CHƯƠNG III : ADN VÀ GEN A/ Tóm tắt lí thuyết: - Mỗi chu kì xoăn có 10 cặp nucleotit và cao 34 A O , nên kích thước của mỗi cặp nucleotit là 3,4A o . Một Nucleotit có khối lượng khoảng 300 đvc - Theo nuyên tắc bổ sung : A liên kết với T, G liên kết với X . Vì vậy A=T, G=X Từ đó suy ra: + Số lượng nucleotit của cả ADN hoặc gen kí hiệu là: N= 2A+2X + Số lượng nucleotit ở 1 mạch của ADN hay gen: N/2= A+X + % Của 2 loại nucleotit không bổ sung : %A+%X=50% + chiều dài của phân tử ADN hay gen: L= N/2 x 3,4A 0 - Gọi k là số lượt tự sao từ 1 phân tử ADN(gen) ban đầu. Số phân tử được tạo ra ở đợt tự sao cuối cùng là 2 k - 1 axit amin được mã hóa bởi 3 nucleotit trên mARN . Khối lượng của 1 aa là 110 đvc - B/Một số cơng thức: 1. Mối liên quan về số lượng các loại nucleotit trong phân tử ADN ( hoặc GEN ) A = T ; G = X ; A = T = 2 N - G = 2 N - X . N =A + T + G + X = 2A + 2G = 2T + 2X 2. Mối liên quan về số lượng từng loại nucleotit trong 2 mạch đơn của ADN + Số lượng: mạch 1 : A 1 T 1 G 1 X 1 mạch 2 : A 2 T 2 G 2 X 2 => A = T = A 1 + A 2 = T 1 + T 2 = A 1 + T 1 = A 2 + T 2 G = X= X 1 + X 2 = G 1 + G 2 = X 1 + G 1 = X 2 + G 2 + Thành phần % A% = T% = 1% 2% 1% 2% 2 2 A A T T + + = G% = X% = tương tự 3. Từ mối liên quan về số lượng các loại nucleotit trong phân tử ADN có thể suy ra mối liên quan về số lượng và % các loại nucleotit của gen và mARN + Về số lượng : U m + A m = A = T G m + X m = X = G +Về % : A% = T%; G% = X% A% + T% + G% + X% = 100% 2A% + 2G% = 100% ; A% + G% = 50% %A = %T = % % 2 Am Um+ ; %G = %X = % % 2 Gm Xm + 4. Chiều dài của phân tử ADN (hoặc GEN) N = A + T + G + X l ADN = 2 N x 3,4 A 0 => N = 2 3,4 L ( N : là tổng số nuclêôtít của gen ; L : là chiều dài ) L = 2 N 3,4 A o N = 300 M [ M = N. 300 đđvC 5. Số chu kì xoắn của ADN (hoặc GEN) L = S x . 34 A 0 => S x = L : 34 A 0 (S x là số chu kì xoắn ) cũng có thể áp dụng công thức : S x = 20 N vòng xoắn: C = 20 N [ N = C. 20 6. Số nucleotít môi trường nội bào cung cấp cho ADN ( hoặc GEN ) sau k lần nhân đôi: - Tổng số nucleotít tự do môi trường nội bào cung cấp : + AND tự nhân đôi 1 lần: N u , = N u ADN + ADN tự nhân đôi k lần: N u , = N u ( 2 k – 1 )ADN - Số nucleotít mỗi loại môi trường nội bào cung cấp : + ADN tự nhân đôi 1 lần: A ’ = T ’ = (2 k – 1) A G ’ = X ’ = (2 k – 1) G + AND tự nhân đôi k lần: A ’ = T ’ = A (2 k – 1)AND G ’ = T ’ = G (2 k – 1)ADN 7. Số liên kết hiđro : H = 2A + 3G gọi H là số liên kết hiđrô trong phân tử AND A liên kết với T = 2 liên kết hiđrô; G liên kết với X = 3 liên kết hiđrô 8. Tìm khối lượng phân tử: M