2.Cấu trúc của gen: mạch 1 3’ vùng 1 vùng 2 vùng 3 5’ mạch mã gốc Vùng điều hòa Vùng mã hóa Vùng kết thúc mạch 2 5’ nhận biết –liên kết mang thông tin mã mang tín hiệu 3’mạch bổ sung đi[r]
Trang 1CHƯƠNG I-CƠ CHẾ DI TRUYỀN BIẾN DỊ.
BÀI 1- GEN MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI CỦA ADN
A.TÓM TẮC KIẾN THỨC CƠ BẢN 1.Khái niệm về gen: 1 đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho 1 sản phẩm xác định( một chuỗi Polipeptit
hay một phân tử ARN )
2.Cấu trúc của gen: (mạch 1) 3’ vùng 1 vùng 2 vùng 3 5’ (mạch mã gốc)
Vùng điều hòa Vùng mã hóa Vùng kết thúc
( mạch 2) 5’ nhận biết –liên kết mang thông tin mã mang tín hiệu 3’(mạch bổ sung) điều hòa phiên mã hóa kết thúc
Ở TB nhân sơ : liên tục (gen không phân mảnh)
Ở TB nhân thực : gen phân mảnh (exôn xen kẽ với intron)
*Exôn: các đoạn mã hóa xen kẽ với intron: các đoạn không mã hóa
*Sinh lớp 10: Gen gồm 2 chuỗi polinucleotit (2 mạch đơn ngược chiều nhau) xoắn đều quanh 1 trục theo chiều từ trái sang phải.gen được cấu tạo từ 4 loại nu A, T, G, X; trên mỗi mạch các nu liên kết với nhau bằng mối lk hóa trị , giữa 2 mạch các nu lkết với nhau bằng mlk H 2 theo ngtắc bs Chiều dài của gen là chiều dài của 1 mạch
* Nâng cao: Gen cấu trúc: gen mang thông tin mã hóa cho các sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc hay chức năng của tế bào Gen điều hòa: những gen tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động của các gen khác
3 Mã di truyền:
Đơn phân nuclêôtit (A , T, G, X) Đơn phân axit amin
Trình tự sắp xếp các nu trong gen ở mạh mã gốc quy định trình tự sắp xếp các
axit amin của prôtein
ADN (gen) prôtein
3 Nu đứng kế tiếp nhau mã hóa 1 axit amin
Mã di truyền là mã bộ ba - không gối: đọc 1 chiều trên mARN từ 5’ – 3’
(đặc điểm mã di truyền) - phổ biến: chung cho sinh giới
- đặc hiệu: 1 bộ mã 1 axit amin
- thoái hóa: nhiều bộ mã 1 axit amin
Có tất cả 64 bộ ba ( trên mARN có 64 co don) mã hóa cho 20 loại axit amin; trong đó:
1 axit amin là foocmin mêtionin
- Còn lại 60 bộ ba mã hóa các axit amin; được chia ra như sau:
+ 1 bộ ba mã hóa 1 axit amin ( có 1 axit amin: Triptôphan )
+ 28 bộ ba mã hóa 1 axit amin ( có 12 axit amin/ 2 bộ - 1 aa )
+ 3 bộ ba mã hóa 1 axit amin ( có 1 axit amin: Izôlơxin )
+ 28 bộ ba mã hóa 1 axit amin ( có 7 axit amin/ 4 bộ-1 aa )
3 Nhân đôi ADN (sao chép, tái bản ): gồm 3 bước : Tháo xoắn phân tử ADN, tổng hợp các mạch ADN mới,
hai phân tử ADN được tạo thành
a Diễn biến:
* Tháo xoắn: enzim tháo xoắn, 2 mạch tách nhau hình chữ Y
* Tổng hợp các mạch ADN mới:
các đoạn Okazaki được nối lại nhờ enzim nối ( ligaza )
* Hai phân tử ADN được tạo thành: trong mỗi pt ADN có 1 mạch của ADN ban đầu, 1 mạch mới được tổg hợp Chú ý: Enzim ADN-polimeraza có vai trò lắp ráp các nu tự do theo ngtắc bổ sung với mạch khuôn ADN
b Nguyên tắc: nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn (giữ lại một nửa) Nhờ đó, 2 phân tử ADN con
được tạo ra hoàn toàn giống nhau và giống với phân tử ADN mẹ
*Sự nhân đôi ADN trên cơ sở ngtắc bs có tác dụng đảm bảo duy trì thông tin DT ổn định qua các thế hệ
khuôn
*Nâng cao trình bày cụ thể hơn về quá trình nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực ( sgk sinh 12 nâng cao/ trang 8, 9 ), ghi nhớ: Ở tế bào vi khuẩn các đoạn Okazaki dài 1000-2000 nucleotit
Trang 2B CÔNG THỨC CẦN NHỚ ĐỂ GIẢI BÀI TẬP
1.Cấu trúc gen ( ADN ): ( Sinh học lớp 10 )
1.1.Chiều dài ( L ), Số nuclêôtit (N), Khối lượng phân tử (M), số vòng xoắn (C)
L = 2
N
x 3,4 A0 ( A0 ) ; N = 2A + 2G ( nu ) ; M = N x 300 ( đvC ) ; C =20
N
( vòng xoắn )
* 1 A0= 10 – 4 um = 10 – 7 mm (um : micômét ), 1 nm = 10 – 1 A0 ( nm : nanomét )
