Tài liệu ôn thi trung học phổ thông môn sinh học di truyền phân tử

DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT ADN VÀ ARN I. TRỌNG TÂM LÝ THUYẾT Nhiễm sắc thể là cơ sở vật chất của hiện tượng di truyền ở cấp tế bào, axit nuclêic là cơ sở vật chất của hiện tượng di truyền ở cấp phân tử. Axit nuclêic có 2 loại là ADN và ARN. 1. Kiến thức về ADN  ADN được cấu trúc theo nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc đa phân mà đơn phân là 4 loại nu A, T, G, X. Nhờ được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân cho nên chỉ với 4 loại nu nhưng có thể tạo ra vô số loại ADN khác nhau.  Phân tử ADN mạch kép luôn có số nu loại A T ; G  X . Nguyên nhân là vì ở ADN mạch kép, A của mạch 1 luôn liên kết với T của mạch 2 và G của mạch 1 luôn liên kết với X của mạch 2. Vì vậy, nếu 1 phân tử ADN có số nu loại A T hoặc G  X thì chứng tỏ đó là ADN mạch đơn. A T A T - Vì hai mạch của ADN liên kết bổ sung cho nên tỉ lệ ở đoạn mạch thứ nhất đúng bằng tỉ lệ ở GX GX A T đoạn mạch thứ hai và đúng bằng tỉ lệ của cả ADN. Nguyên nhân là vì A1  T1  A2  T2  AADN . GX - Phân tử ADN có cấu trúc xoắn kép. Trong các dạng xoắn kép của ADN thì cấu trúc xoắn kép dạng B là dạng phổ biến nhất. Ở cấu trúc không gian dạng B, mỗi chu kì xoắn có độ dài 34Å và có 10 cặp nu. Vì vậy, số chu kì N L xoắn của ADN   (N là tổng số nu, L là chiều dài của ADN theo đơn vị Å). 20 34  ADN của sinh vật nhân thực và ADN của sinh vật nhân sơ đều có cấu trúc mạch kép. Tuy nhiên, ADN sinh vật nhân thực có dạng mạch thẳng còn ADN của sinh vật nhân sơ có dạng mạch vòng và không liên kết với prôtêin histon. ADN của ti thể, lục lạp có cấu trúc mạch vòng tương tự như ADN của vi khuẩn.  Ở trong cùng 1 loài, hàm lượng ADN ở trong nhân tế bào là đại lượng ổn định và đặc trưng cho loài. Vì vậy, nếu tế bào gan có hàm lượng ADN ở trong nhân là x pg thì tế bào mắt cũng có hàm lượng ADN trong nhân là x pg. - Hàm lượng ADN ở trong tế bào chất không ổn định cho nên không có tính đặc trưng cho loài. Hàm lượng ADN trong tế bào chất không ổn định vì số lượng bào quan ti thể, lục lạp không ổn định, thay đổi tùy từng loại tế bào. 2. Kiến thức về gen  Gen là 1 đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho 1 sản phẩm. Sản phẩm mà gen mã hóa là ARN (tARN, rARN) hoặc chuỗi pôlipeptit. Như vậy, về cấu trúc thì gen là 1 đoạn ADN; Về chức năng thì gen mang thông tin di truyền mã hóa cho 1 loại sản phẩm.  Dựa vào chức năng của sản phẩm người ta chia gen thành 2 loại là gen điều hòa và gen cấu trúc. Nếu phân tử prôtêin do gen quy định tổng hợp làm nhiệm vụ điều hòa hoạt động của gen khác thì đó là gen điều hòa.  1 đoạn ADN mang thông tin mã hóa cho 1 chuỗi pôlipeptit hoặc 1 loại ARN thì được gọi là 1 gen. 3. Kiến thức về ARN ARN là viết tắt của Axit Ribo Nucleic. Trong tế bào, ARN có cấu trúc 1 mạch, được cấu tạo từ 4 loại nu A, U, G, X.  mARN: được dùng để làm khuôn cho quá trình dịch mã, bộ ba mở đầu (AUG) nằm ở đầu 5’ của mARN.  tARN: Vận chuyển axit amin trong quá trình dịch mã. Mỗi tARN chỉ có 1 bộ ba đối mã, chỉ gắn đặc hiệu với 1 loại aa.  rARN: kết hợp với prôtêin để tạo nên ribôxôm. Ribôxôm thực hiện dịch mã để tổng hợp prôtêin. Trong 3 loại ARN thì phân tử mARN có dạng mạch thẳng nên không có cấu trúc theo nguyên tắc bổ sung; Phân tử tARN và rARN có hiện tượng cuộn xoắn hoặc gấp khúc nên ở 1 số vị trí có liên kết theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với U, G liên kết với X).  Trong 3 loại ARN thì mARN có nhiều loại nhất (có tính đa dạng cao nhất) nhưng hàm lượng ít nhất (chiếm khoảng 5%); rARN có ít loại nhất nhưng hàm lượng cao nhất. II. CÔNG THỨC VÀ BÀI TẬP 1A0 = 10-1nm = 10-4µm = 10-7mm 1. Tương quan giữa khối lượng (M) - Chiều dài(L) - Số chu kỳ xoắn(C) - Số nucleotit(N): M = N. 300 đvc L = (N : 2).3,4 Å C = N:20 = L:34 Å = M:6000 2. Tính số lượng và tỉ lệ % các loại nucleotit trong ADN (gen): *Số lượng các loại Nu: (theo NTBS thì: A=T, G=X ) N= A+T+G+X = 2A+2G =2T+2X  N:2 = A+G = T+X = A + X = T + G *Tỉ lệ % các loại Nu:( theo NTBS thì: A%=T%, G%=X%) 100% =(A+T+G+X)% =(2A+2G)% = (2T+2X)%  50%=(A+G)% = (T+X)% 1 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT => A%=T%= 50% - G% ; G%=X%= 50% - A% *Liên quan giữa số lượng và tỉ lệ %: A = T=A%.N=T%.N  A%=T%=(A:N).100% =(T:N).100% G = X= G%.N=X%.N  G%=X%=(G:N).100%=(X:N).100% 3. Tính số lượng và tỉ lệ % các loại nucleotit trong mỗi mạch đơn của ADN (gen): Mạch 1 Mạch 2 A1 = T2  A=T=A1 +A2 =T1 + T2 = A1+T1 = A2 +T2 T1 = A2 G=X=G1+G2 = X1+X2 =G1 + X1= G2+ X2 G1 = X2 A% =T%=(A1+T1)% :2 =(A2+T2)% :2 =(A1+A2)% :2 X1 = G2 G%=X%=(G1+X1)% :2 =(G2+X2)% :2 =(G1+G2)% :2 5. TÍNH SỐ ĐOẠN MỒI HOẶC SỐ ĐOẠN OKAZAKI : Số đoạn mồi = Số đoạn okazaki + 2 6. TÍNH SỐ ĐOẠN INTRON VÀ EXON. Số đoạn Exon = số Intron+1 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1. 