ADN = N x 300đvC (M Nu = 300đvC) C/Bài tập vận dụng: Bài 1: Một gen có chiều dài 5100A 0 tổng hợp được phân tử mARN co ùA m =150 ; U m = 300 ; G m = 500. Tính số ribônuclêôtít loại X m và số nuclêôtít từng loại của gen ? Giải -Số nuclêôtít của gen là: N = 2L: 3,4 = 2(5100) :3,4 = 3000 -Số ribônuclêôtít của mARN là: R Nu = N/2 = 3000 :2 = 1500 . hoặc áp dụng công thức: R Nu = L : 3,4 = 1500. - Tổng số ribônuclêotit của mARN là : U m + A m + G m + X m = 1500 => X m = 1500 – (U m + A m + G m ) = 550 - Theo nguyên tắc sao mã ta có : U m + A m = A gen = T gen = 450 G m + X m = X gen = G gen =1050 Bài 2; Một gen có chiều dài 0, 51 micromet có G = 900 Nu . a. xác đònh chiều dài của gen b. tính khối lượng phân tử của gen ( biết rằng khối lượng phân tử của 1 nuclêôtít là 300 đ.v.C ) c. tính số liên kết hro giữa các nuclêôtít của gen Giải a. Chiều dài của gen 0, 51 micromet = 5100 A 0 Số nucleotit của gen là : N = 2 3,4 L thay số vào ta có : 2(5100) 3,4 = 3000 nuclêôtít b. khối lượng phân tử của gen là : 3000 x 300 đ.v.C = 9.10 5 đ.v.C c. Theo đề bài : G = 900 Theo NTBS ta có : số lượng từng loại nuclêôtít của gen là : G = X = 900 A = T = 1500 – 900 = 600 ( N ) - Số liên kết hiđro là : H = 2A + 3G -> Thay số vào ta có : 2(600) + 3(900) = 3900 liên kết . Bài 3: Một đoạn ARN có cấu trúc : – G – G – U – U – G – A – X – A – U – U – X – G – A – U – U – G – U – A – G – G – A – a. Tính số chu kì xoắn và chiều dài của đoạn ADN đã tổng hợp nên đoạn ARN trên b. Nếu đoạn ADN trên tự nhân đôi 3 lần thì tỉ lệ phần trăm từng loại nucleotit môi trường nội bào cung cấp là bao nhiêu ? Giải a. Đoạn ADN có số nucleotit mỗi loại là : U m + A m = A = T = 12 G m + X m = X = G = 9 => Số chu kì xoắn là : 2,1 ; chiều dài là : 71,4 A 0 b. Đoạn ARN có U = 7 , A = 5 , X = 2 , G = 7 => Đoạn ADN có số nucleotit mỗi loại là : U m + A m = A = T = 12 G m + X m = X = G = 9. Và có tổng số nucleotit là : A + T + G + X = 42 (N) . Số nucleotit mỗi loại mà môi trường cung cấp sau 3 lần tái bản là: A = T = ( 2 3 – 1 ) A = 84 G = X = ( 2 3 – 1 ) G = 63 Tổng số nucleotit của đoạn ADN sau 3 lần tái bản là: số N của đoạn ADN gốc + số N của môi trường cung cấp = 42 + 2( 84 + 63 ) = 336 (N) = 100% Đoạn ADN trên tự nhân đôi 3 lần thì tỉ lệ phần trăm từng loại nucleotit môi trường nội bào cung cấp là : 336 (N) = 100% => A = T = 84 = 25% ; G = X = 63 = 18,75% Bài 4: Một gen có 3000 nucleotit, trong đó có 900 A 1. Xác đònh chiều dài của gen. 2. Sô nucleotit từng loại của gen là bao nhiêu? 