Xác định trình tự và số lượng các loại nuclêôtit trên mỗi mạch pôlinuclêôtit của thân tử ADN.. Hướng dẫn và công thức: - Xác định trình tự nuclêôtit trên mỗi mạch của phân tử ADN dựa vàN
Trang 1PHẦN 1 DI TRUYỀN PHÂN TỬ.
A CẤU TẠO ADN:
I TÓM TÁT KIẾN THỨC CƠ BẢN:
- Phân tử ADN ( axit đêôxiribônuclêic) có kích thước và khối lượng
lớn; có cấu tạo đa phân, tức do nhiều dơn phân hợp lại
- Mỗi đơn phân là một nuclêôtit có chiều dài 3,4A0 và có khối lượngtrung bình là 300đvC Có 4 loại nuclêôtit là A ( ađênin), T ( timin), G( guanin) và X ( xitôzin)
- Các nuclêôtit liên kết nhau tạo thành 2 mạch pôlinuclêôtit Cácnuclêôtit trên hai mạch của ADN liên kết theo từng cặp, gọi là nguyên tắc bổsung:
A liên kết với T bằng 2 liên kết hyđrô
G liên kết với X bằng 3 liên kết hyđrô
- Bốn loại nuclêôtit sắp xếp với thành phần, số lượng và trật tự khácnhau tạo cho ADN vừa có tính đa dạng vừa có tính đặc thù
II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
DẠNG 1 Tính chiều dài, số lượng nuclêôtit và khối lượng của
M: khối lượng của ADN
Mỗi nuclêôtit dài 3,4A0 và có khối lượng trung bình là 300đvC, nên:
2 Bài tập và hướng dẫn giải:
Bài 1 Có hai đoạn ADN:
- Đoạn thứ nhất có khối lượng là 900.000đvC
- Đoạn thứ hai có 2400 nuclêôtit
Cho biết đọan ADN nào dài hơn và dài hơn bao nhiêu?
GIẢI
- Xét đoạn ADN thứ nhất:
Số lượng nuclêôtit của đoạn:
Trang 2- Xét đoạn ADN thứ hai:
Chiều dài của đoạn ADN:
Vậy đoạn ADN thứ nhất dài hơn đoạn AND thứ hai:
5100A0 - 4080A0 = 1020A0
Bài 2 Gen thứ nhất có chiều dài 3060A0 Gen thứ hai nặng hơn gen thứ nhất36000đvC Xác định số lượng nuclêôtit của mỗi gen
GIẢI
Số lượng nuclêôtit của gen thứ nhất:
N = 2 03,4A
2
N
- Suy ra tương quan tỉ lệ các loại nuclêôtit trong phân tử ADN:
A + G = 50% N T + X = 50% N
2 Bài tập và hướng dẫn giải:
Bài 1 Một gen dài 0,408micrômet và có số nuclêôtit loại G bằng 15% Xác
định số lượng và tỉ lệ từng loại nclêôtit của gen
Trang 3Tổng số nuclêôtit cuae gen:
N = 2 03,4A
L
=
4
2 0,408 103,4
Bài 2 Gen thứ nhất có 900G bằng 30% tổng số nuclêôtit của gen.
Gen thứ hai có khối lượng 900000đvC
Hãy xác định gen nào dài hơn
Vậy hai gen có chiều dài bằng nhau
DẠNG 3 Xác định trình tự và số lượng các loại nuclêôtit trên mỗi
mạch pôlinuclêôtit của thân tử ADN.
