“PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ CƠ SỞ VẬT CHẤT DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ” Khi học nội dung giải tập sở vật chất di truyền cấp độ phân tử Mỗi giáo viên cần hướng dẫn cho học sinh học ghi nhớ kí hiệu công thức cần thiết để học sinh có kiến thức vận dụng làm dạng tập Những số liệu kí hiệu cần ghi nhớ để vận dụng giải tập a) Những số liệu cần nhớ: - Kích thước nuclêôtit hay ribônuclêôtit 3,4 Å - Khối lượng trung bình nulcêôtit 300 đvC - Theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T cầu nối hiđrô, G liên kết với X cầu nối hiđrô - Khối lượng phân tử trung bình axít amin 110 đvC b) Bảng đổi đơn vị: 1mm =107 Å Å = 10-7mm 1µm = 104 Å Å = 10-4 µm c) Các kí hiệu viết tắt: - Chiều dài phân tử ADN hay gen L - Khối lượng phân tử ADN hay gen M - Số lượng nuclêôtit ADN hay gen N - Nguyên tắc bổ sung viết tắt NTBS - Nuclêôtit viết tắt nu - Ribônuclêôtit viết tắt rn - Các loại đơn phân phân tử ADN hay gen A, T, G X; mạch một: A 1, T1, X1, G1; mạch 2: A2, X2, T2, G2 - Các loại đơn phân phân tử ARN thông tin ( mARN) : Am, Gm, Um, Xm Các dạng tập sở vật chất di truyền cấp độ phân tử 2.1 Dạng 1: Cách xác định khối lượng phân tử, chiều dài số lượng nuclêôtit phân tử ADN hay gen 2.1.1 Nội dung lý thuyết: Trong tập phân tử, câu hỏi cần phải xác định chiều dài, khối lượng phân tử, số lượng nuclêôtit ADN hay gen Để tính đại lượng đề thường cho đại lượng khác với đại lượng cần tìm Vì vậy, ta phải xác lập mối tương quan khối lượng phân tử, chiều dài số lượng nuclêôtit phân tử ADN hay gen Mối tương quan ba đại lượng xác định công thức sau: L= 3, 4Å ×M 300 ×2 Công thức cho thấy chiều dài ADN hay gen khối lượng phân tử ( M) ADN chia cho khối lượng trung bình nucleotit( 300 đvC) để xác định số nuclêôtit ADN, chia tiếp cho để xác định số nuclêôtit mạch đơn nhân tiếp với kích thước nuclêôtit ( 3,4 Å ) để xác định chiều dài mạch đơn phân tử ADN Vì chiều dài ADN hay gen chiều dài mạch đơn L= 3, 4Å × N Công thức vận dụng tính số lượng nuclêôtit phân tử ADN hay gen (N) Tương tự vậy, ta suy tiếp công tính N sau: N= 2L M = 3, 4Å 300 Còn việc xác định khối lượng phân tử ( M) M= tính công thức sau: L × × 300 = 300 × N 3, 4Å Thông qua công thức trên, ta rút nhận xét cần biết ba đại lượng ( L, M, N ) ADN hay gen xác định hai đại lượng lại 2.1.2 Các dạng tập: Bài tập 1: Một đoạn ADN có tổng số nuclêôtit 3000 Tính chiều dài đoạn ADN này? Giải: Số nuclêôtit mạch ADN: 3000 = 1500 nu Vậy chiều dài ADN: L = 3,4 Å 1500 = 5100 Å Bài tập 2: Một phân tử ADN có 2.10 nuclêôtit Xác định chiều dài khối lượng phân tử phân tử ADN Giải: Số lượng nuclêôtit mạch đơn phân tử ADN là: 106 nu : = 106 nu Chiều dài phân tử ADN xác định: L = 3,4 Å x 106 = 34 105 Å Khối lượng phân tử phân tử ADN là: M = 300 đvC x 106 = 108 đvC Bài tập 3: Một phân tử ADN có chứa 150000 vòng xoắn xác định: a Chiều dài số lượng nucleotit ADN b Số lượng loại nucleotit ADN Biết loại ađênin chiếm 15% tổng số nucleotit - Giải: a Chiều dài số lượng nucleotit ADN Chiều dài ADN L = C 34 Å = 150000 34 Å = 5100000 (Å) Số lượng nucleotit ADN N = C.20 = 150000.20 = 3000000 (nu) b Số lượng loại nucleotit ADN Theo đề ra: A = T = 15% N Suy A= T = 15% 3000000 = 450000 (nu) G = X = N/2 - 450000 = 1050000 (nu) Bài tập 4: Một gen có 90 chu kì xoắn có hiệu số ađênin với guanin 10% số nucleotit gen Hãy xác định : a Số lượng tỉ lệ loại nucleotit gen b Chiều dài gen Giải : a Số lượng tỉ lệ loại nucleotit gen Số lượng nucleotit gen: N= C 20 = 90 20 = 1800 (nu) Gen có A – G = 10% N = 10% 1800 = 180 Suy ra: A = 180 + G Mà A + G = N/2 = 1800/2 = 900 Thay A = 180 + G vào ta được: 180 + G + G = 900=> G = 360(nu) A= 180 + G = 180 + 360 = 540 (nu) Vậy số lượng tỉ lệ loại nucleotit gen: A = T = 540 (nu) = 540 100% = 30% 1800 G = X = 360 (nu) = 360 100% = 20% 1800 2.1.3 Bài tập đề nghị: Bài 1: Một gen có chiều dài 4080 ăngstrong có tỉ lệ A+T = G+X Xác định số vòng xoắn số nucleotit gen a Tính số lượng loại nucleotit gen Bài 2: a Gen thứ có chiều dài 4080 ăngstrong có hiệu số ađênin với guanine 5% số nucleotit gen Tính số lượng loại nucleotit gen thứ b Gen thứ hai có tổng số nucleotit với gen thứ gen thứ 180 nucleotit thuộc loại ađênin Xác định số lượng loại nucleotit gen thứ hai 2.2 Dạng Cách xác định số