1 phân tử ADN mạch kép có số nu loại G chiếm 20% và có 3600 ađênin. Tổng liên kết hiđrô của ADN là A. 14400 B. 7200 C. 12000 D. 1440 Câu 2. 1 gen có chiều dài 3570Å và số nu loại ađênin (loại A) chiếm 20%. Số nu mỗi loại của gen là A. A T 420; G  X 630 B. A T 714; G  X 1071 C. A T 210; G  X 315 D. A T 600; G  X 900 A T 0,5 . Số nu mỗi loại của gen là Câu 3. 1 gen có chiều dài 5100Å và số tỉ lệ GX A. A T 500; G  X 1000 B. A T 1000; G  X 500 C. A T 250; G  X 500 D. A T 500; G  X 250 A T 1,5 . Số liên kết hiđrô của gen là Câu 4. 1 gen có chiều dài 4080Å và số tỉ lệ GX A. 2400 B. 2880 C. 720 D. 480 A T Câu 5. Trên mạch 1 của gen có tỉ lệ A : T : G : X 3: 2 : 2 :1 . Tỉ lệ của gen là GX A. ¼ B. 3/5 C. 3/8 D. 5/3. Câu 6. 1 gen có chiều dài 4080Å và trên mạch thứ hai của gen có tỉ lệ A : T : G : X 3 :1: 2 : 4 . Số nu loại A của gen là A. 720 B. 960 C. 480 D. 1440 Câu 7. 1 gen có chiều dài 1360Å. Trên mạch hai của gen có số nu loại A 2T ; có G  A  T ; có X 4T . Số nu loại A của gen là bao nhiêu? A. 120 B. 80 C. 952 D. 408 Câu 8. 1 gen có tổng số 90 chu kì xoắn. Trên 1 mạch của gen có số nu loại A 4T ; có G 3T ; có X T . Tổng số liên kết hiđrô của gen là A. 2200 B. 2520 C. 4400 D. 1100 Câu 9. 1 gen có chiều dài 4080Å và có số nu loại ađênin bằng 20% tổng nu của gen. Mạch 1 của gen có A 25% , mạch 2 của gen có X 40% số lượng nu của mỗi mạch. Số nu loại T trên mạch 1 của gen là A. 135 B. 225 C. 300 D. 180 Câu 10. 1 gen có tổng số 4256 liên kết hiđrô. Trên mạch hai của gen có số nu loại T bằng số nu loại A; số nu loại X gấp 2 lần số nu loại T; số nu loại G gấp 3 lần số nu loại A. Số nu loại T của gen là A. 448 B. 224 C. 112 D. 336 A T 0,5 . Số nu mỗi loại của gen là Câu 11. 1 gen có chiều dài 3570Å và số tỉ lệ GX A. A T 350; G  X 700 B. A T 1000; G  X 500 C. A T 250; G  X 500 D. A T 500; G  X 250 Câu 12. 1 gen có chiều dài 408nm và số nu loại A chiếm 20% tổng số nu 1 của gen. Trên mạch 1 của gen có 200T và số nu loại G chiếm 15% tổng số nu của mạch. Có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng? G1 9 G1  T1 23 A1  T1 3 T G    1 I. Tỉ lệ II. Tỉ lệ III. Tỉ lệ IV. Tỉ lệ A1 14 A1  X 1 57 G1  X 1 2 A X A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 L=408N=2400, A=20%-->A=480G=720 2 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT T1=200A1=280; G=15%=180X1=720-180=540 G1/A1=9/14I đúng G1+T1/A1+X1=19/41II sai A1+T1/G1+X1=2/3III sai T+G/A+X=1 luôn đúng Câu 13. 1 gen có tổng số 1824 liên kết hiđrô. Mạch 1 của gen có T  A; X 2T ; G 3 A . Chiều dài của gen là A. 2284,8 Å B. 4080 Å C. 1305,6 Å D. 5100 Å Tổng số liên kết hiđrô của gen là: 2A + 3G = 1824 MÀ A = A1 + T1, G =G1 +X1. Nên ta có: 2A + 3G = 2(A1 + T1) + (G1 + X1) = 1824. Bài ra cho biết trên mạch 1 có: T1 = A1; X1 = 2T1; G1 = 3A1 →→ G1 = 3T1. Nên ta có: 2(A1 + T1) + 3(G1 + X1) = 2(T1 + T1) + 3(2T1 + 3T1) = 19T1 = 1824. →→ T1=1824 : 19 = 96 →→ A = A1 + T1 = 96 + 96 =192. G = G1 +X1 = 5T1 = 5 X 96 = 480. Tổng số nuclêôtit của gen: 2(192 +480) = 1344. Chiều dài của gen: (1344 x 3,4) : 2 = 2284,8 A0 A T 25% thì tỉ lệ nu loại G Câu 14. 1 phân tử ADN có cấu trúc xoắn kép, giả sử phân tử ADN này có tỉ lệ GX của phân tử ADN này là A. 10% B. 40% C. 20% D. 25% Câu 15. 1 phân tử ADN mạch kép có số nu loại X chiếm 12% và trên mạch 1 của ADN có A G 20% tổng số nu của mạch. Tỉ lệ các loại nu A : T : G : X trên mạch 1 của ADN là A. 5 :14 : 5 :1 B. 14 : 5 :1: 5 C. 5 :1: 5 :14 D. 1: 5 : 5 :14 3 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT NHÂN ĐÔI ADN VÀ ĐỘT BIẾN GEN I. TRỌNG TÂM LÝ THUYẾT Thông tin di truyền trên ADN được truyền lại cho tế bào con thông qua quá trình nhân đôi ADN, thông tin đó được biểu hiện thành tính trạng thông qua quá trình phiên mã và dịch mã. 1. Kiến thức về nhân đôi ADN  Được gọi là nhân đôi ADN là vì từ 1 phân tử tạo thành 2 phân tử và cả 2 phân tử này hoàn toàn giống với phân từ ban đầu.  