1 Hướng dẫn và công thức:
- Xác định trình tự nuclêôtit trên mỗi mạch của phân tử ADN dựa vàNTBS: A trên mạch này liên kết với T trên mạch kia và G trên mạch này liênkết với X trên mạch kia
- Gọi A1, T1, G1, X1 lần lượt là số nuclêôtit mỗi loại trên mạch thứ nhất
và A2, T2, G2, X2 lần lượt là số nuclêôtit mỗi loại trên mạch thứ hai
Dựa vào NTBS, ta có:
A 1 = T 2 T 1 = A 2
G 1 = X 2 X 1 = G 2
Trang 4A = T = A 1 + A 2 G = X = G 1 + G 2
2 Bài tập và hướng dẫn giải:
Bài 1 Một đoạn của phân tử ADN có trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ
nhất như sau:
…AAT-AXA-GGX-GXA-AAX-TAG…
a Viết trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ hai của đọan ADN
b Xác định số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch và của đọanADN đã cho
GIẢI
a Trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ hai của đọan ADN :
…TTA-TGT-XXG-XGT-TTG-ATX
b Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch và của đọan ADN
Theo đề bài và theo NTBS, ta có số nuclêôtit trên mỗi mạch:
a Số lượng từng loại nuclêôtit của cả gen
b Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch gen
GIẢI
a Số lượng từng loại nuclêôtit của cả gen:
Tổng số nuclêôtit của gen:
N = 2 03,4A
b Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch gen:
Theo đề bài và theo NTBS, ta có:
T1 = A2 = 300 ( nu)Suy ra A1 = T2 = A – A2 = 750 – 300 = 450 (nu)
G1 = X2 = 250 ( nu)Suy ra X1 = G2 = G – G1 = 750 – 250 = 500 (nu)
DẠNG 4 Tính số liên kết hyđrô của phân tử ADN
1 Hướng dẫn và công thức:
Trang 5Trong phân tử ADN:
- A trên mạch này liên kết với T trên mạch kia bằng 2 liên kết hyđrô
- G trên mạch này liên kết với X trên mạch kia bằng 3 liên kết hyđrô.Gọi H là số liên kết hyđrô của phân tử ADN
H = ( 2 x số cặp A-T) + ( 3 x số cặp G-X)
Hay: H = 2A + 3G
2 Bài tập và hướng dẫn giải:
Bài 1 Một gen có 2700 nuclêôtit và có hiệu số giữa A với G bằng 10% số
nuclêôtit của gen
a Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen
b Tính số liên kết hyđrô của gen
a Số lượng từng loại nuclêôtit của gen
b Chiều dài của gen
a Chiều dài của gen:
Số lượng nuclêôtit trên một mạch của gen:
Trang 63,4A0 = 1120 x 3,4A0 = 3808A0
B CƠ CHẾ NHÂN ĐÔI ADN.
I TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN:
Dưới tác dụng của men, hai mạch đơn của phân tử ADN lần lượt táchcác liên kết hyđrô từ đầu này đến đầu kia Khi ấy, các nuclêôtit tự do củamôi trường nội bào lần lượt di chuyển vào và liên kết với các nuclêôtit củahai mạch đơn theo NTBS:
- A của mạch liên kết với T của môi trường
- T của mạch liên kết với A của môi trường
- G của mạch liên kết với X của môi trường
- X của mạch liên kết với G của môi trường
Kết quả từ một phân tử ADN mẹ hình thành 2 phân tử ADN con giốnghệt nhau và giống với ADN mẹ Trong mỗi phân tử ADN con có một mạchđơn nhận từ ADN mẹ và một mạch đơn còn lại được liên kết từ các nuclêôticủa môi trường
Quá trình nhân đôi của ADN còn gọi là quá trình tự sao
II CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.
DẠNG 1 Tính số lần nhân đôi của ADN và số phân tử ADN được
tạo ra qua quá trình nhân đôi.
1 Hướng dẫn và công thức:
Phân tử ADN thực hiện nhân đôi:
Số lần nhân đôi Số ADN con
Gọi x là số lần nhân đôi của ADN thì số phân tử ADN được tạo ra là: 2x
2 Bài tập và hướng dẫn giải:
Bài 1 Một gen nhân đôi một số lần và đã tạo được 32 gen con Xác định số
lần nhân đôi của gen
Trang 7Bài 2 Một đoạn phân tử ADN có trật tự các nuclêôtit trên một mạch đơn
-T-A-G-T-X-G-X-A-T-b Hai đoạn ADN mới:
Theo đề và theo NTBS, đọan ADN đã cho có trật tự các cặp nuclêôtitnhư sau:
-T-A-G-T-X-G-X-A-T-Hai đoạn ADN mới giống hệt đoạn ADN đã cho:
-T-A-G-T-X-G-X-A-T-
-A-T-X-A-G-X-G-T-A-DẠNG 2 Tính số lượng nuclêôtit môi trường cung cấp cho ADN
nhân đôi.
1 Hướng dẫn và công thức:
Nếu x là số lần nhân đôi của ADN thì:
- Tổng số nuclêôtit môi trường cung cấp:
2 Bài tập và hướng dẫn giải:
Bài 1 Mạch 1 của gen có 200A và 120G; mạch 2 của gen có 150A và 130G.
