch khuôn liên kết với các Nu tự môi trường nội bào theo NTBS - Kết quả: sau lần nhân đôi hình thành ADN giống và giống ADN mẹ Gọi Amt, Tmt ,Gmt ,Xmt là các Nu mà môi trường nội bào cung cấp; Nmt là tổng Nu môi trường nội bào cần cung cấp cho ADN tự lần Ta có: Amt = Tmt = AADN = TADN Gmt = Xmt = GADN = XADN Nmt = NADN * Khi ADN tự n lần: + Tổng ADN tạo thành: 2n + Tổng Nu các ADN con: 2n N + Tổng Nu loại các ADN con: 2n A = 2n T 2n G = 2n X => Amt = Tmt = ( 2n – ) AADN = ( 2n – ) TADN Gmt = Xmt = ( 2n – ) GADN = ( 2n – ) XADN Nmt = ( 2n – ) NADN * Xác định số Nu tự môi trường cần cung cấp để tạo các gen có nguyên liệu hoàn toàn (cả mạch đơn tạo thành từ các Nu tự do) Amt = Tmt = ( 2n – ) AADN = ( 2n – ) TADN Gmt = Xmt = ( 2n – ) GADN = ( 2n – ) XADN Nmt = ( 2n – ) NADN b Bài tập vận dụng: (dạng 1.3) * Bài tập: Gen dài 2040Å có T = 20% tổng số Nu Khi gen tự nhân đôi lần, môi trường nội bào cần cung cấp số Nu tự thuộc loại là ? Khi gen tự nhân đôi lần liên tiếp thì môi trường nội bào cần cung cấp số Nu tự là ? Một mạch đơn gen có tỉ lệ các loại Nu A : T : G : X = : : : Gen chứa 1560 liên kết hidro gen tự nhân đôi thì môi trường nội bào đã cung cấp số Nu tự các loại là bao nhiêu ? (11) !!! Câu 2: Đề bài nói không rõ Đúng giải là Nmt , đáp án lại giải theo số Nu loại, tức là phải giải: Amt = Tmt và Gmt = Xmt = … => giải hết phương án cho quen ! !!! Câu 3: Coi bài độc lập, không dùng kết câu trên, nghĩa là phải tìm N từ các kiện câu , tìm số lượng các loại Nu A, T, G, X chưa biết ! c Hướng dẫn giải: (dạng 1.3) * Bài tập: Số Nu tự loại môi trường nội bào cung cấp cho gen nhân đôi lần là: Tổng Nu gen: N= L 2040 = =1200 (Nu) 3,4 3,4 Ta có: (NTBS) => Vậy: T = A = 20% mà: T + G = 50% G = X = 50% - 20% = 30% T = A = 1200 20% = 240 (Nu) G = X = 1200 30% = 360 (Nu) Gọi A’, T’ ,G’ ,X’ là các Nu mà môi trường nội bào cung cấp: Vì gen nhân đôi có lần nên ta có công thức: Amt = Tmt = A = T = 240 (Nu) Gmt = Xmt = G = X = 360 (Nu) Số Nu tự môi trường nội bào cung cấp cho gen nhân đôi lần liên tiếp là: Gọi N’ là số Nu tự môi trường nội bào cung cấp cho gen nhân đôi lần liên tiếp: Ta có công thức: Nmt = NADN (2n – 1) Nmt = 1200 (25 – 1) = 37.200 (Nu) * Số Nu loại cần cung cấp là: Amt = Tmt = AADN (2n – 1) = 240 ( 25 – ) = 7.440 (Nu) Gmt = Xmt = GADN (2n – 1) = 360 ( 25 – ) = 11.160 (Nu) Giả sử đó là mạch gen: A T G1 X A 1+T 1+G 1+ X 100%N1 = = = = = = 10%N1 1+3+ 4+ 10 Ta có: => A1 = 10% = 10% T1 = 10% = 30% G1 = 10% = 40% X1 = 10% = 20% Mà A = T = A1 + T1 = (10% + 30%) : = 20% Và G = X = G1 + X1 = (40% + 20%) : = 30% Ta có tổng Nu gen là: Đề bài cho: H = 2A + 3G = 1560 Thế (1) và (2) vào (3): 20 30 N +3 N =1560 100 100 (1) (2) (3) N = 1200 (Nu) => A = T = 20% N = 20% 1200 = 240 (Nu) G = X = 30% N = 30% 1200 = 360 (Nu) Vậy số Nu môi trường cần cung cấp cho gen hoàn tất quá trình nhân đôi là: Ta có: Amt = Tmt = AADN = 240 (Nu) Gmt = Xmt = GADN = 360 (Nu) Dạng 2.3:Số liên kết Hidro, liên kết hóa trị bị phá vỡ và hình thành quá trình nhân đôi (12) a Phương pháp giải: * Tổng số liên kết hidro phân tử ADN là: H = 2A + 3G hay H = 2T + 3X - Khi phân tử ADN tự nhân đôi phá vỡ số liên kết hidro là: H = 2A + 3G hay H = 2T + 3X Khi phân tử ADN nhân đôi n lần thì số liên kết hidro bị phá vỡ là: ( 2A + 3G )( 2n – 1) = H ( 2n – 1) - Số liên kết hidro hình thành sau quá trình nhân đôi gấp đôi so với số liên kết hidro ban đầu ( hình thành phân tử mới) Do số liên kết hidro hình thành là: 2.