Trong số gen con được tạo thành có bao nhiêu gen con có 2 mạch cấu thành hoàn toàn từ nuclêôtit mới của môi trường nội bào?. Hướng dẫn giải:.[r]
Trang 1CHUYÊN ĐỀ 1 – CƠ CHẾ DI TRUYỀN CẤP ĐỘ PHÂN TỬ
I Một số chú ý khi làm bài tập:
Gọi số nucleotit của 1 gen là N, ta có:
1 Chiều dài của gen (L): L = x 3,4 Å
Chú ý: 1 m = 103 mm = 106 = 109 nm = 1010Å
2 Chu kì xoắn của gen (C): C =
=
3 1 nucleotit có khối lượng phân tử khoảng 300 đvC
Khối lượng gen (M): M = N x 300 đvC
4 Số liên kết hyđrô của phân tử AND (gen) : H = 2A + 3G
5 Số liên kết hóa trị:
- Giữa các nu trong gen: ( – 1).2 = N – 2
- Trong toàn bộ gen: N + N – 2 = 2N – 2
6 Gọi A1, T1, G1, X1 là các nuclêôtit trên mạch 1
Gọi A2, T2, G2, X2 là các nuclêôtit trên mạch 2: Theo NTBS giữa 2 mạch ta có:
A1 = T2; T1 = A2; G1 = X2; X1 = G2
- Về mặt số lượng:
A = T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2
G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2
- Về mặt tỉ lệ:
Trên mạch 1: %A1 + %T1 + %G1 + %X1 = 100%
Trên mạch 2: %A2 + %T2 + %G2 + %X2 = 100%
Trên cả gen: %A + %T + %G + %X = 100%
%A = %T = ½ (%A1 + %A2) = ½ (%T1 + %T2)
%G + %X = ½ (%G1 + %G2) = ½ (%X1 + %X2)
7 Số phân tử ADN(gen) con tạo ra sau n lần nhân đôi : 2n
8 Số phân tử AND con tạo ra có mạch hoàn toàn mới sau n lần nhân đôi: 2n – 2
9 Số nu tự do môi trường cung cấp sau n lần nhân đôi:
Atự do = Ttự do = Agen (2n – 1) = Tgen (2n – 1)
Gtự do = Xtự do = Ggen (2n – 1) = Xgen (2n – 1)
10 Quan hệ giữa gen và mARN:
rN = ½ N (rN: tổng số nu trên mARN)
Trang 2rN = Am + Um + Gm + Xm
Agốc = Um; Tgốc = Am; Ggốc = Xm; Xgốc = Gm
Agen = Tgen = Am + Um; Ggen = Xgen = Gm + Xm
11 Gọi n là số lần phiên mã của gen Số phân tử mARN tạo thành: n
12 Số liên kết hidro của gen bị phá vỡ khi nhân đôi n lần: (2n – 1).H
13 Tổng số liên kết hiđrô được hình thành: =
14 Số liên kết hóa trị được hình thành khi gen nhân đôi n lần: (2n – 1).(N – 2)
15 Số bộ ba mã sao =
=
16 Số axit amin môi trường cung cấp cho 1 phân tử protein:
– 1 (do bộ ba kết thúc không mã hóa axit amin nào)
17 Số axit amin của 1 phân tử protein hoàn chỉnh:
– 2 (do bộ ba kết thúc không mã hóa axit amin nào; và bộ ba mở đầu methionin/foocmin methionin bị cắt khỏi chuỗi polipeptit sau khi dịch mã)
18 Số liên kết peptit = Số axit amin – 1
Trang 3II Ví dụ:
Câu 1: Người ta sử dụng một chuỗi pôlinuclêôtit có T + X/A + G = 0,25 làm khuôn để tổng hợp
nhân tạo một chuỗi pôlinuclêôtit bổ sung có chiều dài bằng chiều dài của chuỗi khuôn đó Theo lí thuyết, tỉ lệ các loại nuclêôtit tự do cần cung cấp cho quá trình tổng hợp này là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta có : (T + X)/(A + G) = 0.25 và (T + X) + (A + G) = 1
Giải ra được (A + G) = 0,8; (T + X) = 0.2
Vậy, khi sử dụng chuỗi này làm khuôn để tổng hợp chuỗi bổ sung thì theo nguyên tắc bổ sung thì
số nuclêôtit của chuỗi bổ sung là: A + G = 20%; T + X = 80%
Câu 2: Một gen có 150 vòng xoắn Trên mạch 1 của gen, Adenin chiếm 10%, Timin chiếm 20% số
nuclêôtit của mạch Trên mạch 2 của gen có Guanin chiếm 30% số nuclêôtit của mạch
a Xác định tổng số nuclêôtit của cả gen
b Xác định tổng số lượng nuclêôtit từng loại trên của từng mạch đơn của gen
Hướng dẫn giải:
a Theo bài ra ta có tổng số nuclêôtit có trong gen là: Ngen = 150 20 = 3000 nu
b Số lượng từng loại nuclêôtit của từng mạch đơn gen là:
= = 10% =
= 150 (Nu) = = 20% =
= 350 (Nu) = = 30% =
= 450 (Nu) = = – ( + + ) = 600 (Nu)
Câu 3: Mạch đơn thứ nhất của gen có tỉ lệ A : T : G : X lần lượt phân chia theo tỉ lệ 25%: 35%:
30%: 10% Tính tỉ lệ % từng loại nuclêôtit của gen này
Hướng dẫn giải:
Theo nguyên tắc bổ sung:
= = 25%; = = 35%
= = 30%; = = 10%
Tỉ lệ từng loại nuclêôtit của gen:
A% = T% = = = = 30%
G% = X% = = = = 20%
Câu 4: Một gen có chiều dài 0,306 µm, gen có Ađênin = 30% Hãy xác định:
Trang 4a Số liên kết hiđrô bị phá vỡ và số liên kết hiđrô được hình thành khi gen tự nhân đôi 1 lần?