Gen đó nhân đôi 3 lần liên tiếp
Xác định từng lọai nuclêôtit môi trường cung cấp cho gen nhân đôi
Trang 8Bài 2 Gen có 600A và có G = 3
2 A Gen đó nhân đôi một số đợt, môi trường
cung cấp 6300G
a Xác định số gen con được tạo ra
b Xác định số liên kết hyđrô của gen
Số gen con được tạo ra là: 2x = 7 + 1 = 8 gen
b Số liên kết hyđrô của gen:
2 Bài tập và hướng dẫn giải.
Bài 1 Một gen nhân đôi 3 lần phá vỡ tất cả 22680 liên kết hyđrô, gen đó có
360A
a Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen
b Tính số liên kết hyđrô có trong các gen con tạo ra
GIẢI
a Số lượng từng loại nuclêôtit của gen:
Gọi H là số liên kết hyđrô của gen, áp dụng công thức tính số liên kếthyđrô bị phá trong nhân đôi của gen:
( 2x – 1) H = ( 23 – 1) H = 22680
Suy ra: H = 226803
2 1 = 3240 liên kết.
H = 2A + 3G hay ( 2 x 360) + 3G = 3240
Trang 9b Số liên kết hyđrô có trong các gen con tạo ra:
Số gen con tạo ra:
1 Công thức liên quan đến việc xác định số NST, số crômatit và số
tâm động trong mỗi tế bào trong từng kì của nguyên phân.
Trong quá trình nguyên phân, NST có những hoạt động mang tính
chất chu kì như tháo xoắn, nhân đôi, xếp trên mặt phẳng xích đạo của thoi
vô sắc, phân li về các cực của tế bào,…
Dưới đây là bảng khái quát về số NST, số crômatit và số tâm động
trong mỗi tế bào trong dựa trên lí thuyết về biến đổi và hoạt động của NST
trong nguyên phân:
Kì
Cấu trúc
Trunggian
CuốiTB
2nkép
2nkép
4nđơn
4nđơn
2nđơn
2 Tính số lần nguyên phân, số TB con được tạo ra, số NST môi
trường cung cấp cho các TB nguyên phân và số NST có trong các TB
con được tạo ra sau nguyên phân.
a Nếu có 1 tế bào mẹ (2n) tiến hành nguyên phân x lần, thì:
- Số TB con được tạo ra sau nguyên phân = 2x
- Số NST có trong các TB con = 2x 2n
- Số NST môi trường cung cấp cho TB nguyên phân = ( 2x -1).2n
b Nếu có a tế bào mẹ (2n) tiến hành nguyên phân x lần bằng
nhau, thì:
Trang 10- Số TB con được tạo ra sau nguyên phân = a.2x
- Số NST có trong các TB con = a 2x 2n
- Số NST môi trường cung cấp cho TB nguyên phân = ( 2x -1).a.2n
c Nếu có a tế bào mẹ (2n) tiến hành nguyên phân x lần không bằng nhau là x 1 , x 2 , x 3 ,…x a , thì:
- Số TB con được tạo ra sau nguyên phân = 2X1 + 2X2+…+ 2Xa
b Tổng số TB con do 3 hợp tử tạo ra
c Tổng số NST môi trường cung cấp cho hai hợp tử B và C nguyênphân
Trang 11c Tổng số NST môi trường cung cấp cho hai hợp tử B và C nguyên phân:
- Số NST môi trường cung cấp cho hợp tử B nguyên phân:
- Số tinh trùng được tạo ra = 4 lần số tinh bào bậc 1
- Số trứng được tạo ra = số noãn bào bậc 1
- Số thể định hướng = 3 lần số noãn bào bậc I
- Số NST trong mỗi loại giao tử ( hoặc trong các thể định hướng)
được tạo ra = số lượng mỗi loại TB trên nhân với n NST.
2 Tính số hợp tử được tạo thành và hiệu suất thụ tinh của giao tử:
- Trong thụ tinh, mỗi tinh trùng kết hợp với 1 trứng tạo ra một hợp tử Nên:
Số hợp tử = Số trứng thụ tinh = Số tinh trùng thụ tinh.
- Hiệu suất thụ tinh( HSTT) của giao tử một giới nào đó là tỉ lệ giữa
số giao tử giới đó được thụ tinh so với tổng số giao tử của giới đó tham giavào quá trình thụ tinh
HSTT của trứng = (Số trứng được thụ tinh : tổng số trứng tham gia thụ tinh) x 100%
HSTT của tinh trùng = (Số tinh trùng được thụ tinh : tổng số tinh trùng tham gia thụ tinh) x 100%
II BÀI TẬP ÁP DỤNG.
Trang 12Bài 1 Có 10 TB mầm của một chuột cái ( 2n =40) đều nguyên phân 2 lần.