lượng, tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit phân tử ADN hay gen 2.2.1 Nội dung lý thuyết: Xác định số lượng, tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit phân tử ADN hay gen câu hỏi tập phân tử Để giải đáp câu hỏi trước tiên phải xác định số công thức bản, từ để thấy tương quan loại nuclêôtit phân tử ADN hay gen Phân tử ADN hay gen có loại nuclêôtit A, T, G,X Về mặt số lượng nuclêôtit : A + T +X + G = N, mặt tỉ lệ phần trăm A+ T +G + X = 100% Theo nguyên tắc bổ sung số lượng, tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit phân tử ADN hay gen là: A=T G=X Xác lập tương quan loại nuclêôtit bổ sung với Công thức cho phép xác định mối tương quan loại nuclêôtit không bổ sung phân tử ADN hay gen Về mặt số lượng A = T, G = X suy ra: 2A +2 X = N A+X = N Từ công thức trên, ta rút nhận xét: Tổng số nuclêôtit hai loại nuclêôtit không bổ sung với phân tử ADN ( hay gen) nửa số nuclêôtit phân tử ADN ( hay gen) số nuclêôtit mạch đơn phân tử ADN ( hay gen đó) Cũng từ công thức suy ra: A= N N − X X = −A 2 Từ công thức cho phép xác định số nuclêôtit loại phân tử ADN ( hay gen) Cụ thể tập thường cho biết số nuclêôtit tổng số gen loại nuclêôtit cụ thể yêu cầu xác định số lượng nuclêôtit lại Phương pháp xác định số nuclêôtit loại ADN hay gen tiến hành dựa số liên kết hiđrô ADN hay gen Theo NTBS, A liên kết với T liên kết hiđrô, G liên kết với X liên kết hiđrô Tính theo số cặp nuclêôtit bổ sung loại ta xác lập mối tương quan số nuclêôtit số liên kết hiđrô phân tử ADN hay gen sau: 2A + 3X = H 2A + 2X = N Ở H tổng số liên kết hiđrô gen Từ công thức cho phép ta xác định X từ suy A gen Về mặt tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit phân tử ADN hay gen xác định dựa mối tương quan hai loại nuclêôtit không bổ sung ADN hay gen Theo NTBS, %A = %T, %X = %G Vậy ta có tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit gen: (% A) + (% X) = 100% Chia vế cho ta % A+ % X = 50% A+X= Từ công thức ta rút kết luận sau: Tổng tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit không bổ sung với phân tử ADN hay gen 50% tổng số nuclêôtit gen % A = 50% - % X hay % X = 50 % - % A A= 1 - X hay X = -A 2 Vận dụng công thức học cho phép xác định tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit phân tử ADN hay gen 2.2.2 Các dạng tập: Cách xác định số lượng, tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit phân tử ADN hay gen Bài tập 1: Khối lượng phân tử phân tử ADN 6.10 đvC Trong phân tử ADN số lượng nuclêôtit loại Timin loại nuclêôtit khác 2.105 nuclêôtit Xác định số lượng loại nuclêôtit phân tử ADN Giải: Số nuclêôtit phân tử ADN : 108 : 300 = 106 Loại nuclêôtit khác đề ta phải hiểu loại không bổ sung với T, ví G X, theo NTBS A = T X + T = 106 X – T = 10 Giải hệ phương trình ta được: 2T = 105 T = 105 Vậy số X phân tử ADN bằng: 4.105 + 2.105 = 6.105 Số nuclêôtit loại ADN : A= T = 105 G = x = 105 Bài tập 2: Một phân tử ADN dài 3,4.106 Å Số lượng nuclêôtit loại A phân tử ADN số nuclêôtit phân tử ADN Xác định số lượng loại nuclêôtit phân tử ADN Giải: Số lượng nuclêôtit mạch đơn phân tử ADN : 3,4 106 : 3,4 = 106 Số nuclêôtit phân tử ADN: 106 x 2= 2.106 Số nuclêôtit loại A phân tử ADN là: 106 : = 105 Số nuclêôtit loại X là: X = 106 – 4.105 = 6.105 Số nuclêôtit loại phân tử ADN là: A= T= 4.105 G = X = 6.105 Bài tập 3: Một gen dài 0,51µm, có 3900 liên kết hiđrô Xác định số nuclêôtit loại gen Giải: Số nuclêôtit gen bằng: N= 0, 51.104 × = 3000 3, Theo ta có hệ phương trình: 2A + 3X = 3900 2A + 2X = 3000 Giải hệ phương trình ta X = 900 Từ X suy A = 3000 − 900 = 600 nu Vậy số nuclêôtit loại gen : A= T = 600 nu G = X = 900 nu Bài tập 4: Một gen có hiệu số nuclêôtit loại Ađênin với loại nuclêôtit khác 20% có 2760 liên kết hyđrô Tính số lượng loại nuclêôtit gen Giải: Số lượng loại nu loại gen Gọi N số nu gen ta có: A - G = 20% N A + G = 50% N -> 2A = 70% N -> A = T = 35% N -> G = X = 15%N Gen có 2760 liên kết H Ta có : H = 2A + 3G = 2760 Hay : 35 15 - N + - N = 2760 100  75 N + 45 N = 276000 100  115 N = 276000 N = 2400 nu Vậy số lượng loại nu là: A = T = 35% 2400 = 840 nu G = X = 15% 2400 = 360nu Bài tập 5: Một phân tử ADN có hiệu số T với loại nuclêôtit khác 30% Xác định tỉ lệ phẩn trăm loại nuclêôtit phân tử ADN Giải: Theo đề loại nuclêôtit khác G X , % A = %T Dựa vào công thức học đề ta có hệ phương trình: T + X = 50% T - X = 30% Giải hệ phương trình ta được: 2X = 20 % X = 10% = G Suy : T= 50% - 10% = 40% = A 2.2.3 Bài tập đề nghị : Bài : Một đoạn ADN có 120 chu kỳ xoắn Trên mạch đơn thứ có 300 Nu loại A, mạch đơn thứ có 240 Nu loại A 260 Nu loại X a- Tính chiều dài đoạn ADN nói b- Tính số lượng Nu loại ADN c- Tính số liên kết hyđrô ( Đề thi trường THCS Phạm Kiệt 2015 – 2016) Bài 2: Hai gen có số liên kết hiđro 2760 Gen I có 840 ađenin, Gen II có 480 ađenin Cho biết gen dài hơn? Xác định chênh lệch chiều dài ( Đề thi phòng GD& ĐT Thanh thủy năm 2012 – 2013) Bài 3: a Giả sử mạch đơn phân tử ADN có tỉ lệ (A+G): (T+X) = 0,5 tỉ lệ mạch bổ sung phân tử ADN bao nhiêu? b Người ta làm thí nghiệm, sử dụng loại enzym khác để cắt đôi đoạn phân tử ADN theo đường thẳng cho số lượng nuclêôtit nửa - Với enzym thu số nuclêôtit nửa là: A = T = G = 1000, X = 1500 - Với enzym thu số nuclêôtit nửa là: A = T = 750, X = G = 1500 Hãy xác định cách cắt loại enzym ? ( Đề thi chọn HSG lớp THCS năm 2009 – 2010 Vĩnh Phúc) Bài 4: Khi phân tích thành phần gen hai loài vi khuẩn, người ta thấy Gen có số liên kết hiđrô Ở loài vi khuẩn có G = 10% tổng số Nu gen Trên mạch gen có A = 205, T = 350 Ở loài vi khuẩn có hiệu số Nu loại G A là: 150 ? Từ phân tích trên, em dự đoán loài vi khuẩn sống suối nước nóng tốt hơn? Giải thích ( Đề thi chọn HSG lớp THCS năm 2010 – 2011 Yên Lạc) Bài 5: Cho hai gen có chiều dài Khi phân tích gen I người ta thấy mạch thứ có số Nu loại A 200, loại G 400, mạch đơn thứ hai có số Nu loại A 400, loại G 500 Gen II có 3600 liên kết hiđro Tính số lượng tỉ lệ % loại loại Nu gen Bài 6: Trong phân tử ADN có 78.104 liên kết hydro nucleotit Adenin 20% tổng số nucleotit AND AND nhân đôi số lần môi trường cung cấp 84.104 Adenin tự Tính chiều dài ADN ? Tính số lượng nucleotit loại ADN ? Tính số lần nhân đôi A DN ? (Đề thi OLIMPIA năm 2009-2010 thành phố Cần Thơ Bài 7: Một gen có chiều dài 2193 Ao , trình tự gen tạo 64 mạch đơn gen , chứa 8256 nucleeotit lọai Adenin Tính số lần tự gen , số nucleotit tự loại môi trường cung cấp cho trình tự , tỷ lệ % số lượng loại nucleotit ban đầu gen (Sách phương pháp giải tập Sinh học có logic toán) Bài 8: Trong đọan phân tử ADN người ta nhận thấy tổng lập phương tỷ lệ loại nucleotit không bổ sung 3,5 % số nucleotit ADN tổng số liên kết hydro đoạnADN 1040 ( nucleotit loại A > loại G ) Tính chiều dài đoạn ADN Tính số lượng loại nucleeotit ADN mà mạch đơn cấu tạo vật liệu di truyền hoàn toàn đoạn ADN tự lần liên tiếp (Sách phương pháp giải tập Sinh học có logic toán) Bài 9: Trong phân tử ADN só liên kết hydro hai mạch đơn 531.104 số liên kết hydro cặp A – T số chu kỳ xoắn phân tử Phân tử ADN tái số lần môi trường nội bào cung cấp 1143.104 nucleotit tự Khi phân tử ADN nhân đôi số lần môi trường cung cấp số nucleotit loại ? Tính khối lượng ADN Tính số lần nhân đôi ADN ? ( Đề thi chọn HSG lớp THCS năm 2009 – 2010 thành phố HCM ) 2.3 Dạng Cách xác định số lượng, tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit mạch đơn gen hay phân tử ADN 2.3.1.Nội dung lý thuyết : Các nuclêôtit mạch đơn gen liên kết với theo nguyên tắc bổ sung theo NTBS ta suy mặt tỉ lệ phần trăm số lượng loại nuclêôtit mạch đơn tương quan với sau: Mạch Mạch A1 = T1 T1 = A1 G1 = X1 X1 = G1 (1) Từ công thức (1) suy A1 + T1 = A2 + T2 (2) G1 +X1 = G2 +X2 Ở chủ yếu đề cập tới trường hợp mạch đơn có loại nuclêôtit mang tính điển hình tập phân tử Việc xác định số lượng tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit mạch đơn gen câu hỏi tập phân tử Trong tập phân tử, tương quan loại nuclêôtit gen mạch đơn phổ biến, cho biết số nuclêôtit loại gen mạch đơn, xác định số nuclêôtit tương ứng mạch đơn lại từ số nuclêôtit mạch xác định số nuclêôtit loại gen… Việc giải đáp câu hỏi đặt tập xác định thông qua công thức phản ánh mối tương quan loại nuclêôtit gen mối mạch đơn mặt số lượng sau: A = T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2 G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2 Về mặt tỉ lệ phần trăm cần lưu ý phân biệt trường hợp loại nuclêôtit mạch đơn tính theo mạch tính theo gen Thông thường tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit mạch đơn tính theo mạch, trường hợp có công thức