b Nếu gen tự nhân đôi liên tiếp 3 lần, thì số liên kết hiđrô bị phá vỡ và số liên kết hóa trị được hình thành là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
- Tổng nuclêôtit của gen:
Ngen =
=
= 1800 (Nu)
- Theo nguyên tắc bổ sung: A% = T% = 30%; G% = X% = 20%
- Số nuclêôtit từng loại của gen:
A = T =
= 540 (Nu)
G = X =
= 360 (Nu)
Hgen = 2A + 3G = 2 540 + 3 360 = 2160 (Liên kết H2)
a Khi gen tự nhân đôi 1 lần:
- Số liên kết hiđrô bị phá vỡ
HPV = Hgen = 2160 (liên kết H2)
- Số liên kết hiđrô được hình thành:
HHT = 2 Hgen = 2 2160 = 4320 (liên kết H2)
b Khi gen tự nhân đôi 3 đợt liên tiếp:
- Số liên kết hiđrô bị phá vỡ
HPV = Hgen (23 – 1) = 2160 (23 – 1) = 1512 (liên kết H2)
- Số liên kết hiđrô được hình thành:
=(N – 2) ( – 1 ) = (1800 – 2) ( 23 – 1) = 12586 (liên kết hình thành)
Câu 5: Một gen tự nhân đôi tạo thành 2 gen con đã đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp 525 Timin
tự do Biết rằng: tổng số nuclêôtit của 2 gen con là 3000 Hãy xác định:
a Số nuclêôtit tự do cần dùng cho mỗi loại còn lại trong quá trình nhân đôi?
b Nếu gen nói trên trải qua 3 đợt tự nhân đôi thì đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp bao nhiêu nuclêôtit tự do cho từng loại? Trong số gen con được tạo thành có bao nhiêu gen con có 2 mạch cấu thành hoàn toàn từ nuclêôtit mới của môi trường nội bào?
Hướng dẫn giải:
a Số nuclêôtit tự do cần dùng cho mỗi loại còn lại:
Số nuclêôtit của 2 gen con bằng nhau và bằng số nuclêôtit của gen mẹ ban đầu:
N = = 1500
Trang 5Khi tự nhân đôi tạo thành 2 gen con (qua 1 đợt) T tự do đến bổ sung với A trên 2 mạch gen Vậy nuclêôtit loại A của gen là: A = 525 Theo nguyên tắc bổ sung A= T, G = X, số nuclêôtit còn lại của gen là:G = X = = = 225 ( Nu)
Khi tự nhân đôi tạo ra 2 gen con, đến bổ sung nuclêôtit loại G và X của gen là nuclêôtit tự do X và
G Do đó số nuclêôtit tự do cần dùng loại G và X cần dùng là:
Gtd = Xtd = 225 (Nu)
b Số nuclêôtit tự do mỗi loại cần dùng khi gen nhân đôi 3 đợt và số gen có 2 mạch đều mới được tạo ra sau 3 lần nhân đôi là:
Số nuclêôtit tự do cần dùng:
∑ = ∑ = 525(23 -1) = 3675 (Nu)
∑ = ∑ = 225(23 -1) = 1575 (Nu)
Số gen con có 2 mạch hoàn toàn mới là: 2x - 2 = 23 – 2 = 6
Câu 6: Một gen có chứa 2050 liên kết hydro ARN do gen tổng hợp được có G – A = 125
ribonucleotit , X – U = 175 ribonucleotit Biết rằng các nucleotit loại T đều tập trung trên mạch gốc Tính số ribonucleotit trên gen này
Hướng dẫn giải:
Theo bài ra ta có:
2A + 3G = 2050
ARN do gen đó tổng hợp được có:
G – A = 125 ribonucleotit, X – U = 175 ribonucleotit Như vậy, ta có ( rG +rU) = 300 Theo
nguyên tắc bổ sung ta suy ra được hiệu của các loại nucleotit trên gen là:
G – A = 300 (2):
Từ (1) và (2) ta có số lượng từng loại nucleotit trên gen là:
