1. Nguyờn tắc tổng hợp Prụtờin
a. Quỏ trỡnh tổng hợp:
- Địa điểm: diễn ra ở ribụxụm trong tế bào chất. - Diễn biến:
+ Ribụxụm gắn vào mARN và trượt từng nấc theo từng bộ ba nulờụtit của mARN. + tARN vận chuyển cỏc axit amin vào ribụxụm để tổng hợp Prụtờin nếu bộ ba nulờụtit trờn tARN (bộ ba đối mó/anticụđon) lần lượt liờn kết với bộ ba nulờụtit trờn mARN (bộ ba mó sao/cụđon) theo NTBS:
A liờn kết với U
G liờn kết với X
+ Ribụxụm trượt hết chiều dài phõn tử mARN thỡ chuỗi axit amin được tổng hợp xong.
- Tham gia quỏ trỡnh tổng hợp cũn cú cỏc hệ enzim.
b. Nguyờn tắc tổng hợp:
- Nguyờn tắc khuụn mẫu: mARN là khuụn mẫu tổng hợp chuỗi axit amin.
- Nguyờn tắc bổ sung: bộ ba nulờụtit trờn tARN (bộ ba đối mó) lần lượt liờn kết với bộ ba nulờụtit trờn mARN (bộ ba mó sao) theo NTBS:
+ A liờn kết với U + G liờn kết với X
c. Mối quan hệ giữa mARN và Prụtờin:
- Mối quan hệ: ARN (mARN) là khuụn mẫu tổng hợp nờn chuỗi axit amin của Prụtờin. - Bản chất mối quan hệ: trỡnh tự cỏc nuclờụtit trờn mARN quy định trỡnh tự cỏc axit amin trờn chuỗi axit amin của Prụtờin.
Lưu ý:
Cứ 3 nuclờụtit của mARN thỡ mó húa 1 axit amin.
2. Mối quan hệ giữa gen và tớnh trạng
- Mối quan hệ:
và ngược lại, thỡ cỏc axit amin được đặt vào vị trớ.
Học sinh: Nguyễn Chõu An - 71 - Trường THCS Nguyễn Du
+ Phõn tử ADN thực hiện quỏ trỡnh tự nhõn đụi (tỏi bản). Một đoạn của phõn tử ADN (gen) làm khuụn mẫu tổng hợp nờn mạch ARN (mARN).
+ mARN là khuụn mẫu tổng hợp nờn chuỗi axit amin hỡnh thành nờn Prụtờin. + Prụtờin tương tỏc với mụi trường biểu hiện nờn tớnh trạng của sinh vật. - Bản chất:
+ 2 ADN con được tạo ra cú trỡnh tự sắp xếp cỏc nuclờụtit giống hệt nhau và giống ADN. Trỡnh tự sắp xếp cỏc nuclờụtit trờn gen quy định trỡnh tự sắp xếp cỏc nulờụtit trờn mARN, thụng qua đú quy định trỡnh tự sắp xếp cỏc axit amin trờn chuỗi axit amin hỡnh thành nờn Prụtờin.
+ Prụtờin tham gia vào cấu trỳc và hoạt động của tế bào, cơ thể hỡnh thành nờn tớnh trạng của sinh vật.
- Sơ đồ minh họa mối quan hệ:
Dịch mã Biểu hiện
Phiên mã
ADN (gen) ARN (mARN) Prôtêin Tính trạng
Tái bản ADN con
Gen quy định thành tớnh trạng ở sinh vật.
Nguyờn tắc bổ sung (NTBS) được thể hiện như thế nào trong cấu trỳc di truyền và cơ chế di truyền ở cấp độ phõn tử?
Trả lời:
- NTBS thể hiện trong cấu trỳc di truyền:
+ Trong phõn tử ADN: cỏc nuclờụtit trờn 2 mạch đơn liờn kết với nhau tạo thành cặp theo NTBS: A liờn kết với T, G liờn kết với X (và ngược lại).
+ Trong một số đoạn của tARN: cỏc nuclờụtit liờn kết với nhau theo NTBS: A liờn kết với U, G liờn kết với X (và ngược lại) tạo thựy.