sau: + + + + A = T = A1 A2 = T T = A1 T = A2 T 2 + G = X = G1 G 2 = X +X 2 =G1 +X =G +X 2 2.3.2 Các dạng tập: Cách xác định số lượng, tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit mạch đơn gen hay phân tử ADN Bài tập 1: Một gen dài 0,408 µm Mạch có A + T1 = 60% số nuclêôtit mạch Mạch có X – G2 = 10% số nuclêôtit mạch tỉ lệ phần trăm A gấp lần tỉ lệ G Xác định tỉ lệ phần trăm số nuclêôtit loại gen Giải: Số nuclêôtit gen là: 0, 408.104 N 2400 × = 2400 nu → = = 1200 nu 3, 2 Việc xác định số lượng tỉ lệ phần trăm loại nuclêôtit mạch đơn tính theo số lượng tỉ lệ phần trăm Trong trường hợp tính theo tỉ lệ phần trăm suy số lượng ( ngược lại) Dựa vào công thức học suy ra: % X1 + % G1 = 100% - ( % A1 + T1) = 100% - 60% = 40 % Theo công thức: % X1 + % G1 = % X2 + % G2 Vậy ta có hệ phương trình: X2 + G2 = 40% X2 – G2 = 10% Giải hệ phương trình, ta X = 25% 10 Gen mã K lần tổng hợp K phân tử ARN  số lần mã gen số phân tử ARN tổng hợp Khi Gen mã lần tổng hợp phân tử ARN có tổng số rN nu với loại rA, rU, rG, rX lấy từ môi trường nội bào theo NTBS với mạch gốc gen Khi Gen mã K lần tổng hợp K phân tử ARN số lượng loại nu môi trường cung cấp là: rN môi trường = K rN = K N/2 rA môi trường = K rA = K Tgốc rU môi trường = K rU = K Agốc rG môi trường = K rG = K Xgốc rX môi trường = K rX = K Ggốc b.Tính số lần mã (tổng hợp ARN) gen Từ công thức trên, suy số lần mã (tổng hợp ARN) gen số phân tử ARN tổng hợp là: rN môi trường K = rN ARN Số nucleotit(rA, rU,rG hay rX) thuộc loại môi trường K = Số nucleotit loại ARN Lưu ý: toán đề cập tới trình mã mà không cho biết mạch gốc; cần y xác định mạch gốc 2.4.1.3 Tính số liên kết hydro gen bị phá vỡ hình thành, số liên kết hóa trị ARN trình mã a Tính số liên kết hydro gen bị phá vỡ hình thành trình mã Khi gen mã lần tổng hợp phân tử ARN gen bị đứt H liên kết hydro để nu tự môi trường vào liên kết với nu mạch gốc Sau tổng hợp xong phân tử ARN, hai mạch gen hình thành trở lại H liên kết hydro xoắn lại cũ 14 Khi gen mã K lần tổng hợp K phân tử ARN gen phải có K lần bị đứt H liên kết hydro để nu tự môi trường vào liên kết với nu mạch gốc Sau tổng hợp xong phân tử ARN, hai mạch gen hình thành trở lại H liên kết hydro xoắn lại cũ Vậy gen ma K lần thì: - Tổng số liên kết Hydro bị phá vỡ = K H - Số liên kết Hydro hình thành = H b Số liên kết hóa trị ARN hình thành trình mã Gen mã lần tổng hợp phân tử ARN có rN nu chứa rN liên kết hóa trị nu Gen mã K lần tổng hợp K phân tử ARN có K rN nu số liên kết hóa trị nu hình thành là: K ( rN – 1) 2.4.2 Các dạng tập: Bài tập 1: Một gen dài 0,408µm, có 720A Mạch mARN tổng hợp từ gen có 240 Um 120 Xm Xác định số ribônuclêôtit lại mARN Giải: Số nuclêôtit mạch đơn gen là: 0,408.104 : 3,4 = 1200 (nu) Số nuclêôtit loại X (hay G) gen là: 1200- 720 = 480 (nu) Các loại ribonucleotit lại mARN sau: Am = A – Um = 720 – 240 = 480 (nu) Gm = G – X m = 480 – 120 = 360 (nu) Bài tập 2: Một gen có hiệu nuclêôtit loại T với loại nuclêôtit khác 10% số nuclêôtit gen Mạch đơn mang mã gốc gen có 20% nuclêôtit loại A( so với mạch) Mạch bổ sung gen có 10% nuclêôtit loại X ( so với mạch) Xác định tỉ lệ phần trăm loại ribônuclêôtit mARN tổng hợp từ gen Giải: Theo NTBS dựa vào đầu ta có hệ phương trình: T + X = 50% T - X = 10% Giải hệ phương trình ta có T = 30%; từ suy ra: X = 50% - 30% = 20% Vì A mạch khuôn = 20% mà Um tổng hợp từ A the NTBS, Um = 20% 15 Mạch bổ sung gen có X = 10% , mạch khuôn có G = 10%, X m tổng hợp từ G chiếm 10% số đơn phân mARN Dựa vào công thức học ta xác định tỉ lệ phần trăm loại ribônuclêôtit lại mARN: Am = 2A – Um = 2T- Um = 30% x – 20% = 40% Gm = 2X – X m = 2G – Xm = 20% x – 10% = 30 % Bài tập 3: Một gen dài 5100 A o (0,510 µm ) Trên mạch gen có 150 nu loai A 450 nu loại T Trên mạch gen có 600 nu loaị G Tính số lượng tỷ lệ % loại nu phân tử mARN tổng hợp mạch mạch gốc mã Giải: Số lượng tỷ lệ % loại nu mạch gốc số lượng tỷ lệ % loại nu phân tử ARN: N/2 = rN = L/3,4 Ao = 5100 Ao/ 3,4 Ao = 1500 nu Theo đề ta có: A1 = T2 = 150 nu = 150/1500 100% = 10% T1 = A2 = 450 nu = 450/1500 100% = 30% X1 = G2 = 600 nu = 600/1500 100% = 40%  G1 = X2 = 100% - (10% + 30% + 40%) = 20% = 20% 1500 = 300 nu Vậy mạch mạch gốc mã số lượng tỷ lệ % loại nu phân tử mARN : mARN mạch gốc số lượng tỷ lệ % rU = A1 = 150 = 10% rA = T1 = 450 = 30% rG = X1 = 600 = 40% rX = G1 = 300 = 20% Bài tập : Phân tử ARN có 18% U 34% G mạch gốc gen điều khiển tổng hợp ARN có 20% T Tính tỷ lệ % loại nu gen tổng hợp nên phân tử ARN nói Nếu gen dài 4080 Ao số lượng loại nu gen ARN ? Giải : 1, Tỷ lê % loại nu gen : theo đề ta có : rU = 18% ; rG = 34% ; rA = Tgốc = 20% 16 Suy : rX = 100% - (18% + 34% + 20%) = 28% Sựa vào NTBS tỷ lê % loại nu gen : %rU + %rA 18% + 20% A = T = = - = 19% 2 %rG + %rX 34% + 28% G = X = = - = 31% 2 2, Số lượng loại nu gen ARN : A, Xét gen : Số lương nu gen : Gen có : 4080 / 3,4 Ao = 2400 nu A = T = 19% 2400 = 456nu G = X = 31% 2400 = 744 nu B, xét phân tử ARN: phân tử ARN có : 2400 : = 1200 nu Số lượng loại nu ARN là: rU = 18% 1200 = 216 nu rA = 20% 1200 = 240 nu rG = 34% 1200 = 408 nu rX = 28% 1200 = 336 nu Bài tập 5: Phân tử mA RN có A = 2U = 3G = 4X có khối lượng 27 104 đvc 1, Tính chiều dài gen điều khiển tổng hợp mARN 2, Tính số lượng loại nu mARN ? 3, Phân tử mA RN có tổng số liên kết hóa trị ? 4, Khi gen nhân đôi lần số lượng loại nu.môi trường cung cấp bao nhiêu? Giải: 1, Chiều dài gen: 17 Số lượng nu mARN : rN = 27 104 / 300đvc = 900 nu Chiều dài gen chiều dài phân tử mA RN gen điều khiển tổng hợp: = 900 nu 3,4 Ao = 3060 Ao 2, Số lượng loại nu mARN : Phân tử mA RN có A = 2U = 3G = 4X Nên rU = rA/2 ; rG = rA/3 ; rX = rA/4 Mà rA + rU + rG + rX = 900 nu rN = rA + rA/2 + rA/3 + rA/4 = 900  25rA = 10800 nu  rA = 10800 : 25 = 432 nu  Số lượng loại nu mARN : rA = = 432 nu rU = 432 : = 216 nu rG = 432 : = 144 nu rX = 432 : = 108 nu 3, Phân tử mA RN có tổng số liên kết hóa trị : rN - = ( x 900 ) - = 1799 liên kết 4, Số lượng loại nu.môi trường cung cấp gen nhân đôi lần: Số lượng loại nu gen: A = T = rU + rA = 432 + 216 = 648 nu G = X = rG + rX = 144 + 108 = 252 nu Số lượng loại nu.môi trường cung cấp gen nhân đôi lần: A = T = ( 23 – ) 648 = 4536 nu G = X = ( 23 – ) 252 = 1764 nu Bài tập : Hai gen có chiều dài 4080 Ao 1, Gen có 3120 liên kết hydro Trên mạch gen có 120 A 480 G Tính số lượng nu môi trường cung cấp cho gen mã lần 2, Gen có hiệu số nu loại A với loại nu khác 20% số nu gen Trên mạch gốc gen có 300 A 210 G trình mã môi trường cung cấp 1800 nu loại U 18 a, Tính số lượng loại nu mARN ? b, Xác định số lần mã gen c, Tính số lượng loại nu môi trường cung cấp cho trình mã gen Giải : Số lượng nu gen : 4080 Ao - = 2400 nu 3,4 Ao 1, Xét gen : gen có 3120 liên kết hydro, ta có : 2A + 3G = 3120 2A + 2G = 2400 => gen có G = X = 720 nu A = T = 2400/2 – 720 = 480 nu Mạch gen có 120 A 480 G nên: A1 = T2 = 120 nu ; G1 = X2 = 480 nu  T1 = A2 = 480 - 120 = 360 nu X1 = G2 = 720 - 480 = 240 nu Khi gen mã lần số lượng loại nu môi trường cung cấp số lượng loại nu chứa phân tử mARN Có trường hợp xảy : a, Trường hợp : Nếu mạch gen mạch gốc : Số lượng loại nu môi trường cung cấp nu môi trường mạch gốc (mARN) (mạch 1) Số lượng rU = A1 = 120 nu rA = T1 = 360 nu rG = X1 = 240 nu rX = G1 = 480 nu b, Trường hợp : Nếu mạch gen mạch gốc : 19 Số lượng loại nu môi trường cung cấp nu môi trường mạch gốc (mARN) (mạch 2) Số lượng rU = A2 = 360 nu rA = T2 = 120 nu rG = X2 = 480 nu rX = G2 = 240 nu 2, Xét gen : theo đề có : A + G = 20%N A - G = 50%N 2A = 70%N => A = T = 35%N Vậy số lượng loại nu gen thứ là: A = T = 35% 2400 = 840 nu G = X = 2400/2 - 840 = 360 nu Gen có : Agốc = 300 Ggốc = 210 nu Suy ra: Tgốc = A - Agốc = 840 - 300 = 540 nu Xgốc = G - Ggốc = 360 - 210 = 150 nu a, Số lượng loại nu phân tử mARN mARN mạch gốc Số lượng rU = Agốc = 300 nu rA = Tgốc = 540 nu rG = Xgốc = 150 nu rX = Ggốc = 210 nu b, Số lần mã gen: Trong trình mã môi trường cung cấp 1800 nu loại U Vậy số lần mã gen là: rU môi trường - 1800 = = lần 20 rU mARN 300 c, Số lượng loại nu môi trường cung cấp cho trình mã gen: rU môi trường = 1800 nu rA môi trường = 540 nu x = 3240 nu rG môi trường = 150 nu x = 900 nu rX môi trường = 210 nu x = 1260 nu Bài tập 7: Gen mã số lần lấy môi trường 9048 nu Trong trình đó, có 21664 liên kết hydro bị phá vỡ Trong phân tử ARN tổng hợp có 2261 liên kết hóa trị 1, Xác định số lần mã gen 2, Tính số lượng loại nu gen ? 