( 2A + 3G ) ( 2n – 1) = 2H ( 2n – 1) * Liên kết hóa trị các Nu không bị phá vỡ tự thì tăng lên số liên kết hóa trị số liên kết hóa trị ban đầu gen ( hình thành mạch gen ) Khi tự n lần thì liên kết hóa trị hình thành là: Y ( 2n - ) b Bài tập vận dụng: (dạng 2.3) * Bài tập α : Một gen có 450 Nu loại G và Nu loại T = 35% Khi gen tự nhân đôi đã phá vỡ số liên kết hidro là ? Số liên kết hóa trị thành lập gen tự nhân đôi đợt liên tiếp là ? Số liên kết hidro hình thành sau lần gen tự nhân đôi là ? * Bài tập β : Một gen chứa 900A và 600X Khi gen đó tự nhân đôi lần, số liên kết hidro bị phá vỡ và hình thành là ? Giả sử thêm: Tính số LK hóa trị hình thành là bao nhiêu ? c Hướng dẫn giải: (dạng 2.3) * Bài tập α : Số liên kết hidro bị phá vỡ là: Theo đề bài cho: T = 35% Theo NTBS: => A = T = 35% G = X = 50% - 35% = 15% = 450(Nu) Từ (1) và (2) => A = T = 35% = 450 35 = 1050(Nu) 15 (1) (2) Số LK Hidro gen là: H = 2A + 3G = (2 1050) + (3 450) = 3450 (Lk) Khi gen tự nhân đôi lần, gen phá vỡ số liên kết gen Gọi H’ số LK hidro bị phá vỡ: H’ = HGen = 3450(Lk) Số LK hóa trị thành lập gen nhân đôi đợt: Số Nu gen là: N = 2A + 2G = (2 1050) + (2 450) = 3000(Nu) Số LK hóa trị gen là: Y = N – = 3000 – = 2998 (LK) Gọi Y’ là số LK hóa trị hình thành gen nhân đôi đợt Ta có: Y’ = YGen (2n – 1) Y’ = 2998 (25 – 1) Y’ = 2998 31 = 92.938(Lk) Số LK hidro hình thành sau lần gen nhân đôi là: Gọi HHT là số LK hidro hình thành gen nhân đôi Ta công thức: HHT = 2HADN (2n – 1) HHT = 3450 (25 – 1) = 213.900 (Lk) * Bài tập β : Số LK hidro gen là: H = 2A + 3G (13) H = (2 9000) + (3 6000) = 3600 (Lk) Số LK Hidro bị phá vỡ gen nhân đôi lần: Gọi HPV là số LK hidro bị pha vỡ HPV = HGen (2n – 1) = 3600 (22 – 1) = 10.800 (lk) Và gọi HHT là số LK Hiđrô hình thành sau lần gen nhân đôi HHT = HGen (22 – 1) = 3600 = 21.600(Lk) Số LK hóa trị hình thành là: Gọi Y’HT là số LK hóa trị hình thành sau ADN tự n lần Ta có: Y’HT = YGen (2n – 1) mà YGen = NGen – = NGen – (2n – 1) = (2 900) + (2 600) – (22 – 1) = 3000 – (3) = 8994 (Lk) Dạng 3.3: Xác định số lần tự nhân đôi ADN hay gen: a Phương pháp giải: - Các ADN cùng nằm tế bào có số lần tự - ADN nằm tế bào khác có số lần tự khác Biết số lần tự ADN (hay gen) => Số ADN (hay gen) con, số Nu môi trường cần cung cấp, số đợt phân bào Gọi n là số lần nhân đôi ADN (hay gen) + Số phân tử ADN tạo là: 2n + Trong nguyên phân, tế bào phân chia bao nhiêu lần thì ADN (hay gen) phân chia nhiêu lần + Trong tế bào sinh dục: số lần tái sinh gen số đợt phân bào trừ ( giảm phân lần phân bào có lần nhân đôi ADN ) I II b Bài tập vận dụng: (dạng 3.3) Một gen chứa 2520Nu đó 20% Nu loại X Gen nhân đôi số lần, các gen có 40.320Nu Số lần nhân đôi gen là ? Số liên kết Hidro bị phá vỡ quá trình gen nhân đôi ? Một gen tái cần môi trường nội bào cung cấp 3636 Nu, đó có 462Nu loại T Các gen chứa tất 4848 