Các TB con đều trở thành noãn bào bậc 1 và qua giảm phân tạo trứng
a Tính số lượng trứng đã được tạo ra trong quá trình trên và số NSTtrong các trứng đó
b Tính số thể định hướng tạo ra và số NST có trong các thể địnhhướng
GIẢI
a Số trứng và số NST trong các trứng:
Số noãn bào bậc 1 = Số TB con sau nguyên phân:
a.2x = 10.22 = 40
Số trứng được tạo ra = Số noãn bào bậc 1 = 40
số NST có trong các trứng được tạo ra:
40 n = 40 40
2 = 800 (NST).
b Số thể định hướng tạo ra và số NST có trong các thể định hướng:
Số thể định hướng được tạo ra = 3 lần số noãn bào bậc I:
a Xác định số lượng noãn bào bậc 1
b Số hợp tử được tạo thành là bao nhiêu?
c Giả sử trong quá trình trên đã có sự tham gia của số tinh trùng đượctạo ra từ 16 tinh bào bậc 1
Hãy tính hiệu suất thụ tinh của tinh trùng
GIẢI
a Số noãn bào bậc 1:
Gọi a là số noãn bào bậc 1 = số trứng được tạo ra
Số NST có trong các trứng được tạo ra là :
Trang 13c Hiệu suất thụ tinh của tinh trùng:
Số tinh trùng tham gia thụ tinh = 4 lần số tinh bào bậc 1:
4 x 16 = 64Hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là:
6
64 x 100% = 9,375%.
PHẦN 3 CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN
A LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNG THEO ĐỊNH LUẬT ĐỒNG TÍNH
VÀ PHÂN TÍNH CỦA MEN.
b.Định luật phân tính ( còn gọi là định luật phân li):
Khi lai hai cơ thể bố mẹ thuần chủng khác nhau về một cặp tính trạng tươngphản thì các cơ thể lai ở thế hệ thứ hai (F2) có sự phân li kiểu hình với tỉ lệxấp xỉ 3 trội : 1 lặn
2.Điều kiện nghiệm đúng của định luật đồng tính và định luật phân tính:
a Điều kiện nghiệm đúng của định luật đồng tính:
-Thế hệ xuất (P) phải thuần chủng về cặp tính trạng đem lai
-Mỗi gen qui định một tính trạng
-Tính trội phải là trội hoàn toàn
b.Điều kiện nghiệm đúng của định luật phân tính:
-Gồm 3 điều kiện như ở định luật đồng tính
-Số lượng cá thể F2 phải đủ lớn thì tỉ lệ phân tính mới gần đúng với tỉ
-Nếu kiểu hình của con lai phân li, nghĩa là cơ thể mang tính trội đãtạo ra nhiều loại giao tử, tức có kiểu gen không thuần chủng ( dị hợp tử)
Thí dụ:
Trang 14FB 1Aa : 1aa ( phân tính).
4 Hiện tượng di truyền trung gian (Tính trội không hoàn toàn):
Là hiện tượng di truyền mà gen trội lấn át không hoàn toàn gen lặn,dẫn đến thế hệ dị hợp bộc lộ kiểu hình trung gian giữa bố và mẹ
Thí dụ: Cho cây hoa dạ lan thuần chủng có hoa đỏ với cây hoa thuần
chủng có hoa trắng thu được F1 đồng loạt có màu hoa hồng
Nếu tiếp tục cho F1 lai với nhau, F2 có tỉ lệ kiểu hình xấp xỉ 1 hoa đỏ : 2 hoahồng : 1 hoa trắng
5 Các sơ đồ lai có thể gặp khi lai một cặp tính trạng:
(1 trội : 1 trung gian).
Ghi chú: Các tỉ lệ kiểu hình trong dấu ngoặc dùng trong bảng nêu
trên nghiệm đúng khi tính trội không hoàn toàn.
6 Các kí hiệu thường dùng:
P: thế hệ bố mẹ
F: thế hệ con lai ( F1 thế hệ con thứ nhất, F2 thế hệ con thứ hai )
FB: thế hệ con lai phân tích
G: giao tử (GP: giao tử của P, GF1: giao tử của F1 )
Dấu nhân (X): sự lai giống
Trang 15II PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP:
Thường gặp hai dạng bài tập, tạm gọi là bài toán thuận và bài toán nghịch
1 Dạng 1: Bài toán thuận.
Là dạng bài toán đã biết tính trội, tính lặn, kiểu hình của P Từ đó xácđịnh kiểu gen, kiểu hình của F và lập sơ đồ lai
a Cách giải: Có 3 bước giải:
* Bước 1: Dựa vào đề bài, qui ước gen trội, gen lặn ( có thể không cóbước này nếu như đề bài đã qui ước sẵn)
* Bước 2: Từ kiểu hình của bố, mẹ; biện luận để xác định kiểu gencủa bố, mẹ
* Bước 3: Lập sơ đồ lai, xác định kết quả kiểu gen, kiểu hình ở conlai
b Thí dụ:
Ở chuột, tính trạng lông đen trội hoàn toàn so với lông trắng
Khi cho chuột đực lông đen giao phối với chuột cái lông trắng thì kết quảgiao phối sẽ như thế nào?