- NTBS thể hiện trong cơ chế di truyền:
+ Trong quỏ trỡnh tổng hợp ADN: cỏc nuclờụtit trờn mỗi mạch đơn của phõn tử ADN liờn kết với cỏc nuclờụtit tự do trong mụi trường nội bào theo NTBS: A liờn kết với T, G liờn kết với X (và ngược lại).
+ Trong quỏ trỡnh tổng hợp ARN: cỏc nuclờụtit trờn mạch gốc của gen lần lượt liờn kết với cỏc nuclờụtit tự do trong mụi trường nội bào theo NTBS: A mạch gốc liờn kết với U tự do, T mạch gốc liờn kết với A tự do, G mạch gốc liờn kết với X tự do, X mạch gốc liờn kết với G tự do.
+ Trong quỏ trỡnh tổng hợp Prụtờin: cỏc nuclờụtit trong bộ ba đối mó của tARN liờn kết với cỏc nuclờụtit trong bộ ba mó sao của mARN theo NTBS: A liờn kết với U, G liờn kết với X (và ngược lại).
B. Bài tập thực hành: I. Phươn phỏp giải: I. Phươn phỏp giải: 1. Những đơn vị tớnh cơ bản ơ - 1 cm = 108Å - 1 mm = 107Å - 1 m = 104 Å - 1 g = 1012 pg (picrụgam) 2. Một số kớ hiệu cơ bản
Học sinh: Nguyễn Chõu An - 72 - Trường THCS Nguyễn Du
N Số lượng nuclờụtit của phõn tử ADN (gen) nuclờụtit nu rN Số lượng nuclờụtit trờn mạch ARN (ri)nuclờụtit nu A, T, G, X Số lượng cỏc loại đơn phõn của phõn tử ADN (gen) nuclờụtit nu A, U, G, X Số lượng cỏc đơn phõn của ARN (ri)nuclờụtit nu A1, T1, G1, X1
Số lượng cỏc loại đơn phõn trờn mạch đơn thứ nhất
của phõn tử ADN / gen nuclờụtit nu A2, T2, G2, X2 Số lượng cỏc loại đơn phõn trờn mạch đơn thứ hai
của phõn tử ADN / gen nuclờụtit nu Amt, Tmt / Umt,
Gmt, Xmt
Số lượng cỏc loại đơn phõn mụi trường cung cấp cho quỏ trỡnh tỏi bản của ADN / gen hoặc quỏ trỡnh phiờn mó của ARN.
nuclờụtit /
rinuclờụtit nu Pr Số lượng axit amin của Prụtờin axit min a.a MADN / Mgen Khối lượng phõn tử ADN / gen đơn vị Cacbon đvC
MARN Khối lượng của ARN đơn vị Cacbon đvC LADN / Lgen Chiều dài phõn tử ADN / gen ăngxtơrụng Å
LARN Chiều dài mạch ARN ăngxtơrụng Å C Số chu kỡ xoắn của phõn tử ADN / gen chu kỡ
TADN Số liờn kết húa trị của phõn tử ADN / gen liờn kết TARN Số liờn kết húa trị của ARN liờn kết H Số liờn kết hiđrụ của phõn tử ADN liờn kết Hpv Số liờn kết hiđrụ bị phỏ vỡ của phõn tử AND / gen liờn kết Hth Số liờn kết hiđrụ hỡnh thành của phõn tử ADN / gen liờn kết
Lưu ý:
Một số kớ hiệu như: L (chiều dài phõn tử), M (khối lượng phõn tử), N (số lượng nuclờụtit), T (số liờn kết húa trị)được xem là cỏc đơn vị tớnh của ADN / gen.