Nu Chiều dài gen ban đầu là ? * (chú ý: hướng dẫn HS đặt hệ và giải hệ cho đúng) Số lần gen tự nhân đôi ? Số Nu loại gen ban đầu ? A Gen nhân đôi đợt liên tiếp III Một gen có số Nu loại A = 240; số Nu loại G = IV Số gen tổng hợp là ? Số lượng loại Nu môi trường nội bào đã cung cấp cho gen là ? Số liên kết hidro bị phá vỡ quá trình tự ? Hai gen nhân đôi đợt liên tiếp và dài 3060Å Gen có 20% Nu loại A; gen có 30% Nu loại A Số gen tạo từ quá trình nhân đôi gen là ? 10 Số liên kết hidro bị phá vỡ quá trình nhân đôi gen là ? * Chú ý: I (câu:1)… các gen có 40.320Nu khác với câu nói “số Nu môi trường nội bào đã cung cấp cho quá trình nhân đôi là: 40.320Nu” Nếu là câu nói thì không tính được, mà phải có số nhỏ hơn, cụ thể là nhỏ tổng Nu (37.800) ! Do không thể sử dụng công thức : Nmt = NGen (2n – 1) (14) II I (câu 3): * (chú ý: hướng dẫn HS đặt hệ và giải hệ cho đúng) c Hướng dẫn giải: (dạng3.3) Số lần nhân đôi gen là: * xem chú ý!!! Số gen tạo là: 40.320 : 2520 = 16 (gen con) Số lần nhân đôi gen là: n Số gen tham gia nhân đôi ban đầu là: Ta có: 2n = 16 => n = Số LK hidro bị phá vỡ quá trình gen nhân đôi là: Số Nu X gen là: X = G = 20%N hay: 20% 2520 = 504 (Nu) Mà A + G = 50% => A = T = 30%N hay: 30% 2520 = 756 (Nu) Gọi HPV số LK hidro gen bị phá vỡ sau lần nhân đôi là: HPV = HGen (2n – 1) = ( 756 ) + ( 504 )(24 – 1) = 45.360 (lk) II Chiều dài gen ban đầu là: Gọi n là số lần tái gen N là tổng nu gen ( n và N nguyên dương) Ta có: 2n N = 4848 (1) n (2 – 1) N = 3636 Hay (2n N - N) = 3636 (2) ¿ Từ (1) và (2) ¿ trừ (1) cho (2) ¿ => N = 1212 (Nu) L= Chiều dài gen ban đầu: N 1212 3,4= 3,4=2060 Å 2 Số lần tái gen là: Ta có 2n = 4848 : 1212 = => n = (lần) * Cách khác: Ta có => Nmt = Ngen (2n - 1) mà Nmt = 3636 n 3636 = 1212 (2 – 1) 2n = (3636 : 1212) + = n=2 Số Nu loại gen ban đầu Ta có công thức: Tmt = Tgen (2n – 1) 462 = Tgen (22 – 1) => T = A = 462 : = 154 (Nu) G = X = (1212 : 2) – 154 = 452 (Nu) * Cách khác: (dùng quy tắc tam suất – cách không chính thức) Ta có 3636 (Nu) đó có 462 Nu loại T Vậy 1N = 1212 (Nu) đó có x? Nu loại T Do đó T = A = (1212 462) : 3636 = 154 (Nu) G = X = (1212 : 2) – 154 = 452 (Nu) III Số gen tổng hợp là: Ta có số gen là: 2n , mà n = => 23 = (gen con) Số lượng loại Nu môi trường nội bào cung cấp cho gen nhân đôi lần là: Ta có: Amt = Tmt = Agen (2n – 1) = 240 (23 – 1) = 1680 (Nu) Ta có: G= A hay G = 240=360 (Nu) (15) Vậy Gmt = Xmt = Ggen (2n – 1) = 360 (23 – 1) = 2520 (Nu) Số liên kết hidro bị phá vỡ quá trình gen (tự sao) nhân đôi đợt là: Ta có: Hpha vỡ = Hgen (2n – 1) = (2A + 3G) (23 – 1) = (2.240 + 3.360).7 = 10.920 (lk) IV Số gen tạo từ gen nhân đôi lần là: Gọi x là số gen tham gia nhân đôi Ta có công thức: x 2n = 2n , mà n = Nên số gen là = 23 = 16 (gen con) 10 Số LK hidro bị phá vỡ quá trình nhân đôi gen sau: * Gen 1: L 3060 = =1800(Nu) 3,4 3,4 20 1800=360(Nu) , mà A + G = 1800 : Gen có 20%A => A = T = 100 1800 − A=900 −360=540(Nu) => G = X = Số Nu gen 1: N (G1) = Số LK hidro gen là: H = (2 360) + (3 540) = 720 + 1620 = 2340 (Lk) Số LK hidro gen bị phá vỡ là: Hphá vỡ = Hgen (2n – 1) = 2340 (23 – 1) = 16.380 (Lk) * Gen 2: L 3060 = =1800(Nu) 