GIẢI Bước 1: Qui ước gen:
Gọi A là gen qui định tính trạng lông đenGọi a là gen qui định tính trạng lông trắng
Bước 2:
- Chuột đực lông đen có kiểu gen AA hay Aa
- Chuột cái lông trắng có kiểu gen aa
- Trường hợp 2: P Aa (đen) x aa (trắng)
GP A,a a
F1 1Aa : 1aa Kiểu hình: 50% lông đen : 50% lông trắng
Trang 16a Trường hợp 1: Nếu đề bài đã nêu tỉ lệ phân li kiểu hình của con lai.
Có hai cách giải:
- Bước 1: Căn cứ vào tỉ lệ kiểu hình của con lai ( có thể rút gọn tỉ lệ ởcon lai thành tỉ lệ quen thuộc để dễ nhận xét ); từ đó suy ra kiểu gen của bốmẹ
- Bước 2: Lập sơ đồ lai và nhận xét kết quả
Lưu ý: Nếu đề bài chưa xác định tính trội, tính lặn thì có thể căn cứ
vào tỉ lệ ở con lai để qui ước gen
Thí dụ:
Trong phép lai giữa hai cây lúa thân cao, người ta thu được kết quả ởcon lai như sau:
- 3018 hạt cho cây thân cao
- 1004 hạt cho cây thân thấp
Hãy biện luận và lập sơ đồ cho phép lai trên
GIẢI
*Bước 1:
Xét tỉ lệ kiểu hình :
(3018 : 1004) xấp xỉ (3 cao : 1 thấp)
Tỉ lệ 3:1 tuân theo định luật phân tính của Menđen Suy ra:
- Tính trạng thân cao trội hoàn toàn so với tính trạng thân thấp
Qui ước gen: A: thân cao ; a: thân thấp
- Tỉ lệ con lai 3:1 chứng tỏ bố mẹ có kiểu gen dị hợp: Aa
*Bước 2:
Sơ đồ lai:
P Aa (thân cao) x Aa (thân cao)
GP A,a A,a
F1 1AA : 2Aa : 1aa
Kiểu hình F1: 3 thân cao : 1 thân thấp
b Trường hợp 2: Nếu đề bài không nêu tỉ lệ kiểu hình của con lai.
Để giải dạng bài toán này, dựa vào cơ chế phân li và tổ hợp NST trongquá trình giảm phân và thụ tinh Cụ thể là căn cứ vào kiểu gen của con đểsuy ra loại giao tử mà con có thể nhận từ bố, mẹ
Nếu có yêu cầu thì lập sơ đồ lai kiểm nghiệm
Thí dụ:
Ở người, màu mắt nâu là tính trạng trội so với màu mắt xanh
Trong một gia đình, bố và mẹ đều có mắt nâu Trong số các con sinh ra thấy
có đứa con gái mắt xanh
Hãy xác định kiểu gen của bố mẹ và lập sơ đồ lai minh hoạ
Trang 17Qui ước gen: A mắt nâu ; a: mắt xanh.
Người con gái mắt xanh mang kiểu hình lặn, tức có kiểu gen aa Kiểu gennày được tổ hợp từ 1 giao tử a của bố và một giao tử a của mẹ Tức bố và mẹđều tạo được giao tử a
Theo đề bài, bố mẹ đều có mắt nâu lại tạo được giao tử a Suy ra bố và
mẹ đều có kiểu gen dị hợp tử Aa
Sơ đồ lai minh hoạ:
P Aa (mắt nâu) x Aa (mắt nâu)
GP A,a A,a
F1 1AA : 2Aa : 1aa
Kiểu hình F1: 3 mắt nâu : 1 mắt xanh
*Qui ước gen:
- Gọi A là gen qui định tính trạng màu quả đỏ
- Gọi a là gen qui định tính trạng màu quả vàng
*Xác định kiểu gen:
- Cây cà chua quả đỏ thuần chủng có kiểu gen AA
- Cây cà chua quả vàng thuần chủng có kiểu gen aa
F2 1AA : 2Aa : 1aa
Tỉ lệ kiểu hình: 3 quả đỏ : 1 quả vàng