3, Trong phân tử ARN tổng hợp có liên kết hóa trị hình thành? Giải: 1, Xác định số lần mã gen: Số liên kết hóa trị ARN là: 2rN - = 2261 => rN = (2261 + 1) : = 1131 nu Số lần mã gen: rN môi trường 9048 = - = lần rN 1131 2, Tính số lượng loại nu gen : - Gen mã lần làm đứt 21664 liên kết hydro Vậy số liên kết hydro gen là: 21664 : = 2708 liên kết - Số lượng nu gen : Ta có : N = 1131 x = 2262 nu 2A + 3G = 2708 2A + 2G = 2262 G = 446 nu 21 Vậy số lượng loại nu gen là: G = X = 446 nu A = T = 1131 - 446 = 685 nu 3, Số liên kết hóa trị : Tổng số liên kết hóa trị ARN hình thành trình mã là: K (rN – 1) = (1131 – 1) = 9040 liên kết 2.4.3 Bài tập đề nghị: Bài 1: Một gen có chiều dài 4080 A o (0,408 µm) Mạch gen có A + G = 42% A – G = 6% Gen nhân đôi lần liên tiếp, gen tạo mã lần 1, Tính số lượng loại nu mạch đơn gen 2, Tính số lượng loại nu phân tử mARN tổng hợp ? 3, Tính số lượng loại nu môi trường cung cấp, số liên kết hydro bị phá vỡ số liên kết hóa trị hình thành trình mã gen Bài 2: Một gen có cấu trúc 120 chu kì xoắn, 2800 liên kết hydro Trên mạch gen dùng làm khuôn để tổng hợp mARN có số nucleotit loại A = 600, loại G = 300 a b - Hãy xác định: Số nu loại gen Số lượng nu loại mARN tổng hợp từ gen Số lượng a.a chuỗi a.a tổng hợp từ mARN Khi gen tiến hành tự nhân đôi liên tiếp tạo 16 gen Hãy cho biết: Có gen không chứa mạch gen ban đầu? Có nu cho trình nhân đôi tạo 16 gen ( Đề thi chọn HSG Vĩnh Phúc năm 2010 – 2011) 2.5 Bài tập vận dụng tổng hợp: Bài tập 1: Một hợp tử loài động vật có kiểu gen Ab aB Cặp gen Aa có 1650G, 1350A số lượng A gen trội 50% số lượng T gen lặn Cặp gen Bb có 675A, 825B gen lặn có số lượng loại nuclêôtit Mỗi alen cặp gen dị hợp dài a Tính số lượng loại nuclêôtit gen b Tính số lượng loại nuclêôtit toàn gen có hợp tử Giải: 22 a Số lượng loại nuclêôtit gen: * Gen A a: - Hai gen A a có chiều dài → Tổng số nu gen là: 1650 + 1350 = 3000 nu - Ta có số A gen A 50% số T gen a nên : AgenA + Agena = 1350 ⇔ AgenA + AgenA = 1350 1350 3000 - 450 = 1050 nu; 3000 Gen a có G = X = 1650 – 1050 = 600 nu; A = T = – 600 = 900 ⇒ Gen A có A = T = + = 450 nu; G = X = * Gen B b: - Hai gen B b có chiều dài → Tổng số nu gen là: 675 + 825 = 1500 nu - Do gen b có số lượng loại nu → Gen b có : A = T = G = X = 1500/4 = 375 nu; - Gen B có : A = T = 675 – 375 = 300 nu; G = X = 825 -375 = 450 nu b Số lượng loại nuclêôtit toàn gen có hợp tử F 1: Hợp tử có KG Ab có số lượng nu loại : aB A = T = 450 + 900 + 300 + 375 = 2025; G = X = 1050 + 600 + 375 + 450 = 2475 Bài tập 2: Gen B có số liên kết hiđrô 2340 Mạch thứ gen có A = T= 180 nuclêôtit G = 35% số nuclêôtit mạch a) Xác định số nuclêôtit loại mạch gen B b) Gen B đột biến thành gen b Hai gen B b tự nhân đôi liên tiếp lần môi trường nội bào cung cấp 5040 ađênin 7553 guanin Xác định loại đột biến Giải: a Xác định số nu loại mạch gen B: - Số liên kết hiđrô 2A + 3G = 2340 - Theo NTBS: A = T= A1+ A2 = A1+ T1= 180 + 180 = 360 (nu) G = X = 540 (nu) - A +G = 360+ 540 = 900 = N - Số nu loại mạch gen là: + A2 = T1= 180 (nu) + A1 = T2= 180 (nu) 23 + G1 = X2 = 35%×900 = 315 (nu) + G2 = G - G1 = 540 - 315 = 225 (nu) = X1 b Xác định loại đột biến: - Số nu loại A môi trường nội bào cung cấp cho hai gen B b nhân đôi là: (Agen B + Agen b)×(23 - 1) = (360 + Agen b)×7 =5040 => Agen b = 360 - Số nu loại G môi trường nội bào cung cấp cho hai gen B b nhân đôi là: (Ggen B + Ggen b)×(23 - 1) = (540 + Ggen b)×7 = 7553 => Ggen b = 539 - Số nu loại gen b là: A = T =360; G = X =539 - Dạng đột biến là: Mất cặp nuclêôtit- cặp G -X Bài tập 3: Một phân tử ADN tự nhân đôi đợt , môi trường nội bào cung cấp 21000 Nuclêôtit a) Tính chiều dài phân tử ADN Å? b)Tính số lượng loại Nuclêôtit ADN ; biết phân tử ADN có Nuclêôtit loại T = 30 % số Nuclêôtit ? Giải: - Áp dụng : ( 23 - ) N = 21000 a) Vậy tổng số Nu ( N ) : 21000 : = 3000 Nu - Chiều dài ADN :L = ( 3000 3,4 ) : = 5100 (Å) b ) Số lượng loại Nuclêôtit : + Loại Nu T = A = ( 3000 30 ) : 100 = 900 Nu % Nu X = G = 50 % - 30 % = 20 % + Số Nu loại X = G = ( 3000 20 ) : 100 = 600 Nu 5100 Ă Đáp số : a ) b ) T = A = 900 G = X = 600 Bài tập 4: Gen B dài 5100Å, có A+T=60% số nuclêôtit gen a) Xác định số nucleotit gen B b) Số nucleotit loại gen B bao nhiêu? c) Trên mạch thứ gen B có tỉ lệ nuclêôtit A : T1 : G1 : X1 = : 1: 3: Tìm số nuclêôtit loại mARN mạch làm khuôn tổng hợp? d) Trong trình tự mã gen bị đột biến thay cặp A – T cặp G – X Tính số nucleotit loại môi trường cung cấp gen đột biến mã lần? Giải: a, Số