3. Khi gen tự nhan đôi 1 lần đã lấy từ môi trường tế bào bao nhiêu nucleotit? Giải: 1. Chiều dài của gen là: ( 3000:2) x 3,4 = 5100A O 2. Số nucleotit từng loại của gen: A = T = 900 nucleotit, G = X = ( 3000 : 2 ) – 900 = 600 nucleotit 3. Khi gen tự nhân đôi 1 lần đã lấy từ môi trường nội bào 3000 nucleotit Bài 5: Một gen cấu trúc có 6o chu kì xoắn, và có G= 20% nhân đôi liên tiếp 5 đợt. Mỗi gen con phiên mã 3 lần , mỗi mARN cho 5riboxom trượt qua để tổng hợp protein. a. Tính số lượng nucleotit gen. b. Khối lượng phân tử của gen là bao nhiêu? c. Tính số nucleotit mỗi loại mà môi trường nội bào cần cung cấp cho gen tái bản. d. Số lượng Nu mà môi trường nội bào cung cấp để các gen con tổng hợp tổûng hợp mARN là bao nhiêu? e. Tính số lượng phân tử Protein được tổng hợp, Số lượng axit amin mà môi trường cung cấp để tỏng hợp các phân tử Protein. Trong quá trình tổng hợp Protein đã giải phóng ra bao nhiêu phân tử nước, và hình thành bo số lượng phân tử prôtêin được tổng hợp từ 96 mARN là: 96 x 5 = 480 Protein -số lượng axit amin cần cung cấp để tổng hợp nên 1 phân tử prôtêin là: 600 - 1 = 199 f. 3 nhiêu mối liên kết peptit? GIẢI: a.Mỗi chu kì xoắn của gen có 10 cặp Nu. Vậy số lượng Nu của gen là: 60 x 20 = 1200 Nu b. Mỗi Nu nặng trung bình là 300 đvc. suy ra khối lượng phân tử của gen là: 1200 x 300 = 360000 đvc c. Dựa vào NTBS và theo giả thiết, ta có % và số lượng mỗi loại Nu của gen : G=X=20%, A=T=30% ==> Suy ra G=X= 1200 x 30 = 360 Nu ; A=T= 1200 x 20 = 240 Nu 100 100 -số lượng nuclêôtit mỗi loại môi trường cung cấp cho gen tái bản 5 đợt liên tiếp. A=T= ( 2 5 -1) 360 = 31 x 360 = 11160 Nu G=X= ( 2 5 -1) 240 = 31 x 240 = 7440 Nu d. số lựong phân tử mARN Các gen con tổng hợp được : 32 x 3 = 96 mARN -số lượng ribônucleotit cần cung cấp để tổng hợp 1 phân tử mARN là: 1200 = 600 Ribo 2 -tổng số ribônucleotit cần cung cấp để tổng hợp 96 mARN là: 600(rib) x 96 = 57600 Ribo e Mỗi phân tử mARN có 5 ribôxom trượt qua sẽ tổng hợp được 5 phân tử prôtein .suy ra (trong số 200 bộ ba trên phân tử mARN thì có 199 bộ ba mã hóa axit amin còn bộ ba cuối cùng của mARN gội là bộ 3 kết thúc không tham gia vaò quá trình giải mã .vì vậy ,muốn xác đònh số lượng axit amin cần cung cấp để tổng hợp nên 1 phân tử prôtêin thì ta phải lấy tổng số bộ ba trên gen ( hoặc trên phân tử mARN) trừ đi 1 bộ ba kết thúc không tham gia quá trình giải mã) - Số lượng axit amin cần cung cấp để tôûng hợp nên 480 Protein là: 199 x 480 = 95520 aa. f. Để tổng hợp được 1 phân tử Protein gồm có 199 aa cần giải phóng ra 199 – 1 = 198 phân tử nước để hình thành 198 liên kết peptit. Suy ra số