Quá trình nhân đôi ADN cần nhiều loại enzym khác nhau, trong đó mỗi loại enzym chỉ có một hoạt tính nhất định. + Enzym tháo xoắn làm nhiệm vụ tháo xoắn và tách 2 mạch của ADN. + Enzym ADN pôlimeraza làm nhiệm vụ gắn các nuclêôtit tự do vào đầu 3’OH để kéo dài mạch pôlinuclêôtit theo chiều từ 5’ đến 3’. + Enzym ligaza làm nhiệm vụ nối các đoạn Okazaki để tạo mạch pôlinuclêôtit hoàn chỉnh.  Mạch mới luôn được tổng họp kéo dài theo chiều từ 5’ đến 3’ là vì enzym ADN pôlimeraza có chức năng gắn nuclêôtit tự do vào đầu 3’OH của mạch pôlinuclêôtit.  Trong quá trình nhân đôi, trên mỗi phễu tái bản thì một mạch được tổng hợp liên tục, một mạch được tổng hợp gián đoạn. Nếu tính trên cả phân tử thì mạch nào cũng được tổng hợp gián đoạn (đầu này gián đoạn, đầu kia liên tục).  Quá trình nhân đôi được tiến hành suốt chiều dọc của phân tử ADN. Do đó, tất cả các gen trên một phân tử ADN luôn có số lần nhân đôi bằng nhau. Ví dụ, hai gen A và B cùng thuộc một phân tử ADN thì nếu gen A nhân đôi 10 lần thì gen B cũng nhân đôi 10 lần.  Quá trình nhân đôi ADN là cơ sở cho sự nhân đôi của NST, từ đó dẫn tới sự phân chia tế bào và sự sinh sản của cơ thể sinh vật. * Các lưu ý để giải nhanh về nhân đôi ADN  Mỗi loại enzym chỉ có một chức năng (ADN pôlimeraza chỉ có chức năng tổng hợp nuclêôtit mới; Ligaza chỉ có chức năng nối các đoạn Okazaki để tạo mạch hoàn chỉnh). Nếu thấy đề nêu chức năng khác thì đó là phát biếu sai.  Quá trình nhân đôi luôn diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn; Có khi không theo nguyên tắc bố sung.  Trong điều kiện không có đột biến thì các phân tử ADN ở trong nhân tế bào sẽ có số lần nhân đôi bằng nhau. Các phân tử ADN trong tế bào chất có sổ lần nhân đôi không bằng nhau. Vì vậy, nếu đề Bài nói rằng: “tất cả các phân tử ADN trong tế bào đều có số lần nhân đôi bằng nhau” thì đó là phát biểu sai.  Trên mỗi ADN dạng vòng thì chỉ có một điểm khỏi đầu nhân đôi ADN; Trên mỗi ADN mạch thẳng thì có nhiều điểm khói đầu nhân đôi ADN. Vì vậy, ADN của vi khuẩn, ADN của tế bào chất chỉ có 1 điểm khỏi đầu nhân đôi. 2. Kiến thức về đột biến gen  Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen, gồm có mất cặp, thêm cặp, thay thế cặp nuclêôtit.  Đột biến điểm là loại đột biến chỉ liên quan tới 1 cặp nuclêôtit. (Có 3 dạng đột biến điểm là: Mất, thêm, thay thế một cặp nuclêôtit).  Đột biến gen tạo ra các alen mới nhưng không tạo ra gen mới. Đột biến gen có thể được di truyền cho đời sau nhưng cũng có nhiều trường hợp đột biến gen không được di truyền cho đời sau.  Tần số đột biến gen thường rất thấp (10-6 đến 10-4). Tất cả các gen đều có thể bị đột biến nhưng thường có tần số đột biến khác nhau. Tần số đột biến gen phụ thuộc vào loại tác nhân gây đột biến, cường độ tác nhân và đặc điếm cấu trúc của gen.  Cá thể mang đột biến đã được biểu hiện ra kiểu hình được gọi là thể đột biến. Đột biến gen lặn ở trạng thái dị hợp chưa được gọi là thể đột biến. Tất cả các đột biến trội đều được biểu hiện thành thể đột biến.  Trong các loại đột biến gen thì đột biến dạng thay thế một cặp nuclêôtit là loại phổ biến.  Tác nhân đột biến 5BU và các bazơ nitơ dạng hiếm gây đột biến dạng thay thế cặp nuclêôtit.  Tác nhân đột biến tác động vào giai đoạn ADN đang nhân đôi thì dễ làm phát sinh đột biến gen. Do đó, người ta sử dụng tác nhân đột biến để tác động vào pha S của chu kì tế bào (giai đoạn nhân dôi ADN). Tuy nhiên, khi không có tác nhân đột biến thì vẫn có thể phát sinh đột biến gen.  Đa số đột biến gen là có hại, một số có lợi hoặc trung tính.  Trong các dạng đột biến gen thì đột biến mất hoặc thêm một cặp nuclêôtit thường gây hậu quả nghiêm trọng hơn so với đột biến thay thế một cặp nuclêôtit. Nguyên nhân là vì mã di truyền là mã bộ ba cho nên khi mất hoặc thêm một cặp nuclêôtit sẽ làm thay đổi toàn bộ các bộ ba từ vị trí đột biến cho đến cuối gen. Do đó sẽ làm thay đổi toàn bộ cấu trúc của prôtêin. Đột biến thay thế một cặp nuclêôtit chỉ làm thay đổi 1 bộ ba ở vị trí đột biến. Vì vậy, muốn gây đột biến gen thì phải sử dụng tác nhân đột biến tác động vào giai đoạn ADN đang nhân đôi (vào 4 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT pha S của chu kì tế bào).  