nuclêôtit gen B là: 5100 N gen B = 3,4 = 3000 (nuclêôtit) b, Ta có A + T = 60%  A = T = 30% 24  A = T = 30% 3000 = 900 (nuclêôtit)  G = X = (3000 – 900.2) : = 600 (nuclêôtit) c, Số nuclêôtit loại mạch gen B là: 3000 = 300 (nuclêôtit) 2 +1+ + A1 = T1 = 3000 = 150 (nuclêôtit) 2 +1+ + G1 = 3000 = 450 (nuclêôtit) 2 +1+ + X1 = 3000 = 600 (nuclêôtit) 2 +1+ +  Số nuclêôtit loại mARN mạch làm khuôn tổng hợp là: AmARN = T2 = A1 = 300 (nuclêôtit) UmARN = A2 = T1 = 150 (nuclêôtit) GmARN = X2 = G1 = 450 (nuclêôtit) XmARN = G2 = X1 = 600 (nuclêôtit) d, Số nuclêôtit loại gen đột biến là: A = T = 900 – = 899 (nuclêôtit) G = X = 600 + = 601 (nuclêôtit) Số nuclêôtit loại môi trường cung cấp gen đột biến mã lần là: Acc = Tcc = 899.(23 – 1) = 6293 (nuclêôtit) Gcc = Xcc = 601.(23 – 1) = 4207 (nuclêôtit) Bài tập 5: Một gen cấu trúc có 60 chu kỳ xoắn, có G = 20% nhân đôi liên tiếp đợt Mỗi gen phiên mã ba lần, phân tử mARN cho ribôxôm trượt qua để tổng hợp prôtêin a) Tính số lượng nuclêôtit loại gen ? b) Khối lượng phân tử gen ? c) Tính số lượng nuclêôtit loại mà môi trường nội bào cần cung cấp cho gen tái ? Giải: Mỗi chu kỳ xoắn gen có 10 cặp nucleotit Vậy a) Số lượng nucleotit gen bằng: 60 x 20 = 1200 ( Nu ) b) Mỗi nucleotit nặng trung bình 300 đvC Suy khối lượng phân tử gen là: 1200 x 300 đvC = 36.104 đvC c) Dựa vào NTBS theo giả thiết, ta có % số lượng loại nucleotit gen: 1200 G = X = 20% A=T= x 30 = 360 ( Nu ) 25 => Suy ra: 100 T = A = 30% 1200 G=X= x 20 = 240 ( Nu ) 100 - Số lượng nucleotit loại môi trường cung cấp cho gen tái đợt liên tiếp: A = T = (25 – ) 360 = 31 x 360 = 11160 ( Nu ) G = X = (25 – 1) 240 = 31 x 240 = 7440 ( Nu ) Bài tập 6: Một cặp gen Bb tồn cặp NST tương đồng, gen B có chiều dài 5100A o có A = 15%, gen b có chiều dài 4080Ao có số lượng bốn loại nuclêôtit a) Tính số lượng nuclêôtit loại gen b) Khi đem lai thể chứa cặp gen trên, xác định số lượng nuclêôtit loại kiểu gen đời c) Một tế bào chứa cặp gen nói nguyên phân đợt liên tiếp, đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp loại nuclêôtit bao nhiêu? Giải: a) Số lượng nuclêôtit loại gen: * Gen B: - Số lượng nuclêôtit gen B: = 3000 (nu) Theo NTBS, ta có % loại nuclêôtit số lượng nuclêôtit gen B: A = T = 15% G = X = 35% Suy ra: A = T = = 450 (nu) G = X = = 1050 (nu) * Gen b: - Số lượng nuclêôtit gen b: = 2400 (nu) Suy ra: A = T = G = X = = 600 (nu) b) Sơ đồ lai: Bb x Bb  1BB : Bb : bb - Số lượng nuclêôtit loại kiểu gen đời con: + Kiểu gen BB : A = T = 450 x = 900 (nu) G = X = 1050 x = 2100 (nu) + Kiểu gen Bb : 26 A = T = 450 + 600 = 1050 (nu) G = X = 1050 + 600 = 1650 (nu) + Kiểu gen bb : A = T = G = X = 600 x = 1200 (nu) c) Số lượng nuclêôtit loại môi trường cung cấp cho cặp gen Bb nhân đôi liên tiếp lần: A = T = (23 – 1)(450 + 600) = 7350 (nu) G = X = (23 – 1)(1050 + 600) = 11550 (nu) Bài tập 7: Một cặp gen dị hợp dài 5100A nằm cặp nhiễm sắc thể (NST) tương đồng Gen trội nằm NST thứ có 1100 ađênin, gen lặn nằm NST thứ hai có 1300 ađênin a Khi tế bào vào kì lần phân chia thứ phân bào giảm nhiễm, số lượng loại nucleotit gen bao nhiêu? b Khi tế bào kết thúc lần phân chia thứ phân bào giảm nhiễm cho tế bào số lượng loại nucleotit gen tế bào bao nhiêu? c Để tổng hợp nên mạch đơn gen nói cần phải có tham gia phân tử đường C5H10O4 phân tử axit H3PO4? Giải: Vì cặp gen dị hợp tử có chiều dài tổng số nucleotit nhau, nên số nucleotit gen là: 5100 A0 : 3,4A0 x = 3000 nucleotit Gen trội có: A = T = 1100 nucleotit G = X = (3000:2) – 1100 = 400 nucleotit Gen lặn có: A = T = 1300 nucleotit G = X = (3000:2) – 1300 = 200 nucleotit a Kì lần phân chia thứ phân bào giảm nhiễm, lúc NST nhân đôi thành NST kép, gen chứa chúng nhân đôi chưa phân li Số lượng loại nucleotit tế bào vào thờì điểm đó: A = T = (1100 + 1300) = 4800 nucleotit G = X = (400 + 200) = 1200 nucleotit b Số lượng loại nucleotit tế bào sau kết thúc lần phân chia thứ phân bào giảm nhiễm: Lúc thể kép chứa gen trội tế bào con, thể kép chứa gen lặn tế bào lại Tế bào chứa gen trội có: A = T = 1100 + 1100 = 2200 nucleotit 27 G = X = 400 + 400 = 800 nucleotit Tế bào chứa gen lặn có: A = T = 1300 + 1300 = 2600 nucleotit G = X = 200 + 200 = 400 nucleotit c Mỗi mạch đơn gen có 1500 nucleotit, nucleotit có thành phần: phân tử đường C5H10O4, phân tử axit H3PO4 bazơnitric Để tổng hợp nên nucleotit cần phân tử đường C5H10O4 phân tử axit H3PO4 Vì vậy, số phân tử đường axit cần tham gia là: 1500 phân tử đường C5H10O4 1500 phân tử axit H3PO4 28 [...]