CÔNG THỨC VÀ BÀI TẬP VỀ CƠ CHẾ NHÂN ĐÔI DNA TÀI LIỆU NÀY BỔ TRỢ VIỆC HỌC VÀ TRAU DỒI KIẾN THỨC SINH HỌC, MANG HIỆU QUẢ TRONG QUÁ TRÌNH HỌC TẬP MÔN SINH CẤP 3. DƯỚI ĐÂY BAO GỒM TOÀN BỘ CÔNG THỨC VÀ BÀI TẬP CỦA PHẦN NHÂN ĐÔI DNA. CHÚC CÁC BẠN HỌC TỐT
Trang 2I Tính số nucleotit tự do cần dùng
1 Qua 1 lần tự nhân đôi (tự sao, tái sinh, tái bản)
+ Khi DNA tự nhân đôi hoàn toàn 2 mạch đều liên kết các nu tự do theo NTBS : ADNA nối với
bằng số nu mà loại nó bổ sung
Atd = Ttd = A = T ; Gtd = Xtd = G = X + Số nu tự do cần dùng bằng số nu của AND: N td = N
2 Qua nhiều đợt tự nhân đôi (x đợt)
- Tính số DNA con
+ 1 DNA mẹ qua 1 đợt tự nhân đôi tạo 2 = 21 DNA con
+ 1 DNA mẹ qua 2 đợt tự nhân đôi tạo 4 = 22 DNA con
+ 1 DNA mẹ qua3 đợt tự nhân đôi tạo 8 = 23 DNA con
+ 1 DNA mẹ qua x đợt tự nhân đôi tạo 2x DNA con
Vậy : Tổng số DNA con = 2 x
- Dù ở đợt tự nhân đôi nào , trong số DNA con tạo ra từ 1 DNA ban đầu , vẫn có 2 DNA con
mà mỗi DNA con này có chứa 1 mạch cũ của DNA mẹ Vì vậy số DNA con còn lại là có cả 2 mạch cấu thành hoàn toàn từ nu mới của môi trường nội bào
Số DNA con có 2 mạch đều mới = 2 x – 2
+ Tính số nu tự do cần dùng :
- Số nu tự do cần dùng thì DNA trải qua x đợt tự nhân đôi bằng tổng số nu sau cùng trong các DNA con trừ số nu ban đầu của DNA mẹ
+ Tổng số nu sau cùng trong trong các DNA con: N.2x
+ Số nu ban đầu của DNA mẹ: N
- Vì vậy tổng số nu tự do cần dùng cho 1 DNA qua x đợt tự nhân đôi:
+ ∑𝐍td = N.2 x – N = N(2 x – 1)
- Số nu tự do mỗi loại cần dùng là:
+ ∑Atd = ∑Ttd = A(2x – 1)
+ ∑Gtd = ∑Xtd = G(2x – 1)
- Nếu tính số nu tự do của DNA con mà có 2 mạch hoàn toàn mới:
+ ∑Ntd mới = N(2x – 2)
+ ∑Atd mới = ∑Ttd mới = A(2x – 2)
+ ∑Gtd mới = ∑Xtd mới = G(2x – 2)
II Tính số liên kết hydrogen; liên kết hóa trị được hình thành hoặc bị phá vỡ
1 Qua 1 đợt tự nhân đôi
a Tính số liên kết hydrogen bị phá vỡ và số liên kết hydrogen được hình thành:
Khi DNA tự nhân đôi hoàn toàn :
- 2 mạch DNA tách ra , các liên kết hydrogen giữa 2 mạch đều bị phá vỡ nên số liên kết
hydrogen bị phá vỡ bằng số liên kết hydrogen của DNA
Hphá vỡ = HDNA
Trang 3- Mỗi mạch DNA đều nối các nu tự do theo NTBS bằng các liên kết hydrogen nên số liên kết hydrogen được hình thành là tổng số liên kết hydrogen của 2 DNA con
Hhình thành= 2.HDNA
b Số liên kết hoá trị được hình thành:
- Trong quá trình tự nhân đôi của DNA , liên kết hoá trị Đ –P nối các nu trong mỗi mạch của DNA không bị phá vỡ Nhưng các nu tự do đến bổ sung thì dược nối với nhau bằng liên kết hoá trị để hình thành 2 mạch mới
- Vì vậy số liên kết hoá trị được hình thành bằng số liên kết hoá trị nối các nu với nhau trong 2 mạch của DNA
HTđược hình thành = 2(𝐍
𝟐 − 𝟏) = N – 2
2 Qua nhiều đợt tự nhân đôi (x đợt)
a Tính tổng số liên kết hydrogen bị phá vỡ và tổng số liên kết hydrogen hình thành:
-Tổng số liên kết hydrogen bị phá vỡ:
∑ 𝐇bị phá vỡ = H(2 x – 1)