§êng kÝnh vßng xo¾n lµ 20AO ; chiÒu dµi mçi vßng xo¾n lµ 34 AO gåm 10 cÆp nuclª«tit
1.2.Số nuclêôtit mỗi loại:
A = T = A1 + A2 = T1 + T2 (nu) ; G = X = G1 + G2 = X1 + X2 (nu)
A = T =
2
A A
=
2
T T
( % ) ; G = X =
2
G G
=
2
X X
( % ) 1.3.Số nuclêôtit mỗi loại trên mỗi mạch đơn gen: A1 = T2 , A2 = T1, G1 = X2, X1 = G2 ( nu )
1.4.Số liên kết Hydro ( H ): H = 2A + 3G hay H = 2
% 100
AxN
+ 3
% 100
GxN
( lkH2 ) 1.5.Số liên kết hoá trị nối giữa các nu của gen = N – 2 ( lk hoá trị)
1.6 Tổng số liên kết hóa trị trong ADN (gồm mối liên kết nối các nu và mối liên kết gắn axit
H3PO4 vào đường ) gọi tắt là liên kết hóa trị Đ-P: 2N – 2 ( lk hoá trị)
2.Quá trình nhân đôi ADN: ( x : số lần nhân đôi )
2.1.Số gen con tạo ra: 2x ( gen con ) ; số nuclêôtit môi trường cung cấp : Ntd = N( 2x – 1 ) ( nu )
2.2.Số nuclêôtit từng loại môi trường nội bào cung cấp : (Atd ; Ttd ; Gtd ; Xtd )
Atd =Ttd = A( 2x – 1 ) = T( 2x – 1 ) ( nu ) ; Gtd =Xtd = G( 2x – 1 ) = X( 2x – 1 ) ( nu )
2.3.Số gen con tạo ra có 2 mạch hoàn toàn mới : 2x – 2 ;
Số nuclêôtit môi trường cung cấp hoàn toàn mới : Ntd = N( 2x – 2 ) ( nu )
Số nuclêôtit từng loại môi trường cung cấp hoàn toàn mới : (Atd ; Ttd ; Gtd ; Xtd )
Atd =Ttd = A( 2x – 2 ) = T( 2x – 2 ) ( nu ) ; Gtd =Xtd = G( 2x – 2 ) = X( 2x – 2 ) ( nu )
2.4 -Liên kết H2 bị phá vỡ = H( 2x – 1 ) ( lkH2 ); -Liên kết hóa trị nối giữa các nu của gen bị phá vỡ : = 0
- Liên kết Hydrô được hình thành = ( 2x – 1 ) 2H ( lkH2 )
-Liên kết hóa trị được hình thành giữa các nuclêôtit = ( 2x – 1 ) (N – 2) ( lk hoá trị)
C.BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: Một trong 2 mạch đơn của gen có tỉ lệ A : T : G : X lần lượt là 15 % : 30 % : 30 % : 25 % Gen đó dài 0,408
Mm ( micromet )
1)Tính tỉ lệ % và số nu từng loại trên mỗi mạch đơn và của cả gen
2) tính số chu kì xoắn và Khối lượng phân tử của gen
Bài 2:Một gen dài 0,51Mm và có 3900 lk H2 Mạch 1 của gen có A = 150 (nu), mạch 2 có X = 300 (nu)
1) Xác định tỉ lệ % và số lượng từng loại nu của gen.
2) Xác định tỉ lệ % và số lượng từng loại nu trong mỗi mạch của gen
Bài 3: Một gen ở sinh vật nhân thực có 3900 liên kết hidrô và có 900 nuclêôit loại guanin Mạch 1 của gen có số
nuclêôtit loại A chiếm 30% và số nuclêôtit loại G chiếm 10% tổng số nuclêôtit (nu) của mạch.Tính số nuclêôtit mỗi loại ở mạch 1 của gen?(ĐH-11)
Bài 4: Một gen phân mảnh dài 0,714 Mm chứa các đoạn mã hóa và không mã hóa xen kẽ nhau theo tỉ lệ lần lượt là:
1:3:4:2:6:5 Có bao nhiêu cặp nucleotit trong các đoạn exon?
Bài 5: Mạch thứ nhất của gen có tỉ lệ giữa các loại nu là: T = G = 5/7 X Mạch thứ hai có T = 3/5 G của mạch thứ
nhất và có 180 (nu) Hãy xác định:
1) Số nu mỗi loại trong mỗi mạch của gen
2) Chiều dài của gen bằng micromet
Bài 6: Một gen dài 0,2295Mm tự nhân đôi một số lần đã cần môi trường nội bào cung cấp nguyên liệu 9450 nu tự
do thuộc các loại, trong đó có 3780 nuclêôtit tự do loại G Xác định số lần nhân đôi và số nu mỗi loại của gen
Bài 7: Một gen có số nu loại X = 270 chiếm 15 % số nu của gen Quá trình tái bản của gen đã hình thành tất cả
28980 liên kết Hydro Hãy xác định:
1 ) Chiều dài của gen và số nu mỗi loại của gen
2) Số nu mỗi loại trong các gen con được hình thành
3) Số nu tự do mỗi loại môi trường cần phải cung cấp
Bài 8: Gen có 120 chu kì xoắn và có hiệu giữa nu loại A với 1 loại nu khác bằng 500 Gen tái sinh 1 lần Hãy tính:
1) Số liên kết hydro của gen và liên kết hóa trị nối giữa các nu trong gen bị phá vỡ
2) Số liên kết hydro của gen và liên kết hóa trị nối giữa các nu trong gen được hình thành
Trang 33) Nếu qua quá trình tái sinh, số lk Hydro đã bị phá vỡ tất cả 19250 lk thì gen tái sinh bao nhiêu lần liên tiếp?