... nucleotit c Mỗi mạch đơn của gen có 1500 nucleotit, mỗi nucleotit có 3 thành phần: 1 phân tử đường C5H10O4, 1 phân tử axit H3PO4 và 1 bazơnitric Để tổng hợp nên một nucleotit cần 1 phân tử đường C5H10O4 và 1 phân tử axit H3PO4 Vì vậy, số phân tử đường và axit cần tham gia là: 1500 phân tử đường C5H10O4 và 1500 phân tử axit H3PO4 28 ... Gen sao mã 1 lần tổng hợp 1 phân tử ARN Gen sao mã 2 lần tổng hợp 2 phân tử ARN 13 Gen sao mã K lần tổng hợp K phân tử ARN  số lần sao mã của gen bằng số phân tử ARN được tổng hợp Khi Gen sao mã 1 lần tổng hợp 1 phân tử ARN có tổng số rN nu với từng loại rA, rU, rG, rX đều lấy từ môi trường nội bào theo NTBS với mạch gốc của gen Khi Gen sao mã K lần tổng hợp K phân tử ARN thì số lượng từng... (540 + Ggen b)×7 = 7553 => Ggen b = 5 39 - Số nu từng loại của gen b là: A = T =360; G = X =5 39 - Dạng đột biến trên là: Mất một cặp nuclêôtit- mất một cặp G -X Bài tập 3: Một phân tử ADN tự nhân đôi 3 đợt , đã được môi trường nội bào cung cấp là 21000 Nuclêôtit a) Tính chiều dài của phân tử ADN ra Å? b)Tính số lượng các loại Nuclêôtit của ADN này ; biết trong phân tử ADN này có Nuclêôtit loại T = 30... trong gen đột biến là: A = T = 90 0 – 1 = 899 (nuclêôtit) G = X = 600 + 1 = 601 (nuclêôtit) Số nuclêôtit mỗi loại môi trường cung cấp khi gen đột biến sao mã 3 lần là: Acc = Tcc = 899 .(23 – 1) = 6 293 (nuclêôtit) Gcc = Xcc = 601.(23 – 1) = 4207 (nuclêôtit) Bài tập 5: Một gen cấu trúc có 60 chu kỳ xoắn, và có G = 20% nhân đôi liên tiếp 5 đợt Mỗi gen con phiên mã ba lần, mỗi phân tử mARN cho 5 ribôxôm trượt... 2400 = 744 nu B, xét phân tử ARN: phân tử ARN có : 2400 : 2 = 1200 nu Số lượng từng loại nu của ARN là: rU = 18% 1200 = 216 nu rA = 20% 1200 = 240 nu rG = 34% 1200 = 408 nu rX = 28% 1200 = 336 nu Bài tập 5: Phân tử mA RN có A = 2U = 3G = 4X và có khối lượng 27 104 đvc 1, Tính chiều dài của gen điều khiển tổng hợp mARN trên 2, Tính số lượng từng loại nu của mARN ? 3, Phân tử mA RN có tổng số bao... 6 = 3240 nu rG môi trường = 150 nu x 6 = 90 0 nu rX môi trường = 210 nu x 6 = 1260 nu Bài tập 7: Gen sao mã 1 số lần và đã lấy của môi trường 90 48 nu Trong quá trình đó, đã có 21664 liên kết hydro bị phá vỡ Trong mỗi phân tử ARN được tổng hợp có 2261 liên kết hóa trị 1, Xác định số lần sao mã của gen 2, Tính số lượng từng loại nu của gen ? 3, Trong các phân tử ARN được tổng hợp có bao nhiêu liên kết... cho quá trình nhân đôi tạo 16 gen con ( Đề thi chọn HSG Vĩnh Phúc năm 2010 – 2011) 2.5 Bài tập vận dụng tổng hợp: Bài tập 1: Một hợp tử của một loài động vật có kiểu gen Ab aB Cặp gen Aa có 1650G, 1350A và số lượng A của gen trội bằng 50% số lượng T gen lặn Cặp gen Bb có 675A, 825B và gen lặn có số lượng từng loại nuclêôtit bằng nhau Mỗi alen trong cặp gen dị hợp đều dài bằng nhau a Tính số lượng từng... 1 là mạch gốc sao mã thì số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của phân tử mARN là : mARN mạch gốc số lượng tỷ lệ % rU = A1 = 150 = 10% rA = T1 = 450 = 30% rG = X1 = 600 = 40% rX = G1 = 300 = 20% Bài tập 4 : Phân tử ARN có 18% U và 34% G mạch gốc của gen điều khiển tổng hợp ARN có 20% T 1 Tính tỷ lệ % từng loại nu của gen đã tổng hợp nên phân tử ARN nói trên 2 Nếu gen đó dài 4080 Ao thì số lượng từng loại... % Bài tập 3: Một gen dài 5100 A o (0,510 µm ) Trên mạch 1 của gen có 150 nu loai A và 450 nu loại T Trên mạch 2 của gen có 600 nu loaị G Tính số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của phân tử mARN được tổng hợp nếu mạch 1 là mạch gốc sao mã Giải: Số lượng và tỷ lệ % từng loại nu trên mạch gốc bằng số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của phân tử ARN: N/2 = rN = L/3,4 Ao = 5100 Ao/ 3,4 Ao = 1500 nu Theo đề bài. .. phân chia thứ nhất của phân bào giảm nhiễm, số lượng từng loại nucleotit của các gen đó bằng bao nhiêu? b Khi tế bào kết thúc lần phân chia thứ nhất trong phân bào giảm nhiễm cho 2 tế bào con thì số lượng từng loại nucleotit của các gen trong mỗi tế bào con bằng bao nhiêu? c Để tổng hợp nên mỗi mạch đơn của gen nói trên cần phải có sự tham gia của bao nhiêu phân tử đường C5H10O4 và bao nhiêu phân tử