- Tổng số liên kết hydrogen được hình thành:
∑ 𝐇hình thành = 2H×(2 x -1)
b Tổng số liên kết hoá trị được hình thành:
- Liên kết hoá trị được hình thành là những liên kết hoá trị nối các nu tự do lại thành chuỗi mạchpolinucleotit mới
- Số liên kết hoá trị nối các nu trong mỗi mạch đơn: N
2 – 1
- Trong tổng số mạch đơn của các DNA con còn có 2 mạch cũ của DNA mẹ được giữ lại
- Do đó số mạch mới trong các DNA con là 2.2x – 2, vì vây tổng số liên kết hoá trị được hình thành là:
∑ 𝐇𝐓ht = (𝑵
𝟐 − 𝟏)(2.2 x – 2) = (N – 2)(2 x – 1) III Tính thời gian sao mã
- Có thể quan niệm sự liên kết các nu tự do vào 2 mạch của DNA là đồng thời, khi mạch này tiếp nhân và đóng góp dược bao nhiêu nu thì mạch kia cũng liên kết được bấy nhiêu nu
- Tốc độ tự sao : Số nu dược tiếp nhận và liến kết trong 1 giây
1 Tính thời gian tự nhân đôi (tự sao)
Thời gian để 2 mạch của DNA tiếp nhận và kiên kết nu tự do
- Khi biết thời gian để tiếp nhận và liên kết trong 1 nu là dt , thời gian tự sao dược tính là:
TGtự sao = dt×𝐍
𝟐
- Khi biết tốc độ tự sao (mỗi giây liên kết được bao nhiêu nu )thì thời gian tự nhân đôi của DNA là:
Tốc độ tự sao
Trang 4B BÀI TẬP TỰ LUYỆN (CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI
Một phân tử ADN nhân đôi 5 lần Hãy xác định:
a Số phân tử ADN được tạo ra
b Trong số các phân tử ADN được tạo ra, có bao nhiêu phân tử mang 1 mạch của ADN ban đầu?
c Số phân tử ADN được cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường?
Câu 4
Gene dài 2040 angstrong, có số nucleotide loại A chiếm 20% tổng số nucleotide của gene Khi gene tự nhân đôi 1 lần, môi trường nội bào cần cung cấp số nucleotit tự do mỗi loại là bao nhiêu ?
Câu 1
Một gene chứa 2520 nucleotide trong đó 20% là nucleotide loại C Gen nhân đôi một số lần, trong các gene con có 40320 nucleotide
a Tính số lần tự nhân đôi
b Nếu gene nói trên có 3140 liên kết hydrogen Xác định số lượng nucleotide từng loại của gene và số liên kết hydrogen bị phá vỡ trong quá trình tự nhân đôi
Câu 2
Một gen có tổng số 105 chu kì xoắn Gen nhân đôi 3 lần, số liên kết hóa trị được hình thành giữa các nucleotide trong quá trình nhân đôi là bao nhiêu ?
Câu 3
Một gen nhân đôi 4 lần đã cần môi trường cung cấp 9000 nucleotide loại A và 13500
nucleotide loại C Hãy xác định tổng số liên kết hidrogen của gen.
Câu 5
Một gen tự nhân đôi 3 lần được môi trường cung cấp số nu tự do là 12600 Chiều dài của gen này là bao nhiêu? (Tính theo đơn vị micromet).
Câu 6
Trong một phân tử ADN có khối lượng phân tử là 7,2.10 5 đvC, trên mạch 1 có A 1 +T 1 =60%, mạch 2 có G 2 - X 2 =10%, A 2 =2G 2 Nếu đoạn ADN trên tự nhân đôi 5 lần thì số lượng từng loại
nu môi trường cung cấp là bao nhiêu?
Câu 7
Trang 5
Có 5 phân tử ADN được cấu tạo từ các nguyên tử N15, tiến hành nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N14 Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N14?