lượng phân tử nước được giải phóng khi tổng hợp 480 phân tử Protein là: 198 x 480 = 95040 phân tử nước - Từ đó suy ra số liên kết peptit được hình thành là bằng số phân tử nước được giải phóng ra trong quá trình hình thành các liên kết peptit nghóa là đã hình thành 95040 liên kết peptit. Bài 6: Một gen có chiều dài 0,51 Micromet, gen này nhân đơi một số lần, mỗi gen con tạo ra tổng hợp một phân tử ARN. Các phân tử ARN có chứa tất cả 24.000 ribo nucleotit. a. Tính số lần gen nhân đôi. b. Số lượng nucleotit trong các gen con và số lượng nucleotit mà môi trường nội bào cung cấp cho gen nhân đôi? GIẢI: a. Đổi 0,51 (µ m) = 0,51.10 4 (A o ) = 5.100(A o ) Chiều dài của gen là: L = 5.100(A o ) Số Nucleotit của gen là: N = 1 3,4 2 = 5100 3,4 2 = 3.000(nucleotit) Số lượng Ribonucleotit của ARN là: N 3000 1 2 N = 3000 2 = 1.500(Ribonucleotit) Gọi x là số lần nhân đôi của gen: Vậy số gen con là: 2 x Mỗi gen con tổng hơp 1 ARN  Số ARN là 2 x Số Ribonucleotit trong các phân tử ARN là: 2 x 2 N = 24.000 => 2 x = 24000.2 3000 = 16 = 2 4 => X= 4 Vậy gen nhân đôi 4 1ần. b. Số lượng Nucleotit trong các gen con 2 x .N = 16.3000 = 48.000 (Nucleotit) Số lượng Nucleotit môi trường nội bào cung cấp cho gen nhân đôi là: (2 x - 1)N = (16 - 1)3000 = 45.000 (Nucleotit) Bài 7: Trong một tế bào chứa hai gen có chiều dài bằng nhau. Số liên kết hiđrô của gen thứ nhất nhiều hơn số liên kết hiđrô của gen thứ hai là 160. Khi tế bào chứa hai gen trên nguyên phân 4 lần thì môi trường đã cung cấp cho gen thứ nhất 3000 nuclêôtít loại A và môi trường cung cấp cho gen thứ hai 6750 nuclêôtít loại G. Hãy xác định: a. Số nuclêôtít mỗi loại của mỗi gen? b. Chiều dài của mỗi gen? c. Số chu kỳ xoắn và số liên kết hiđrô của mỗi gen? GIẢI: a. Vì l 1 = l 2 => N 1 = N 2 2A 1 + 2G 1 = 2A 2 + 2G 2 (1) 2G 1 – 2G 2 = 2A 2 – 2A 1 <=> G 1 – G 2 = A 2 – A 1 (2) Theo đề: H 1 = H 2 + 160 2A 1 + 3G 1 = 2A 2 + 3G 2 + 160 (3) Từ (1) và (3) => G 1 – G 2 = 160 Và từ (2) => G 1 – G 2 = A 2 – A 1 = 160 Mà: A 1 = 3000 : (2 4 -1) = 200 => A 2 = 200 + 160 = 360 G 2 = 6750 : (2 4 – 1) = 450 => G 1 = 450 + 160 = 610 Vậy số nu mỗi loại của các gen: Gen 1: A = T = 200 (nu) và G = X = 610 (nu) Gen 2: A = T = 360 (nu) và G = X =450 (nu) b. l 1 = l 2 = (200 + 610) 3,4 = 2754 (A 0 ) c. C 1 = C 2 = (200 + 610) 2 : 20 = 81 (chu kỳ xoắn) H 1 = (2 x 200) + (3 x 610) = 2230 (liên kết hiđrô) H 2 = 2230 – 160 = 2070 (liên kết hiđrô) Bài 8: Một đoạn phân tử ADN có 2 gen: - Trên một mạch của gen I có A= 15%, T= 25%, gen đó có 3900 liên kết hyđrô. - Gen thứ II dài 2550 A 