3,4 3,4 30 1800=540(Nu) , mà A + G = 1800 : Gen có 30%A => A = T = 100 1800 − A=900 −540=360(Nu) => G = X = Số Nu gen 2: N (G2) = Số LK hidro gen là: H = (2 540) + (3 360) = 1080 + 1080 = 2160 (Lk) Số LK hidro gen bị phá vỡ là: Hphá vỡ = Hgen (2n – 1) = 2160 (23 – 1) = 15.120 (Lk) II ARN VÀ CƠ CHẾ SAO MÃ: 1.II Tóm tắt lí thuyết và chế mã: 1.1.II cấu tạo ARN: - ARN có cấu tạo đa phân gồm nhiều đơn phân là Ribônuclêôtit Mỗi Ribônuclêôtit cấu tạo bỡi thành phần + Đường ribôzơ (C5H10O5) + Axit photphoric (H3PO4) + Bazơ nitơ: loại (A) ; (U) ; (G) ; (X) - Cấu trúc bậc 1: Phân tử ARN là chuỗi mạch đơn Ribônuclêôtit nối với liên kết dọc điestephotphat (liên kết hóa trị) - Cấu trúc bậc 2: Phân tử ARN có thể uốn cong gấp khúc đặc biệt tạo cấu trúc bậc * So sánh ADN và ARN: - Giống nhau: + Đều là Axit nucleic có cấu trúc đa phân + Đơn phân gồm thành phần: H3PO4, C5H10O5 , và bazơ nitơ + Các đơn phân phải nối với mối liên kết bazơ nitric điestephotphat - Khác nhau: (16) ADN Số lượng đơn phân và khối lượng lớn ARN Số lượng đơn phân và khối lượng nhỏ nhiều Đơn phân có đường đêoxyribôzơ (C5H10O4) Đơn phân có đường ribôzơ (C5H10O5) Có bazơ nitơ loại T Có bazơ nitơ loại U Cấu trúc không gian xoắn kép Cấu trúc không gian mạch thẳng (mARN) xếp nhiều hình dạng uốn cong gấp khúc 1.2.II Các loại ARN: ( xem sách giáo khoa – Sinh học 9) 1.3.II Phiên mã (sao mã): a Khái niệm: Sự truyền tính trạng từ phân tử ADN mạch kép phân tử ARN mạch đơn là quá trình phiên mã (quá trình tổng hợp ARN) b Cơ chế phiên mã: Nhờ xúc tác Enzim ARN – pôlimeraza mạch đơn gen điều hòa (phân tử ADN) tách nhau, mạch 3’ 5’ dùng làm khuôn để tổng hợp mARN Các Nu trên mạch khuôn liên kết với các Nu tự tromg môi trường nội bào theo NTBS tạo mARN Đoạn ADN phiên mã xong xoắn lại, mARN sơ khai phiên mã theo hướng 5’ 3’ Việc tổng hợp ARN chuỗi thẳng sau đó thành cấu trúc bậc 2, tạo thành tARN và rARN * Gen có đoạn không dịch mã gọi là intron, đoạn dịch mã là exon mARN sơ khai bị loại bỏ các intron mARN chức (câu này mục đích phân biệt hai từ: intron, exon * So sánh quá trình tự với quá trình phiên mã: Tự (ADN nhân đôi) - Xảy lần, diễn toàn phân tử ADN - Nguyên liệu là các Nuclêôtit, enzim ADN pôlimeraza - Sự lắp ghép các Nu diễn trên mạch theo NTBS: A lk vớiT, G lk với X và ngược lại Phiên mã (tổng hợp mARN) - Xảy nhiều lần chu kì trung gian, xảy trên đoạn ADN tương ứng với một vài gen cấu trúc - Nguyên liệu là các ribônuclêôtit , enzim ARN pôlimeraza - Chỉ xảy trên mạch gốc có chiều 3’ 5’ ADN, theo NTBS: A lk với U, T lk với A, G lk với X và X lk với G - Tạo nhiều mARN giống - Tạo ADN giống nhau, giống ADN ban đầu - Truyền thông tin di truyền qua các hệ tế bào - Truyền thông tin di truyền từ ngoài và thể nhân c Điều kiện để có tổng hợp mARN: - Gen khởi động không bị ức chế - Có diện số enzim đặc trưng chủ yếu là ARN pôlimeraza hoạt động - Có lượng ATP d Những điều cần ghi nhớ ARN: (1) Trong phân tử mARN, các loại ribônuclêôtit A không U, G không X (2) Khi tổng hợp ARN có mạch đơn gen làm mạch khuôn, đó gen phiên mã lần cho phân tử mARN có số ribônuclêôtit với số Nu mạch khuôn, chiều dài gen với chiều dài mARN (3) Một gen mã x lần, môi trường nội bào phải cung cấp số ribônuclêôtit các loại là: (17) x N (N là số Nu gen), hay x rN (rN là số ribônuclêôtit mARN) (4) Khi đề bài cho biết số ribônuclêôtit loại cung cấp cho quá trình mã, yêu cầu tìm số lần mã, thì phải xác định mạch nào là mạch mã gốc gen Ví dụ: Một gen có trên mạch đơn thứ A1 = 600; T1 = 450 Gen mã (phiên mã) số lần liên tiếp môi trường nội bào đã phải cung cấp 2250 loại U Tính số lần mã gen ? Giải: Theo NTBS ta có: A2 = T1 = 450 (Nu) Cũng theo NTBS: U phải bổ sung với A Gọi x là số lần mã (điều kiện là x phải nguyên, dương) Ta có công thức: x A1 = 2250 Và x A2 = 2250 => x = 2250 : A1 = 2250 : 600 = 3,75 (trái với điều kiện) => x = 2250 : A2 = 2250 : 450 = (lần) Vậy gen đã phiên mã (sao mã) lần từ mạch khuôn là mạch (5) Khi biết số lượng hay tỉ lệ % các loại rN phân tử ARN thì suy tỉ lệ % hay số lượng loại Nu gen tương ứng, ngược lại biết số lượng hay tỉ lệ % số Nu gen thì không suy tỉ lệ % hay số lượng các loại rN mARN vì không xác định mạch nào là mạch khuôn và tỉ lệ % các Nu mạch đơn gen, nên với trị số các loại Nu mạch đơn gen ta có phân tử ARN khác (vô định) A = T = A1 + A2 = Um + Am ; G = X = G1 + G2 = Gm + Xm 2.II Các dạng bài tập chế mã: Dạng 1.2.II: Biết cấu trúc gen, xác định cấu trúc ARN và ngược lại, tương quan số lượng, tỉ lệ % Nu với ri bônuclêôtit a Phương pháp giải: (dạng 1.2.II) - Chỉ mạch gen dựng làm mạch khuôn theo chiều từ 3’ 5’ - Các Nu trên mạch khuôn LK với các Nu tự theo NTBS: A – U ; T – A ; G – X ; X - G Về số lượng: A = T = A1 + A2 = Um + Am ; G = X = G1 + G2 = Gm + Xm Tỉ lệ phần trăm (mỗi mạch đơn tính 100%) %A=%T = % Am +% Um ; %G=%X = % Gm+% Xm - Biết cấu trúc gen ta xác định đượccấu trúc ARN và ngược lại b Bài tập vận dụng: (dạng 1.2.II) I Một phân tử mARN có số rN loại A = 3000 chiếm 20% số rN phân tử Số Nu củ gen đó tổng hợp nên mARN đó là ? Số Nu thuộc loại có gen (biết các rN mARN phân bố theo tỉ lệ: U = 2A ; G = 3X) là? Chiều dài gen là ? II Trên gen, có 3820 liên kết hidro mạch đơn Gen này tổng hợp phân tử mARN có khối lượng phân tử 504.000đvc Biết tổng số (U + X) gấp lần tổng số (G + A) Chiều dài gen? Số Nu loại gen ? Số Nu môi trường cung cấp gen tự lần ? I Giải Bài tập vận dụng: (dạng 1.2.II) Một phân tử mARN có số rN loại A = 3000 chiếm 20% số rN phân tử Số Nu gen đó tổng hợp nên mARN đó là ? Số Nu thuộc loại có gen (biết các rN mARN phân bố theo tỉ lệ: U = 2A ; G = 3X) là? (18) Chiều dài gen là ? Giải: Ta có: A = 20% rN Số rN phân tử mARN là: rN = 3.000 100 : 20 = 15.000 (ribonu) Số Nu gen là: N = rN = 15000 = 30.000Nu Ta có số lượng loại rN mARN là: Am = 3000 mà Um = 2Am = 3000 = 6000 (ribonu) Gm + Xm = rN – (Am + Um) = 15 000 – (6000 + 3000) = 000 Mà Gm = 3Xm Thế (2) vào (1) ta được: 4Xm = 000 => Xm = 500 (ribonu) Vậy Gm = 500 (ribonu) Giả sử, mạch gen tham gia tổng hợp mARN Suy số lượng loại Nu gen sau: Am = 3000 => T1 = 3000 => A2 = 3000 (Nu) Um = 6000 => A1 = 6000 => T2 = 6000 (Nu) Gm = 4500 => X1 = 4500 => G2 = 4500 (Nu) Xm = 1500 => G1 = 1500 => X2 = 1500 (Nu) Vậy A = T = A1 + A2 = 6000 + 3000 = 9000 (Nu) G = X = G1 + G2 = 1500 + 4500 = 6000 (Nu) (1) (2) Chiều