Câu 8
Một gen có tổng số 3000nu Gen tiến hành nhân đôi 5 lần Hãy xác định:
a Số phân tử ADN được tạo ra
b Số phân tử ADN hoàn toàn mới
c Số liên kết cộng hóa trị được hình thành trong quá trình nhân đôi
Câu 9
Một phân tử ADN có chiều dài L=5100 A0 và số nu loại A =600nu Phân tử ADN này nhân đôi liên tiếp 2 lần Hãy xác định:
a Số phân tử ADN con được tạo ra
b Số nu mỗi loại của phân tử ADN được tạo thành
c Số nu mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi
Câu 10
Một gen có số nu loại A = 600 và có G = 3/2A Gen đó nhân đôi một số lần đã cần môi trường cung cấp 6300 nu loại G Hãy xác định:
a Số gen con được tạo ra
b Số liên kết hydrogen của gen
c Số nu mỗi loại môi trường đã cung cấp cho gen nhân đôi
d Số liên kết hydrogen bị phá hủy và được hình thành trong quá trình nhân đôi ADN
Câu 11
Hai gen nhân đôi liên tiếp 3 đợt và đều dài 3060 Angstrong Gen I có 20% nucleotide loại A; Gen II có 30% nucleotide loại A Tổng số gen con tạo ra từ quá trình nhân đôi của 2 gen là bao nhiêu ?
Câu 12
Có 2 gen bằng nhau Trong quá trình tự nhân đôi của 2 gen người ta thấy số lần tự nhân đôi của gen 1 lớn hơn số lần tự nhân đôi của gen thứ 2 Sau cùng 1 thời gian , tổng số gen sinh ra
là 24.Tính số lần tự nhân đôi của mỗi gen.
Câu 13
Trang 6
Một gen có 450 nucleotide loại G và có số nucleotide loại C chiếm 15% tổng số nucleotide của gen Tổng số liên kết hóa hydrogen được hình thành khi gen nhân đôi liên tiếp 5 lần là bao nhiêu ?
Câu 14
Một gen chứa 900 adenine và 600 cytosine Khi gen đó tự nhân đôi 2 lần, số liên kết hidro bị phá vỡ và được hình thành lần lượt là bao nhiêu ?
Câu 15
Một phân tử ADN có tổng số 20000 nucleotide và có 20% số nucleotide loại A Phân tử ADN này nhân đôi 4 lần Hãy xác định:
a Số nucleotide mỗi loại của phân tử ADN
b Số nucleotide mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi
c Số phân tử ADN được cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường
Câu 16
ADN dài 5100Å với A = 20% Nhân đôi liên tiếp 3 lần, số liên kết hiđrô bị phá vỡ là bao nhiêu ?
Câu 17
Một phân tử ADN của một tế bào có hiệu số %G với nucleotide không bổ sung bằng 20% Biết
số nucleotide loại G của phân tử ADN trên bằng 14000 nucleotide Khi ADN trên nhân đôi bốn lần, hãy xác định:
a Số nucleotide mỗi loại môi trường cung cấp cho cả quá trình trên
b Số liên kết cộng hoá trị được hình thành trong quá trình
c Số liên kết hydrogen bị phá huỷ trong cả quá trình trên
Câu 18
Gen B có 2400 nucleotide, có hiệu của A với loại nucleotide khác là 30% số nucleotide của gen
a Xác định chiều dài của gen B
b Quá trình tự nhân đôi từ gen B đã diễn ra liên tiếp 3 đợt Xác định Số nucleotide từng loại trong tổng số gen mới được tạo thành ở đợt tự nhân đôi cuối cùng
Câu 19
Trang 7
Có 8 phân tử DNA tự nhân đôi một số lần đã tổng hợp được 112 mạch polynucleotide mới lấy nguyên liệu hoàn toàn từ môi trường nội bào Số lần tự nhân đôi của mỗi phân tử ADN trên
là bao nhiêu?
Câu 20
Một gen dài 0,51 micromet, có A chiếm 50% số nucleotide tiến hành nhân đôi 1 lần thì số liên kết hidro được hình thành là bao nhiêu?
Câu 21
Một phân tử DNA mạch kép có tỉ lệ ( A +T) / ( G+C) = ⅗, khi phân tử này nhân đôi liên tiếp
ba lần, tỷ lệ các loại nucleotide môi trường nội bào cung cấp cho quá trình nhân đôi của gen
là bao nhiêu?