0 và có tỷ lệ từng loại nu clêôtít trên mạch đơn thứ 2: A = T : 2 = G : 3 =X : 4. Xác định: 1. Số lượng và tỷ lệ từng loại nuclêôtít của mỗi gen? 2. Số liên kết hyđrô và số liên kết hoá trị của đoạn phân tử ADN nói trên? GIẢI: 1. Số lượng và tỉ lệ từng loại nu. Của mỗi gen: a. GenI: A = T = (15% + 25%) : 2 = 20 % ; G = X = 50% - 20% = 30%. Gọi N là số lượng nu. Của gen số liên kết H: 2A + 3G = 3900 (2 x 20%) N + (3x30%)N = 3900 N = 3000. Số lượng từng loại nu. của gen I: A =T = 3000 x 20% = 600 nu ; G =X = 3000 x 30% = 900 nu. bGen thứ II: Số nu. trên mỗi mạch của gen: 2550A 0 : 3,4 A 0 = 750 nu. Mạch thứ 2 của gen có: A 2 = T 2 /2 = G 2 / 3 = X 2 /4 T 2 = 2A 2 ; G 2 = 3A 2; ; X 2 = 4A 2. A 2 + 2A 2 + 3A 2 + 4A 2. = 75 A 2 = 75 ; T 2 = 75 x 2 = 150 . Số lượng nu. của cả gen thứ II : 750 x 2 = 1500 nu. Số lượng và tỉ lệ từng loại nu. của gen II: A = T = 75 + 150 = 225 nu. = (225 : 1500) x 100% = 15%. G = X = 50% - 15% = 35% x 1500 = 525 nu. 2. Số liên kết H và liên kết hoá trị của đoạn phân tử ADN: - Số liên kết H của gen II: 2 x 225 + 3 x 525 = 2025 . - Số liên kết H của đoạn ADN : 3900 + 2025 = 5925. - Tổng số nu. của đoạn ADN : 3000 + 1500 = 4500. - Số liên kết hoá trị của đoạn ADN : 2 x 4500 – 2 = 8998. Bài 9: Một gen có số liên kết hyđrô là 4140 và có hiệu số giữa Ađênin với một loại Nuclêôtit khác là 20%. 1. Tính số lượng từng loại Nuclêotit của gen? 2. Khi gen đó nhân đôi 3 lần, các gen con đều tham gia phiên mã 5 lần tạo thành các mARN, mỗi mARN đều có 2 Riboxom trượt hết một lượt để giải mã tạo thành các chuỗi polipeptit. Hỏi quá trình đó môi trường nội bào cần cung cấp bao nhiêu axit amin? GIẢI: 1. Số lượng từng loại Nu của gen : Gọi N là số Nuclêôtit của gen. Gen có hiệu số giữa guanin với 1 loại Nuclêôtit khác bằng 10% ta có: A – G = 20% N G + A = 50% N 2A = 70% N  A = 70%N : 2 = 35%N G = 50% N – 35% N = 15% N Gen có 3600 liên kết Hyđrô nên: 2A + 3G = 4140 35 15 2 3 4140 100 100 N N + = 1,15 N = 4140 N = 3600 Nu Vậy số lượng từng loại Nuclêôtit của gen là: A = T = 35% = 35% x 3600 = 1260 Nu G = X = 15% = 15% x 3600 = 560 Nu 2. Số axit amin môi truờng cần cung cấp cho quá trình giải mã: Tổng số Nu có trong một phân tử mARN tạo ra từ gen đã cho là: N gen /2 = 3600/2 = 1800 Nu Số ADN con tạo thành sau 3 lần nguyên phân là: 2 3 = 8 phân tử Số mARN tạo ra từ các phân tử AND con phiên mã 5 lần là: 8 . 5 =40 phân tử Số axit amin cần cung cấp cho 1 riboxom trượt 1 lượt trên 1 phân tử mARN là: [...]