G = X = 525; A = T = 225
Biết răng các nucleotit loại T đều tập trung trên mạch gốc Nên theo nguyên tắc bổ sung thì
ribonucleotit loại A = 225 Từ đó kết hợp với giả thiết bài ra ta có số ribonucleotit từng loại là:
rG = 225 + 125 = 350 (rNu)
rU = A – rA = 225 – 225 = 0(rNu)
rX = 175(rNu)
Câu 7: Một gen có 3000 liên kết hiđrô và có số nuclêôtit loại guanin (G) bằng hai lần số nuclêôtit
loại ađênin (A) Một đột biến xảy ra làm cho chiều dài của gen giảm đi 85 Biết rằng trong số
Trang 6nuclêôtit bị mất có 5 nuclêôtit loại xitôzin (X) Số nuclêôtit loại A và G của gen sau đột biến
là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
- Gen trước đột biến:
Theo đề bài ta có hệ phương trình:
2A + 3G = 3000; G = 2A
Giải hệ ta được: A = 375; G = 750
- Gen sau đột biến:
Số nu giảm sau khi đột biến: N giảm = 85x2/3.4 = 50
Số nu loại G và X giảm đi là 10 nu
Vậy tổng số nu loại A và T giảm 40 nu, vậy nu loại G sau đột biến là: 750 - 5 = 745
Và số nu loại A sau đột biến là: 375 – 40/2 = 355
Câu 8: Gen A dài 4080 , trong đó số nuclêôtit loại Ađênin chiếm 30% tổng số nuclêôtit của gen Gen A đột biến thành gen a làm thay đổi tỷ lệ A/G = 1,498 nhưng không làm thay đổi chiều dài của gen Tính số liên kết hyđrô của gen
Hướng dẫn giải:
- Đột biến không thay chiều dài gen => Dạng thay thế cặp nuclêôtit này bằng cặp nuclêôtit khác
NA = 4080 2 : 3.4 = 2400
A = T = 30% x 2400 = 720; G = X = (2400 – 720 x 2)/2= 480
→ A/G = 3/2 = 1,5
- Gen đột biến có A/G =1,4948, tỷ lệ A/G giảm → A giảm, G tăng → Thay A-T bằng G-X
- Gọi số cặp thay là x, ta có :
x =1 → Gen a có: A = T = 720 - 1=719; G=X = 480+1 = 481
→ Số liên kết hydrô = 2A + 3G = 719 x 2 + 481 x 3 = 1438 + 1443 = 2881
Câu 9: Phân tử mARN thứ nhất dài 2550 Angstron và gấp 1,25 lần so với chiều dài phân tử
mARN thứ hai Quá trình dịch mã của 2 phân tử mARN cần môi trường cung cấp 1593 axit
amin Số phân tử protein được tổng hợp từ cả 2 mARN nói trên là:
Hướng dẫn giải:
Số axit amin trong 1 phân tử protein 1 là: (2550 : 3,4 : 3) – 1 = 249
Số axit amin trong 1 phân tử protein 2 là: 199
Gọi a, b lần lượt là số phân tử protein do mARN 1 và mARN 2 tổng hợp Ta có:
Trang 7249 a + 199 b = 1593 a 6
Nhẩm nghiệm, ta được: a = 4; b = 3 Tổng số phân tử protein là 7
Chọn B
Câu 10: Các mã bộ ba AAA, XXX, GGG và UUU xác định các aa tương ứng là lyzin (lys),
prolin (pro), glycyn (gly) và phenylalanin (phe) Trình tự nu trên mạch đơn của gen nào sau đây xác định chuỗi polipeptit Pro – gly – lys – phe?
A 5’ GGG XXX TTT AAA 3’ B 3’ XXX GGG AAA TTT 5’
C 5’ XXX GGG AAA TTT 3’ D 3’ GGG XXX TTT AAA 5’
Hướng dẫn giải:
Polipeptit: Pro – gly – lys – phe
mARN: ‘5 – XXX – GGG – AAA – UUU – 3’
AND: ‘3 – GGG – XXX – TTTT – AAA – 5’
Đáp án D