Câu 22
Đoạn mạch thứ nhất của gen có trình tự các các nuclêôtit là
5'-TAXGXXAGTXATGXA-3' Gen nhân đôi 2 lần, số nucleotit mỗi loại mà môi trường cung cấp là nhiêu?
Câu 24
Một phân tử DNA vi khuẩn có chiều dài 20400 A⁰ và có G = 2A Phân tử DNA này nhân đôi liên tiếp 5 lần Số nucleotide loại A mà môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi là bao nhiêu?
Câu 23
Một phân tử DNA vi khuẩn có tổng số 10⁶ chu kỳ xoắn và Adenine chiếm 20% tổng số
nucleotide Phân tử DNA này nhân đôi liên tiếp 3 lần Hỏi
a Số nucleotide mỗi loại của phân tử DNA
b Số nucleotide mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi
c Số liên kết hydrogen bị đứt trong quá trình tự nhân đôi
Câu 25
Trang 8Giải
Tổng số nucleotide của gene là: 2040 : 3,4 2 = 1200 (nu)
Số nucleotide loại A là: 20%.1200 = 240 (nu)
=> A = T = 240 (nu)
Số nucleotide loại G là: 30% 1200 = 360 (nu)
=> G = C = 360 (nu)
Số nucleotide tự do loại A là: ∑Atd = 240.(21 – 1) = 240 (nu)
=> ∑Atd = ∑Ttd = 240 (nu)
Số nucleotide tự do loại G là: ∑Gtd = 360.(21 – 1) = 360 (nu)
=> ∑Gtd = ∑Ctd = 360 (nu)
∑ 𝐀td = ∑𝐓td = 240 (nu)
∑ 𝐆td = ∑𝐂td = 360 (nu)
Giải
a Gọi x là số lần nhân đôi của gene
=> Tổng số DNA con là 2x
Vì trong gene con có 40320 nên: 2520 2x = 40320 => x = 4
b Vì gene chứa 2520 nucleotide nên: 2A + 2G = 2520 (1)
Vì gene có 3140 liên kết hydrogen nên: 2A + 3G = 3140 (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: {2𝐴 + 2𝐺 = 2520
2𝐴 + 3𝐺 = 3140
{𝐴 = 𝑇 = 640
𝐺 = 𝐶 = 620
a Gene nhân đôi 4 lần
b Vậy {𝑨 = 𝑻 = 𝟔𝟒𝟎
𝑮 = 𝑪 = 𝟔𝟐𝟎
Gene dài 2040 angstrong, có số nucleotide loại A chiếm 20% tổng số nucleotide của gene Khi gene tự nhân đôi 1 lần, môi trường nội bào cần cung cấp số nucleotit tự do mỗi loại là bao nhiêu ?
Câu 1
Một gene chứa 2520 nucleotide trong đó 20% là nucleotide loại C Gen nhân đôi một số lần, trong các gene con có 40320 nucleotide
a Tính số lần tự nhân đôi
b Nếu gene nói trên có 3140 liên kết hydrogen Xác định số lượng nucleotide từng loại của gene và số liên kết hydrogen bị phá vỡ trong quá trình tự nhân đôi
Câu 2
Trang 9Giải
Tổng số nucleotide của gene là: 105.10.2 = 2100 (nu)
Số liên kết hóa trị là: 2100 – 2 = 2098 (liên kết)
Số liên kết hóa trị được hình thành giữa các nucleotide trong
quá trình nhân đôi là: 2098.(23-1) = 14686 (liên kết)
Số liên kết hóa trị được hình thành giữa các nucleotide trong quá trình nhân đôi là 14686 liên kết
Giải
a Số phân tử DNA được tạo ra là: 25=32 (phân tử)
b Số phân tử mang 1 mạch của DNA ban đầu là 2 vì chỉ có 2
mạch gốc
c Số phân tử DNA được cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi
trường là: 32-2=30 (phân tử)
a 32 phân tử
b 2 phân tử
c 30 phân tử
Giải
- Số nu loại A của gen là: 9000: (24-1) = 600 (nu)
- Số nu loại C của gen là: 13500: (24-1) = 900 (nu)
- Tổng số liên kết hidro của gen là:2.600+3.900=3900 (liên kết)
Tổng số liên kết hidrogen của gen là 3900 liên kết
Một phân tử ADN nhân đôi 5 lần Hãy xác định:
a Số phân tử ADN được tạo ra
b Trong số các phân tử ADN được tạo ra, có bao nhiêu phân tử mang 1 mạch của ADN ban đầu?
c Số phân tử ADN được cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường?