Đột biến gen cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống. Đột biến là nguồn nguyên liệu chủ yếu của tiến hoá vì nó tạo ra các alen mới; Qua giao phối, các alen mới sẽ tổ họp với nhau để tạo nên các kiểu gen mới. *Lưu ý -Đột biến gen có tính vô hướng, có nghĩa là: bất kì gen nào cũng có thể bị đột biến; bất kì lúc nào cũng có thể bị đột biến (không có tác nhân cũng có thế bị đột biến); gen đột biến có thế biểu hiện có lợi, có hại hoặc trung tính; Gen đột biến có thể được di truyền hoặc không được di truyền. -Đột biến gen có thể tạo ra alen mới (Nếu a đột biến thành A thì không tạo ra alen mới, vì A đã có trong quần thể); Đột biến gen cung cấp nguyên liệu sơ cấp cho tiến hóa và chọn giống. -Đột biến điểm chỉ liên quan tới 1 cặp nuclêôtit, do đó gen đột biến có tổng số nuclêôtit bằng gen không đột biến hoặc nhiều hơn, ít hơn gen bình thường 2 nuclêôtit. -Chuỗi pôlipeptit do gen đột biến quy định tổng hợp có thể không thay đổi hoặc thay đổi nhiều axit amin so với chuỗi pôlipeptti do gen ban đầu quy định tổng hợp. Cùng là đột biến thay thế một cặp nuclêôtit nhưng hệ quả có thế rất khác nhau. Vì vậy, khi nói về những thay đổi trong chuỗi pôlipeptit thì mọi khả năng đều có thể xảy ra. II. CÔNG THỨC VÀ BÀI TẬP 1. Một phân tử ADN tiến hành nhân đôi k lần thì:  Số phân tử ADN được tạo ra = 2k.  Số phân tử ADN có cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường = số phân tử ADN được tạo ra  2 = 2k - 2.  Số nuclêôtit mỗi loại cần cung cấp = số nuclêôtit loại đó  (2k - l) AMT = TMT = AẠDN  (2k -1); GMT =XMT =GADN  (2k - 1). Câu 1. 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. a. Phân tử ADN nhân đôi 5 lần thí sẽ tạo ra số phân tử ADN = 25 = 32. b. Vì quá trình nhân đôi diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn cho nên trong số các phân tử ADN con luôn có 2 phân tử ADN mang một mạch của ADN ban đầu = 2. c. Số phân tử ADN được cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường: 2k - 2 = 25 - 2 = = 32-2 = 30. Câu 2. Một phân tử ADN có tổng số 20000 nuclêôtit và có 20% số nuclêôtit loại A. Phân tử ADN này nhân đôi 4 lần. Hãy xác định: a. Số nuclêôtit mỗi loại của phân tử ADN. b. Số nuclêôtit 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. a. Số nuclêôtit mỗi loại của phân tử ADN. A = T = 20%  20000 = 4000; G = X = 30%  20000 = 6000. b. Số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình tự nhân đôi. Amt = Tmt = AADN  (2k - 1) = 4000  (24 - 1) = 60000. Gmt = Xmt= GADN  (2k - 1) = 6000  (24 - 1) = 90000. c. Số phân tử ADN được cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường. k = 2 - 2 = 24 - 2 = 14 (phân tử). 2. Một gen nhân đôi k lần đã cần môi trường cung cấp x nuclêôtit loại A/G/X/T thì số nuclêôtit loại đó của x gen là = k . 2 - 1 Câu 3. Một phân tử ADN nhân đôi 3 lần đã cần môi trường cung cấp 28000 nuclêôtit loại A và 42000 nuclêôtit loại G. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen. A. A=8000; G= 3000 B. A=4000; G=6000 C. A=4000; G=6000 D. A=8000; G=6000 Ở bài này, x = 28000; y = 42000; và k = 3. Áp dụng công thức giải nhanh, ta có: x 28000 28000 = 3 = = 4000 . Số nuclêôtit loại A của ADN = k 2 - 1 2 - 1 7 42000 42000 = = 6000 . Số nuclêôtit loại G của ADN = 3 2 - 1 7 5 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT Câu 4. Một gen nhân đôi 4 lần đã cần môi trường cung cấp 9000 nuclêôtit loại A và 13500 nuclêôtit loại X. Hãy xác định tổng số liên kết hiđrô của gen. A. 3600 B. 3900 C. 7200 D. 7800 Ở bài này, x = 9000, y = 13500 và k = 4. Áp dụng công thức giải nhanh, ta có: 9000 9000 13500 13500 = = 600 .Số nuclêôtit loại G của gen = 4 = = 900 .→ Tổng Số nuclêôtit loại A của gen = 4 2 - 1 15 2 - 1 15 liên kết hiđrô của gen = 2A + 3G = 2  600 + 3  900 = 3900. 3. Có a phân tử ADN được đánh dấu N 15 tiến hành nhân đôi k lần trong môi trưừng chỉ có N 14 thì số phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N14 là = a(2k - 2). Câu 5. Một phân tử ADN có N15, tiến hành nhân đôi 5 lần trong môi trường chỉ có N 14. Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N14? A. 31 B. 30 C. 32 D. 2 14 5 Số phân tử ADN chỉ có N = l  (2 - 2) = 30. Câu 6. Có 10 phân tử ADN được cấu tạo từ các nguyên tử N14, tiến hành nhân đôi 5 lân trong môi trường chỉ có N15. Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được câu tạo từ N15? A. 32 B. 30 C. 320 D. 300 Số phân tử ADN chỉ có N15 = 10(25 - 2) = 300. 4. Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N15 nhân đôi m lần trong môi trường chỉ có N14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N 15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi n lần thì số phân tử ADN có N14 = 2m+1 - 2. Số phân tử ADN chỉ có N15 = tổng số phân tử ADN con - tổng số phân tử ADN có N14 = 2m+n - (2m+1 - 2) = 2m+n + 2 - 2m+1. Câu 7. Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N 15 nhân đôi 3 lần trong môi trường chỉ có N 14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi 5 lần. Hãy xác định: a) Có bao nhiêu phân tử ADN có N14? A. 16 B. 15 C. 14 D. 2 Số phân tử ADN có N14 = 2m+l – 2 = 23+1 – 2 = 14 phân tử. b) Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ có N15? A. 240 B. 300 C. 240 D. 242 Số phân tử ADN chỉ có: N15 = 2m+n + 2 – 2m+1 = 23+5 + 2 – 23+1 = 28 + 2 – 24= 242 Câu 8. Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N 15 nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N 14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi 3 lần. Hãy xác định: a) Có bao nhiêu phân tử ADN có N14? A. 16 B. 6 C. 4 D. 2 Số phân tử ADN có N14 = 2m+1 - 2 = 22+l - 2 = 6 phân tử. b) Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ có N15? A. 16 B. 6 C. 32 D. 26 15 m+n m+1 Số phân tử ADN chỉ có: N = 2 + 2 – 2 = 22+3 + 2 – 22+1 = 25 + 2 - 23 = 26. 5. Có a phân tử ADN được cấu tạo từ N 15 tiến hành nhân đôi m lần trong môi trường chỉ có N 14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi n lần thì số phân tử ADN có N14 = a (2m+1 - 2); Số phân tử chỉ có N15 = a(2m+n + 2 – 2m+1). Câu 9. Có 10 phân tử ADN được cấu tạo từ N 15 tiến hành nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi 3 lần. Hãy xác định: a) Số phân tử ADN có N14 là bao nhiêu? b) Số phân tử ADN chỉ có N15 là bao nhiêu? a.Số phân tử ADN có N14 = a (2m+1 - 2) = 10  (22+1 - 2) = 60 phân tử. b. Số phân tử có N15 = a (2m+n + 2 – 2m+l) = 10 (22+3 + 2 - 22+l) = 260 phân tử. Câu 10. Có 5 phân tử ADN được cấu tạo từ N 15 tiến hành nhân đôi 3 lần trong môi trường chỉ có N 14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi 5 lần. Hãy xác định: a) Số phân từ ADN có N14 là bao nhiêu? b) Số phân tử ADN chỉ có N15 là bao nhiêu? a) Số phân tử ADN có N14 = a  (2m+1 — 2) = 5(23+l - 2) = 70 phân tử. b) Số phân tử có N15 = a(2m+n + 2 -2m+l) = 5(23+5 + 2 - 23+l) = 1210 phân tử. 6. Trong quá trình nhân đôi của một gen, giả sử có 1 bazơ nitơ dạng hiếm thì trải qua k lần nhân đôi sẽ tạo 6 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT 2k - 1. 2 Trong quá trình nhân đôi ADN, nếu có 1 phân tử 5-BU liên kết với A của mạch gốc thì trải qua k lần nhân 2k đôi sẽ tạo ra số gen đột biến = - 1. 4 Câu 11. Một gen tiến hành nhân đôi 6 lần. Khi bắt đầu bước vào nhân đôi lần thứ nhất, có một phân tử bazơ A của gen trở thành dạng hiếm và trạng thái dạng hiếm được dưy trì kéo dài suốt quá trình nhân đôi nói trên. Theo lí thuyết, sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu gen đột biến? A. 32 B. 15 C. 16 D. 31 Câu 12. Một gen tiến hành nhân đôi 4 lần. Ở lần nhân đôi thứ nhất, có một phân tử 5BU bám vào và liên kết với A của mạch khuôn mẫu. Theo lí thuyết, sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu gen đột biến? A. 3 B. 5 C. 6 D. 2 Câu 13. Một gen tiến hành nhân đôi 7 lần. Ở lần nhân đôi thứ nhất, có một phân tử 5BU bám vào và liên kết với A của mạch khuôn mẫu. Theo lí thuyết, sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu gen đột biến? A. 32 B. 15 C. 16 D. 31 Câu 14. Giả sử trơng một gen có một bazơ ni tơ ađênin trở thành dạng hiếm (A*) thì sau 5 lần nhân đôi sẽ có tối đa bao nhiêu gen đột biến dạng thay thế cặp A-T bằng cặp G-X. A. 12. B. 13. C. 14. D.15. 5 2 Số gen bị đột biến là  1 15 (gen). 2 A+ T 5  , khi phân tử này nhân đôi liên tiếp 3 lần, tỉ lệ các loại Câu 15. Phân tử ADN mạch kép có tỉ lệ G+ X 3 nuclêôtit môi trường nội bào cung cấp cho quá trình nhân đôi của gen là A. A = T= 18,75%; G = X = 31,25% B. A + T = 31,25%; G + X = 18,75% C. A = T = 31,25%; G = X = 18,75% D. A + T = 18,75%; G + X = 31,25% A+ T 5 A 5     3A- 5G 0 Đáp án C. Vì (1) G+ X 3 G 3  Mặt khác ta lại có A + G = 0,5 (2)  Giải (1), (2) ta được A = 31,25% và G = 18,75%.  Do đó khi gen này nhân đôi liên tiếp 3 lần thì tỉ lệ các loại nuclêôtit mà môi trường cung cấp cho gen là: A = T = 31,25%; G = x = 18,75%. A+ T 2  thì tỉ lệ nuclêôtit loại G của phân tử ADN này Câu 16. Một phân tử ADN có cấu trúc xoắn kép có tỉ lệ G+ X 3 là A. 10%. B. 30%. C. 20%. D. 40%. A+ T 2  A/G = 2/3. 