3. Một số cụng thức tớnh toỏn cơ bản
a. Cụng thức ứng dụng ADN:
- Số lượng nuclờụtit trờn phõn tử ADN (gen):
ADN
L M
N = 2. = =
3, 4 300 6 a.a
- Chiều dài phõn tử ADN (gen):
ADN
3, 4.M N
L = = 3, 4. = C.34
300.2 2
- Khối lượng phõn tử ADN (gen):
MADN ADN
L
= 300.N = 2. .300
3, 4 = 1800 a.a
- Số chu kỡ xoắn của phõn tử ADN (gen): ADN L N M C = = = = 20 3 3 a 4 15 .a 10
Học sinh: Nguyễn Chõu An - 73 - Trường THCS Nguyễn Du
TADN = N – 2 = LADN.2 M
- 2 = - 2 = ( - 23, 4 300 6 a.a) 3, 4 300 6 a.a)
- Số liờn kết hiđrụ của a phõn tử ADN (gen)
H =a.(2A + 3G) =a.(2T + 3G) = a.(2T + 3X) = a.(2A + 3X) - Số liờn kết hiđrụ bị phỏ vỡ của a phõn tử ADN (gen) sau k lần tỏi bản: - Số liờn kết hiđrụ bị phỏ vỡ của a phõn tử ADN (gen) sau k lần tỏi bản:
Hphỏ vỡ =a.(2k – 1).H = a.(2k – 1).(2A + 3G) = a.(2k – 1).(2T + 3G)
= a.(2k – 1).(2T + 3X) = a.(2k – 1).(2A + 3X). - Số liờn kết hiđrụ hỡnh thành của a phõn tử ADN (gen) sau k lần tỏi bản:
+ Số liờn kết hiđrụ hỡnh thành khi gen tỏi bản ở lần cuối cựng (lần thứ k)
Hhỡnh thành =a.2k.H = a.2k.(2A + 3G) =a.2k.(2T + 3G)
= a.2k.(2T + 3X) = a.2k.(2A + 3X).
+ Số liờn kết hiđrụ hỡnh thành trong toàn bộ quỏ trỡnh gen tỏi bản k lần
Hhỡnh thành =a.2.H.(2k – 1) - Theo NTBS: A = T ; G = X: N = 2A + 2G = 2A + 2X = 2T + 2G = 2T + 2X N 2 = A + G = A + X = T + G = T + X A G A + G = = 1 = 1 T X T + X - Trờn hai mạch: A1 = T2 ; T1 = A2 ; X1 = G2 ; G1 = X2: A = T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2. G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2. - Số phõn tử ADN (hoặc gen) con được tạo ra sau k lần tự nhõn đụi:
+ Từ 1 ADN mẹ: 2k.
+ Từ a ADN mẹ: a.2k.
- Số nuclờụtit trong tất cả cỏc phõn tử ADN hoặc gen con sau quỏ trỡnh nhõn đụi k lần: + Từ 1 ADN mẹ: N.2k.
+ Từ a ADN mẹ: a.N.2k.
- Số nuclờụtit mụi trường cung cấp cho quỏ trỡnh nhõn đụi k lần của ADN hoặc gen: + Từ 1 ADN mẹ: N.(2k – 1).
+ Từ a ADN mẹ: a.N.(2k – 1).
- Số nuclờụtit mụi trường cung cấp cho quỏ trỡnh nhõn đụi k lần của ADN hoặc gen: + Từ 1 ADN mẹ: N.(2k – 1).
+ Từ a ADN mẹ: a.N.(2k – 1).
- Số nuclờụtit mỗi loại mụi trường cung cấp cho quỏ trỡnh nhõn đụi của ADN hoặc gen: + Từ 1 ADN mẹ:
Amụi trường = Tmụi trường = A.(2k – 1) = T.(2k – 1).
Gmụi trường = Xmụi trường = G.(2k – 1) = X.(2k – 1).
+ Từ a ADN mẹ:
Amụi trường = Tmụi trường = a.A.(2k – 1) = a.T.(2k – 1).
Gmụi trường = Xmụi trường = a.G.(2k – 1) = a.X.(2k – 1).
Học sinh: Nguyễn Chõu An - 74 - Trường THCS Nguyễn Du - Số lượng rinu ADN L N M rN = = = 2 3, 4 600= 3 a.a - LARN = LADN N = 3, 4. = 3, 4.rN 2