... c Do bị tác nhân phóng xạ gen I bị đột biến có 3799 liên kết hiđro Hãy cho biết đây là dạng đột biến gì? Số nu từng loại của mỗi gen là bao nhiêu? Biết rằng chiều dài của gen không thay đổi GII : a - Gọi k1 là số lần tự sao của gen I => Số gen con đợc tạo ra từ gen I là 2k1 - Gọi k2 là số lần tự sao của gen II => Số gen con đợc tạo ra từ gen II là 2k2 Theo đầu bài tổng số gen con đợc tạo ra là 2k1 +... gen D mt liờn kt hirụ nhng chiu di 2 gen bng nhau a t bn liờn quan n bao nhiờu cp Nu v thuc dng no ca t bin gen ? b Xỏc nh s lng cỏc loi Nu trong gen D, gen d GII : a.Dạng đột biến gen : - Chiều dài 2 gen D và d bằng nhau dạng đột biến thay thế - Liên kết hiđrô tăng 1 1 cặp A T đợc thay thế bằng 1 cặp G - X b Xác định số lợng các loại Nu: - Gen D :Theo NTBS ta có : G = X = 186 Nu Mặt khác: H = 2 A +... AAA thỡ s Nu loi A v G ca th d bi phi gp 3 ln s Nu A v G ca gen A Ta cú : S nu A = 1320: 3 = 660 v G = 228 0 : 3 = 760 ( Nu ) Khụng phự hp bi - Nu th d bi cú kiu gen l AAa Ta cú : s nu ca th d bi AAa l : A = Agen A 2 + Agen a = 480 2 + 360 = 1320 ( Nu) G = Ggen A 2 + Ggen a = 720 2 + 840 = 228 0 ( Nu ) ( Phự hp vi bi) Vy th d hp núi trờn cú kiu gen : AAa 3 t l cỏc loi giao t v hp t : P: AAa x... crụmột : Gen A cú 3120 liờn kt hidrụ, gen a cú 3240 liờn kt hirụ 1 Tớnh s lng nuclờụtit tng loi ca mi gen 2 Do b t bin cp gen trờn ó xut hin th 2n+1 v cú s nuclờụtit thuc cỏc gen trờn l : A=1320 v G = 228 0 Cho bit kiu gen ca th d bi núi trờn ? 3 Cho th d bi núi trờn lai vi c th bỡnh thng cú kiu gen Aa Hóy xỏc nh t l cỏc loi giao t v hp t to thnh ? GII : 1 S nucleotit tng loi ca mi gen trờn - Chiu... sao của gen I là: AII ( 2k2 - 1) Theo giả thiết ta có: AI ( 2k1 - 1) + AII ( 2k2 - 1) = 17200 => AI ( 2k1 - 1) + (AI + 120) ( 27-k1 - 1) = 17200 + Trờng hợp 1: k1 = 3 => 7 A1 + ( AI + 120) 15 = 17200 22AI = 15400 AI = 700 (nu) Gen I có : AI = TI = 700 (nu) GI = XI = 800( nu) Bi 18: Phõn tớch thnh phn húa hc ca 1 phõn t AND, ngi ta cú kt qu s nuclờotit trõn cỏc mch n nh sau: + Trờn mch n 1 cú: A1= 2000, . tôûng hợp nên 480 Protein là: 199 x 480 = 95 520 aa. f. Để tổng hợp được 1 phân tử Protein gồm có 199 aa cần giải phóng ra 199 – 1 = 198 phân tử nước để hình thành 198 liên kết peptit. Suy ra số. 1 = 599 aa Số axit amin cần cung cấp cho 2 riboxom trượt 1 lượt trên 1 phân tử mARN là : 599 . 2 = 1 198 aa Vậy số axit amin cần cung cấp cho cả quá trình giải mã là : 40 . 1 198 = 4 792 0 aa Bài. Số liên kết H của đoạn ADN : 390 0 + 2025 = 592 5. - Tổng số nu. của đoạn ADN : 3000 + 1500 = 4500. - Số liên kết hoá trị của đoạn ADN : 2 x 4500 – 2 = 899 8. Bài 9: Một gen có số liên kết hyđrô