2G = 3A. Đáp án B. Vì tỉ lệ G+ X 3 Mà ở ADN mạch kép, A + G = 50%. —> A = 20%; G = 30%. Câu 17. Gen A có 6102 liên kết hiđrô và trên mạch hai của gen có X = 2A = 4T; Trên mạch một của gen có X = A+T. Gen bị đột biến điểm hình thành nên alen a, alen a có ít hơn gen A 3 liên kết hiđrô. Số nuclêôtit loại G của gen a là A. 1581.B. 678. C. 904. D. 1582. Trước hết, phải xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen A, sau đó suy ra gen a. Số nuclêôtit mỗi loại của gen A:  Tổng số liên kết hiđrô của gen là: 2Agen + 3Ggen = 6102. Mà Agen = A2 + T2, Ggen = G2 + X2. Nên ta có 2Agen + 3Ggen = 2(A2 + T2) + 3(G2 + X2) = 6102.  Theo Bài ra, trên mạch 2 có: X2 = 2A2 = 4T2 → X2 = 4T2, A2 = 2 T2. Trên mạch 1 có X1 = Al + T1 mà Al = T2 và T1 = A2 nên X1 = T2 + 2T2 = 3T2. Vì X1 = G2 nên G2 = 3T  Nên ta có 2(2T2 + T2) + 3(3T2 + 4T2) = 6T2 + 21T2 = 6102. 6102 = 27T2 = 6102 ⇒ T2 = 226. 27 Agen= A2 + T2 = 2T2 + T2 = 3T2 = 3  226 = 678. 7 ra số gen đột biến = DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT Ggen = G2 + X2 = 4T2 + 3T2 = 7T2 = 7  226 = 1582. Số nuclêôtit mỗi loại của gen a: Vì đột biến làm giảm 3 liên kết hiđrô và đây là đột biến điểm nên suy ra đột biến mất 1 cặp G-X. Vậy, số nuclêôtit loại G của gen a giảm đi 1 so với gen A. G = 1582 - 1 = 1581→ Đáp án A. Câu 18. Một gen có tổng số 1500 cặp nuclêôtit và số nuclêôtit loại A = 20%. Trên mạch 1 của gen có 200T và số nuclêôtit loại G chiếm 15% tổng số nuclêôtit của mạch. Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng? A1 16 A1 + X1 43 A1 + T1 2 A+ X  . = = . = 1. I. Tỉ lệ II. Tỉ lệ . III. Tỉ lệ IV. Tỉ lệ G1 9 G1 + T1 17 G1 + X1 3 T+ G A. 1. B. 2. C. 3. D.4. Cả 4 phát biểu đúng. → Đáp án D. Cần phải xác định số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1, sau đó mới tìm các tỉ lệ theo yêu cầu của bài toán.  Xác định số nuclêôtit mỗi loại của mạch 1: Agen = 20% 3000 = 600. Vì T1 = 200 → A1 = 400. Vì Agen = 20% → Ggen = 30% = 30%  3000 = 900. Vì G1 chiếm 15% → G1 = 15%  1500 = 225. → X1 = 900 - 225 = 675.  Xác định các tỉ lệ theo yêu cầu của bài toán A1 400 16 A1 + X1 400  675 43   . → (I) đúng. =  . → (II) đúng. + Tỉ lệ + Tỉ lệ G1 225 9 G1 + T1 225  200 17 A1 + T1 A gen 2 A+ X  = . → (III) đúng. + Tỉ lệ + Tỉ lệ luôn = 1. → (IV) đúng. G1 + X1 G gen 3 T+ G Câu 19. Người ta chuyển một số vi khuẩn E.coli mang các phân tử ADN vùng nhân chỉ chứa N 15 sang môi trường chỉ có N14. Các vi khuẩn nói trên đều thực hiện tái bản 5 lần liên tiếp tạo được 480 phân tử ADN vùng nhân chỉ chứa N14. Sau đó chuyển các vi khuẩn này về môi trường chỉ chứa N 15 và cho chúng nhân đôi tiếp 2 lần nữa. Có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng? (1) Số phân tử ADN ban đầu là 16. (2) Số mạch pôlinuclêôtit chỉ chứa N15 sau khi kết thúc quá trình trên là 2880. (3) Số phân tử ADN chỉ chứa N15 sau khi kết thức quá trình trên là 1056. (4) Số phân tử ADN chứa cả hai loại N14 và N15 sau khi kết thúc quá trình trên là 992 A. 1. B. 2. C. 3. D.4. Có 3 phát biểu đúng, đó là (1), (3) và (4) → Đáp án C. (1) Đúng. Vì khi nhân đôi 5 lần thì số phân tử ADN hoàn toàn mới là: k.(25 – 2) = 480 → k = 480:30 = 16. (1) Sai. Vì khi kết thúc quá trình nhân đôi (5 lần + 2 lần) thì tạo ra số phân tử ADN = 16  27 = 2048 phân tử. Trong đó, số mạch phân tử có chứa N14 = 16  (26 - 2) = 992. → Số mạch pôlinuclêôtit chỉ chứa N15 sau khi kết thúc quá trình trên 2  2048 – 992 = 2880. (2) Đúng. Vì số phân tử ADN chỉ chứa N15 = 2048 – 992 = 1056. (3) Đúng. Vì quá trình nhân đôi diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn cho nên số phân tử ADN chứa cả hai loại N14 và N15 = số phân tử ADN có N14 = 992. Câu 20. Khi nói về quá trình nhân đôi ADN, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng? I.Ở mạch khuôn 5’ - 3’, mạch mới được tổng hợp gián đoạn và cần nhiều đoạn mồi. II. Sự tổng hợp mạch mới trên cả hai mạch khuôn đều cần đoạn mồi. III. Enzym Ligaza hoạt động trên cả hai mạch khuôn. IV. Ở mạch khuôn 3’ – 5’, mạch mới được tổng hợp liên tục và không cần đoạn mồi. A. 1. B. 2. C. 3. D.4. Có 3 phát biểu đúng, đó là I, II và III. →Đáp án D. Vì: I đúng. Vì ở mạch khuôn có chiều 5'→3' do ngược chiều với chiều hoạt động cúa enzym ADN- pôlimeraza nên mạch mới được tổng hợp một cách gián đoạn, gồm nhiều đoạn Okazaki, mỗi đoạn Okazaki cần một đoạn mồi. II đúng. Vì enzym ADN- pôlimeraza không tự tổng hợp được mạch pôlinuclêôtit mới nếu không có gốc 3'OH tự do, do đó cần đoạn mồi là một đoạn pôliribonuclêôtit do enzym ARN- polmeraza tổng hợp nên. III đúng. Vì mỗi đơn vị tái bản gồm 2 chạc chữ Y. các enzym ở mỗi chạc hoạt động ngược chiều nhau. Ớ chạc thứ nhất nếu mạch khuôn này là mạch có mạch bổ sung được tống hợp gián đoạn thì ở chạc thứ hai, 8 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT mạch khuôn kia lại là mạch có mạch bổ sung với nó đuợc tổng hợp gián đoạn. Do đó, ở cả 2 mạch khuôn đều có sự hoạt động của enzym ligaza. IV sai. Vì tất cá các quá trình khởi đầu tổng hợp ADN đều cần có đoạn mồi Câu 21. Một phân tử ADN mạch kép nhân đôi một số lần liên tiếp đã tạo ra được 62 mạch pôlinuclêôtit mới. Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biếu sau đây đúng? I.Phân tử ADN nói trên đã nhân đôi 5 lần liên tiếp II. Tất cả các mạch đơn nói trên có trình tự bồ sung với nhau từng đôi một III. Trong các phân tử ADN con đưọc tạo ra, có 31 phân từ cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu cùa môi trường nội bào. IV. Trong các phân tử ADN con được tạo ra. có 30 phân tử cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu của môi trường nội bào. A. 1. B. 2. C. 3. D.4. Có 3 phát biểu đúng, đó là I, II và IV. →Đáp án C. Vì:  Phân tử ADN sau khi nhân đôi đã tạo ra 62 mạch pôlinuclêôtit mới ⇒ tổng số mạch pôlinuclêôtit tạo ra sau khi nhân đôi là (62+2) = 64 mạch. Vậy sau khi nhân đôi đã tạo ra 32 phân tử ADN. ⇒ Phân từ ADN ban đầu đã nhân đôi 5 lần liên tiếp → I đúng.  Trong các ADN con được tạo ra có 2 phân tử ADN mang 1 mạch có nguồn gốc từ môi trường ban đầu, do đó chỉ có 30 phân tử ADN được cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu của môi trường nội bào ⇒ IV đúng, III sai.  Tất cả các mạch đơn mới được tạo ra ở trên đều dược tạo thành nhờ nguyên tắc bố sung và nguyên tẳc bán bảo tồn trong quá trình nhân đôi ADN do đó chúng sẽ có trình tự bổ sung từng đôi một với nhau ⇒ II đúng. 9 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT CƠ CHẾ BIỂU HIỆN CỦA GEN I. TRỌNG TÂM LÝ THUYẾT 1. Kiến thức về phiên mã - Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN dựa trên mạch gốc của gen. - Phiên mã diễn ra ở kì trung gian của quá trình phân bào (ở pha G1 của chu kì tế bào). Ở đâu có gen thì ở đó có phiên mã. Vì vậy, trong tế bào chất của tế bào nhân thực có gen ở ti thể, lục lạp cho nên phiên mã cũng diễn ra ở ti thể, lục lạp. Do đó, ở tế bào nhân thực, phiên mã không chỉ diễn ra ở trong nhân mà còn diễn ra ở cả tế bào chất. - Phiên mã chỉ sử dụng enzym ARN pôlimeraza. Do đó, enzym này vừa tháo xoắn ADN để lộ mạch khuôn, vừa xúc tác để tổng hợp mạch pôlinuclêôtit mới. - Gen có 2 mạch nhưng chỉ có mạch gốc (mạch có chiều 3’→ 5’ so với chiều trượt của enzym tháo xoắn) được dùng để làm khuôn tổng hợp ARN. - Một gen tiến hành phiên mã 10 lần thì sẽ tổng hợp được 10 phân tử mARN. Vì quá trình phiên mã diễn ra theo nguyên tắc bổ sung nên các phân tử mARN này đều có cấu trúc hoàn toàn giống nhau. - Trên mỗi phân tử ADN có nhiều gen nhưng không phải gen nào cũng phiên mã. Sự phiên mã của gen tùy thuộc vào nhu cầu tổng hợp prôtêin của tế bào. Do đó các gen khác nhau thường có số lần phiên mã khác nhau. - Ở sinh vật nhân sơ, đang phiên mã tổng hợp mARN, mARN được tiến hành dịch mã ngay. Ở sinh vật nhân thực, mARN được loại bỏ các đoạn intron, sau đó nối các đoạn exon lại với nhau tạo ra mARN trưởng thành, mARN trưởng thành đi ra tế bào chất tham gia dịch mã tổng hợp prôtêin. 2. Kiến thức về mã di truyền và dịch mã a) Mã di truyền (MDT): là trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong gen quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi pôlipeptit (prôtêin). - MDT là mã bộ ba, cứ 3 nuclêôtit quy định 1 aa. (Nếu chỉ có 2 loại A và G thì có số loại bộ ba là: 23 8 loại; Nếu có 3 loại A, U và X thì sẽ có 33 27 loại bộ ba). Nếu chỉ tính bộ ba mã hóa aa thì có 61 loại bộ ba. - MDT được đọc liên tục, từ một điểm xác định trên mARN và không gối lên nhau. Vì vậy, trên mỗi loại phân tử mARN thì mã di truyền chỉ được đọc từ một điểm cố định (trừ bộ ba mở đầu). - MDT có tính phổ biến (trừ một vài ngoại lệ), có tính đặc hiệu và có tính thoái hóa. Trong 64 mã di truyền thì có 2 bộ ba không có tính thoái hóa, đó là AUG và UGG. b) Dịch mã: (Dịch mã là quá trình chuyển thông tin từ các bộ ba trên mARN thành trình tự các axit amin trên chuỗi pôlipeptit). - Có 4 thành phần tham gia dịch mã, đó là: mARN, tARN, ribôxôm, axit amin. Trong đó tARN đóng vai trò là nhân tố tiến hành dịch mã (dịch bộ ba