Câu 4
Một gen có tổng số 105 chu kì xoắn Gen nhân đôi 3 lần, số liên kết hóa trị được hình thành giữa các nucleotide trong quá trình nhân đôi là bao nhiêu ?
Câu 3
Một gen nhân đôi 4 lần đã cần môi trường cung cấp 9000 nucleotide loại A và 13500
nucleotide loại C Hãy xác định tổng số liên kết hidrogen của gen.
Câu 5
Trang 10Giải
Số nu của gen là:
12600 : (23 – 1)=1800 (nu)
Chiều dài của gen là:
(1800:2).0,00034=0,306 (micromet)
Chiều dài của gen này là 0,306 micromet
Giải
-Tổng số nu của phân tử DNA là: 7,2.105:300= 2400 (nu)
=> Mỗi mạch có 1200 nu
Ta có: A2=2G2 → %A2=%T1=100
3 % (1) %G2=%C1=50
3% (2)
→ %A1=%T2=80
3% (3); %X2=%G1=20
3% (4)
Từ (1), (2), (3) và (4) ta được:
A=T= 1200.( 80
3%+100
3 %)=720 (nu) G=C= 1200.( 50
3%+20
3%) = 280 (nu)
-Số nu loại A môi trường cần cung cấp là:
720.(25-1)=22320 (nu)
=> số nu loại T môi trường cần cung cấp là 22320 nu
-Số nu loại G môi trường cần cung cấp là:
280.(25-1)=8680 (nu)
=> số nu loại C môi trường cần cung cấp là 8680 nu
A = T = 22320 nu
G = C = 8680 nu
Một gen tự nhân đôi 3 lần được môi trường cung cấp số nu tự do là 12600 Chiều dài của gen này là bao nhiêu? (Tính theo đơn vị micromet).
Câu 6
Trong một phân tử ADN có khối lượng phân tử là 7,2.10 5 đvC, trên mạch 1 có A 1 +T 1 =60%, mạch 2 có G 2 - X 2 =10%, A 2 =2G 2 Nếu đoạn ADN trên tự nhân đôi 5 lần thì số lượng từng loại
nu môi trường cung cấp là bao nhiêu?
Câu 7
Trang 11Giải
Số phân tử DNA chỉ được cấu tạo từ N14:
5.(22 – 2) = 10
Có 10 phân tử AND chỉ được cấu tạo từ N14
Giải
a Gen nhân đôi 5 lần => Số DNA con được tạo ra 25 =32
b Số phân tử DNA hoàn toàn mới: 25 – 2= 30 (phân tử)
c Số liên kết cộng hóa trị được hình thành:
(3000-2)(25-1) = 92938 liên kết
a 32 DNA con
b 30 phân tử
c 92938 liên kết
Giải
b Tổng số nu là: 5100 2 : 3,4 = 3000 nu
=> A = T= 600 nu ; G = X = (3000 – 600.2) : 2= 900 nu
- Số nu A=T trong các phân tử DNA được tạo thành là
- Số nu G=X trong các phân tử DNA được tạo thành là
c Số nu mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi
a 4 phân tử DNA con
b A=T = 2400 nu G=X = 3600nu
c 92938 liên kết
∑A mt = ∑T mt =1800 nu
∑G mt = ∑X mt =2700 nu
Có 5 phân tử ADN được cấu tạo từ các nguyên tử N15, tiến hành nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N14 Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N14?
Câu 8
Một gen có tổng số 3000nu Gen tiến hành nhân đôi 5 lần Hãy xác định:
a Số phân tử ADN được tạo ra
b Số phân tử ADN hoàn toàn mới
c Số liên kết cộng hóa trị được hình thành trong quá trình nhân đôi
Câu 9
Một phân tử ADN có chiều dài L=5100 A0 và số nu loại A =600nu Phân tử ADN này nhân đôi liên tiếp 2 lần Hãy xác định:
a Số phân tử ADN con được tạo ra
b Số nu mỗi loại của phân tử ADN được tạo thành
c Số nu mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi
Câu 10