dài gen là chiều dài mARN hay chiều dài mạch đơn: L = (N : 2) 3,4 Å = 15000 3,4 = 51 000Å = 5,1µm II Trên gen, có 3820 liên kết hidro mạch đơn Gen này tổng hợp phân tử mARN có khối lượng phân tử 504.000đvc Biết tổng số (U + X) gấp lần tổng số (G + A) Chiều dài gen? Số Nu loại gen ? Số Nu môi trường cung cấp gen tự lần ? Giải: Chiều dài gen là: Cách chuẩn: Theo đề bài ta có: U + X = 2(A + G) (1) Mà 300 (U + X + A + G) = 504000đvc (2) Thế (1) vào (2) => A + G = 560 (nu) U + X = 1120 (nu) Ta tính rN = A + G + U + X = 560 + 1120 = 1680 (rNu) Vậy chiều dài gen là chiều dài mARN tương ứng L = (N : 2) 3,4 = rN 3,4 = 1680 3,4 = 5712 Å Cách gọn: Chiều dài gen là: Theo đề bài ta có: U + X = 2(A + G) Ta có: rN = 504000 : 300 = 1680 (rNu) Vậy chiều dài gen là chiều dài mARN tương ứng L = (N : 2) 3,4 = rN 3,4 = 1680 3,4 = 5712 Å Số Nu loại gen là: Số liên kết Hidro gen là: Mà 2rN = 1680 = N = Trừ (1) cho (2) ta được: Và 2A + 3G = 3820 (1) 2A + 2G = 3360 (2) G = X = 460 (nu) A = T = 1680 – 460 = 1220 (nu) Số Nu môi trường cung cấp gen tự lần là: (19) * Đề nói không rõ nên làm trường hợp : TH 1: Số Nu loại môi trường cung cấp cho gen lần: Amt = Tmt = AADN (2n – 1) = 1220 (23 – 1) = 8540 (nu) Gmt = Xmt = GADN (2n – 1) = 460 (23 – 1) = 3220 (nu) TH 2: Số Nu môi trường cung cấp cho gen lần: Nmt = NADN (2n – 1) = 3360 (23 – 1) = 23.520 (nu) MỘT SỐ BÀI TẬP TỔNG HỢP Bài 1: Một gen chứa 2580 Nu và 3354 liên kết (LK) hidro a) Xác định số lượng và tỉ lệ loại Nu gen ? b) Trên mạch thứ gen có 10%A và trên mạch thứ hai gen có 20%X Xác định số lượng loại Nu trên mạch gen ? c) Nếu gen phiên mã và lấy mạch làm mạch khuôn Tính số rN loại phân tử mARN đó Bài 2: Một phân tử ADN có 1239 LK hidro Hiệu số số lượng Nu loại T với Nu loại G là 182 a) Xác định thành phần % Nu các loại ? b) Để hoàn tất lần nhân đôi phân tử ADN, môi trường nội bào đã cung cấp 89.376Nu tự các loại Vậy có bao nhiêu phân tử ADN ban đầu cùng tham gia ? Bài 3: Một phân tử ADN gồm có gen: I , II , III Gen I có khối lượng phân tử gấp lần gen III Gen II có khối lượng phân tử gấp lần gen I a) Tính chiều dài gen: I , II , III Biết tổng số phân tử lượng gen là 390.000đvc b) Tính chiều dài phân tử ADN mm ? c) Tính số lượng Nu các loại gen Cho biết: - Gen I có A chiếm 10% tổng số các loại Nu - Gen II có A% - G% = 10% - Gen III có X chiếm 25% tổng số các loại Nu Bài 4: Gen thứ có chiều dài 0,306µm đó X chiếm 20% số Nu gen Gen thứ hai dài gen thứ , số A gen thứ hai nhiều số T gen thứ là 90 Nu a) Tìm tỉ lệ % và số Nu loại gen thứ ? b) Tìm tỉ lệ % và số Nu loại gen thứ hai ? c) Trên mạch thứ gen có A = 23% số Nu mạch, trên mạch thứ gen có X = 5% số Nu mạch Tìm số Nu loại trên mạch gen và gen hai ? (20) GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP TỔNG HỢP Bài 1: Một gen chứa 2580 Nu và 3354 liên kết (LK) hidro a) Xác định số lượng và tỉ lệ loại Nu gen ? b) Trên mạch thứ gen có 10%A và trên mạch thứ hai gen có 20%X Xác định số lượng loại Nu trên mạch gen ? c) Nếu gen phiên mã và lấy mạch làm mạch khuôn Tính số rN loại phân tử mARN đó Giải: a) Số lượng và tỉ lệ loại Nu gen: Ta có: N = 2580 và H = 3354 Hay: 2A + 2G = 2580 (1) 2A + G = 3354 (2) Trừ (2) cho (1) ta G = 774 N = 2580 Mà A+G= Vậy Ta có: Vậy Và G=X= 774 (Nu) A = T = 1290 – 774 = 516 (Nu) A% + G% = 50% = 1290 (Nu) G% = X% = 774 (Nu) A% = T% = 516 (Nu) => G% = X% A% = T% = 1290 (Nu) 774 x 50 =30 % 1290 516 x 50 =20 % , = 50% - G% = 50% - 30% = 20% = 1290 = b) Số lượng Nu loại trên mạch đơn gen: Số Nu mạch bổ sụng cho và tổng Nu mạch luôn tổng Nu mạch A1 = T ; T = A ; G = X ; X = G Số Nu mạch gen là = N : = 2580 : = 1290 (Nu) Ta có: A1 = 10 : 100 x 1290 = 129 (Nu) Mà A = T = 516 Trong đó: A = A1 + A2 = T1 + T2 = 516 => A2 = A – A1 = 516 – 129 = 387 (Nu) Tương tự : X2 = 20 : 100 x 1290 = 258 (Nu) G = X = 774 (21) X1 = X – X2 = 774 – 258 = 516 (Nu) Số Nu loại trên mạch đơn sau: A1 = T2 = 129 (Nu) T1 = A2 = 387 (Nu) G1 = X2 = 258 (Nu) X1 = G2 = 516 (Nu) c) Số rN loại mARN phiên mã từ mạch sau: mARN phiên mã từ mạch khuôn theo NTBS (A – Um ; T – Am ; G – Xm ; X – Gm ) A1 = Um = 129 (Nu) T1 = Am = 387 (Nu) G1 = Xm = 258 (Nu) X1 = Gm = 516 (Nu) Bài 2: Một phân tử ADN có 1239 LK hidro Hiệu số số lượng Nu loại T với Nu loại G là 182 a) Xác định thành phần % Nu các loại ? b) Để hoàn tất lần nhân đôi phân tử ADN, môi trường nội bào đã cung cấp 89.376Nu tự các loại Vậy có bao nhiêu phân tử ADN ban đầu cùng tham gia ? Giải: a) Thành phần % Nu các loại có phân tử ADN: Ta có: H = 2A + 3G = 1239 (1) Đề cho T – G = 182 mà A = T Hay A – G = 182 (2) Thế (2) vào (1) 2(182 + G) + 3G = 1239 5G = 1239 – 364 => G = 175 (Nu) Vậy G = X = 175 (Nu) A = T = G + 182 = 357 (Nu) Tổng Nu ADN: N = 2A + 2G = 2(357) + 2(175) = 1064 (Nu) 357 x 100 =¿ 33,6% 1064 175 x 100 =¿ 16,4% %G = %X = 1064 => %A = %T = = 50% - A% = 50% - 33,6% = 16,4% b) Số phân tử ADN cùng tham gia nhân đôi lần Gọi n là số lần nhân đôi ; X số phân tử ADN tham gia nhân đôi Ta có Nmt = x NADN ( 2n – ) 89.376 = x 1064 ( 23 – ) x Vậy = 89 376 =¿ 1064 x 12 x = 12 Bài 3: Một phân tử ADN gồm có gen: I , II , III Gen I có khối lượng phân tử gấp lần gen III Gen II có khối lượng phân tử gấp lần gen I a) Tính chiều dài gen: I , II , III Biết tổng số phân tử lượng gen là 390.000đvc b) Tính chiều dài phân tử ADN mm ? c) Tính số lượng Nu các loại gen Cho biết: - Gen I có A chiếm 10% tổng số các loại Nu - Gen II có A% - G% = 10% - Gen III có X chiếm 25% tổng số các loại Nu Giải: a) Chiều dài gen I , II , III là: (22) Gọi M1 là khối lượng phân tử gen I Gọi M2 là khối lượng phân tử gen II => Gọi M3 là khối lượng phân tử gen III Mà M1 + M2 + M3 = 390.000 đvc Hay: 3M3 + 9M3 + M3 = 390.000 đvc M1 = 3M3 MII = 3M1 = 9M3 => M3 =390.000 : 13 = 30.000 đvc M2 = x 30.000 = 270.000 đvc M1 = x 30.000 = 90.000 đvc - Chiều dài gen I: NGen I = M1 : 300 = 90.000 : 300 = 300Nu => LGen I = NGen I: 3,4 = 300 : 3,4 = 510 ( Å ) - Chiều dài gen II: NGen II = M2 : 300 = 270.000 : 300 = 900Nu => LGen II = NGen II: 3,4 = 900 : 3,4 = 1530 ( Å ) - Chiều dài gen III: NGen III = M3 : 300 = 30.000 : 300 = 100Nu => LGen III = NGen III: 3,4 = 100 : 3,4 = 170 ( Å ) b) chiều dài phân tử ADN mm: ta có: LADN = LGen I + LGen II + LGen III = 510 + 1530 + 170 = 2210 ( Å ) = 0,0002210 mm = 221.10-6 c) Số Nu các loại gen: * Gen I: Ta có: A = T = 10% (đề cho) , N1 = 300 Vậy A = T = 10 : 100 300 = 30Nu Và G = X = 40 : 100 300 = 120Nu Hoặc G = X = N1 – ( A + T ) : = 150 – 60 = 120Nu ( cách, cách nào đúng) Hoặc G = X = N1 : – A = 150 – 30 = 120Nu * Gen II: Ta có: A% + G% = 50% (1) A% - G% = 10% (2) Cộng (1) và (2) 2A% = 60% => A% = 30% Vậy A% = T% = 30% và G% = X% = 50% - 30% = 20% Do đó A = T = 30 : 100 900 = 270Nu G = X = 20 : 100 900 = 180Nu * Gen III: Ta có: X = G = 25 : 100 100 = 25Nu A = T = 100 – (X + G) : = 25Nu Bài 4: Gen thứ có chiều dài 0,306µm đó X chiếm 20% số Nu gen Gen thứ hai dài gen thứ , số A gen thứ hai nhiều số T gen thứ là 90 Nu a) Tìm tỉ lệ % và số Nu loại gen thứ ? b) Tìm tỉ lệ % và số Nu loại gen thứ hai ? c) Trên mạch thứ gen có A = 23% số Nu mạch, trên mạch thứ gen có X = 5% số Nu mạch Tìm số Nu loại trên mạch gen và gen hai ? Giải: a) Tỉ lệ % và số Nu loại gen thứ nhất: Ta có: Ngen I = 2L : 3,4 = (2 3060) : 3,4 = 1800 Nu Giả thiết cho X gen I = 20% tổng số Nu gen Theo NTBS ta có: X% = G% = 20% => X = G = (1800 20) : 100 = 360 Nu Và A% = T% = 30% => A = T = (1800 30) : 100 = 540 Nu (23) 32 b) Tỉ lệ % và số Nu loại gen thứ hai: Ta có: L gen II = L gen I => N gen II = N gen I = 1800 Nu Giả thiết cho: A gen II = T gen II + 90 = 540 + 90 = 630 Nu Theo NTBS ta có: A gen II = T gen II = 630 Nu => AII% = TII% = (630 100) : 1800 = 35% Và G genII = X gen II = (1800 : 2) - 630 = 270 Nu => GII% = TII% = (270 100) : 1800 = 15% hay GII% = TII% = 50% - 35% = 15% c) Số Nu loại trên mạch gen I và gen II: * Xét gen I: Ta có: A1 = 23% => T2 = 23% Và G1 = 5% <= X2 = 5% Theo NTBS ta tính được: A1 =T2 = 23% = [ 23 (N : 2)] : 100 = (23 900) : 100 = 207Nu T = T1 + A1 => T1 = T – A1 = 540 – 207 = 333Nu G1 = X2 = 5% = [ (N : 2)] : 100 = (5 900) : 100 = 45Nu Và X = X1 + G1 => X1 = X – G1 = 360 – 45 = 315Nu Vậy gen I: A1 = T2 = 207 Nu T1 = A2 = 333 Nu G1 = X2 = 45 Nu X1 = G2 = 315 Nu * Xét gen II: tương tự ta có Ta có: A1 = 23% => T2 = 23% Và G1 = 5% <= X2 = 5% Theo NTBS ta được: A1 = T2 = 23% = [ 23 (N : 2)] : 100 = (23 900) : 100 = 207Nu T = T1 + A1 => T1 = T – A1 = 630 – 207 = 423Nu G1 = X2 = 5% = [ (N : 2)] : 100 = (5 900) : 100 = 45Nu Và X = X1 + G1 => X1 = X – G1 = 270 – 45 = 225Nu Vậy gen I: A1 = T2 = 207 Nu T1 = A2 = 423 Nu G1 = X2 = 45 Nu X1 = G2 = 225 Nu TRƯỜNG THCS………………… Họ và tên HS:……………… Điểm: ĐỀ KIỂM TRA H.S BỒI DƯỠNG MÔN: SINH - HÈ: 2013 Phần: ADN – Biến dị Nhận xét Gáo viên: (24) Câu 1: Tóm tắt chế hình thành thể tứ bội nguyên phân và giảm phân ? Câu 2: Một gen có chiều dài 0,255µm , đó số Nu loại X là 150 Nu a Tính khối lượng phân tử gen ? b Tìm số lượng và tỉ lệ loại Nu gen ? c Trên mạch thứ gen có số T = 450, số G = 30 Hãy tính số Nu loại mạch gen ? PHÒNG GD-ĐT TUY PHƯỚC TRƯỜNG THCS………………… Họ và tên HS:……………… Điểm: ĐỀ KIỂM TRA H.S BỒI DƯỠNG MÔN: SINH - HÈ: 2014 Phần: ADN – Biến dị Nhận xét Gáo viên: Câu 1: Trình bày chế nhân đôi ADN và nêu ý nghĩa nó ? Câu 2: Một gen có chiều dài 0,255µm , đó số Nu loại X là 150 Nu a Tính khối lượng phân tử gen ? b Tìm số lượng và tỉ lệ loại Nu gen ? c Trên mạch thứ gen có số T = 450, số G = 30 Hãy tính số Nu loại mạch gen ? (25)