trên mARN thành axit amin). - Dịch mã có 2 giai đoạn chính là giai đoạn hoạt hóa axit amin và giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit. - Ở giai đoạn hoạt hóa axit amin, sử dụng năng lượng ATP để hoạt hóa axi amin và gắn axit amin với tARN (ATP + aa + tARN →aa  tARN). - Ở giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit, mỗi bộ ba trên mARN được dịch thành 1 axit amin. Trong đó, bộ ba đối mã của tARN khớp bổ sung với bộ ba mã hóa trên mARN. - Ở sinh vật nhân sơ, aa mở đầu chuỗi pôlipeptit là focmin Metiônin; Ở sinh vật nhân thực, aa mở đầu là Metiônin. - Khi dịch mã, ribôxôm trượt từ bộ ba mở đầu (AUG) ở đầu 5’ của mARN cho đến khi gặp bộ ba kết thúc ở đầu 3’ của mARN thì dừng lại. Trên mỗi mARN có thể có nhiều bộ ba AUG nhưng chỉ có một bộ ba làm nhiệm vụ mở đầu dịch mã. - Số lượng chuỗi pôlipeptit phụ thuộc vào số lượng ribôxôm tham gia dịch mã và số phân tử mARN. Ví dụ, nếu có x phân tử mARN và có y ribôxôm thì số chuỗi pôlipeptit được tạo ra = x.y. * Sơ đồ mô tả cơ chế di truyền ở cấp phân tử: AND → mARN → prôtêin → Tính trạng. * Như vậy, thông tin di truyền ở trên gen được biểu hiện thành tính trạng trên cơ thể sinh vật thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã. 3. Kiến thức về điều hòa hoạt động gen * Điều hòa hoạt động gen là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra. Ở sinh vật nhân sơ, sự điều hòa hoạt động của gen là điều hòa quá trình phiên mã theo mô hình operon Lac. - Operon Lac có 3 thành phần, đó là: Vùng khởi động (P), vùng vận hành (O), các gen cấu trúc Z, Y, A. Vùng khởi động là vị trí để enzym bám vào khởi động phiên mã; Vùng vận hành là vị trí để chất ức chế bám vào ức chế phiên mã. Các gen cấu trúc (Z, Y, A) quy định tổng hợp prôtêin tham gia chuyển hóa và sử dụng đường lactozơ. - Các gen trong một operon có chung một vùng khởi động, một vùng vận hành cho nên sẽ có số lần phiên mã bằng nhau. Ví dụ, nếu gen Z phiên mã 10 lần thì gen A cũng phiên mã 10 lần. 10 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT - Operon Lac sẽ không phiên mã khi có chất ức chế bám vào vùng vận hành (vùng O); Hoặc khi có đột biến làm mất vùng khởi động (P) của operon. - Operon Lac sẽ phiên mã khi: Vùng vận hành (O) được tự do và vùng khởi động (P) hoạt động bình thường. 4. Kiến thức về mối quan hệ giữa gen, mARN, prôtêin - Thông tin di truyền ở trên gen được biểu hiện thành tính trạng trên cơ thể thông qua 2 quá trình là phiên mã và dịch mã. Cả phiên mã và dịch mã đều diễn ra theo nguyên tắc bổ sung. - Một đặc điểm chỉ có ở phiên mã ở sinh vật nhân thực mà không có ở sinh vật nhân sơ, đó là sau phiên mã có sự hoàn thiện ARN (cắt bỏ các đoạn intron và nối các đoạn exon để tạo nên mARN trưởng thành…). - Trong các enzym tham gia cơ chế di truyền ở cấp phân tử thì chỉ có enzym ARN pôlimeraza có khả năng tháo xoắn phân tử ADN và tổng hợp mạch pôlinuclêôtit mới. - Vì mã di truyền có tính đặc hiệu cho nên biết được trình tự các bộ ba trên mARN sẽ suy ra trình tự các axit amin trên chuỗi pôlipeptit. Ngược lại, vì mã di truyền có tính thoái hóa cho nên biết được trình tự các axit amin trên chuỗi pôlipeptit không thể suy ra trình tự các bộ ba ở trên mARN. - Quá trình phiên mã không theo nguyên tắc bổ sung thì sẽ tổng hợp ra phân tử ARN có cấu trúc khác với ARN lúc bình thường nhưng không làm phát sinh đột biến gen (vì không làm thay đổi cấu trúc của gen). *LƯU Ý - Gen có 2 mạch nhưng luôn luôn chỉ có một mạch được dùng làm khuôn để tổng hợp ARN. - Phiên mã chỉ có enzym ARN pôlimeraza xúc tác. Do đó, ARN pôlimeraza vừa có chức năng tháo xoắn ADN, vừa có chức năng tổng hợp mạch pôlinuclêtit mới. - Vì mã di truyền có tính đặc hiệu cho nên với một loại phân tử mARN thì luôn tổng hợp được 1 loại chuỗi pôlipeptit. - Vì mã di truyền có tính thoái hóa cho nên không thể dựa vào trình tự các axit amin để suy ra trình tự các bộ ba trên mARN. - Nếu bài toán cho một đoạn mạch ADN thì có thể dựa vào bộ ba mở đầu hoặc bộ ba kết thúc dịch mã để suy ra mạch nào là mạch gốc. - Ở trong operon Lac, các gen Z, Y, A có chung một cơ chế điều hòa (có chung vùng khởi động, vùng vận hành) cho nên số lần phiên mã bằng nhau, số lần dịch mã bằng nhau. - Một đột biến ở gen Z, gen Y hoặc gen A thì không làm ảnh hưởng đến số lần phiên mã, số lần dịch mã của các gen Z, Y, A. Chỉ khi vùng P hoặc vùng O của operon Lac bị biến đổi thì mới ảnh hưởng đến số lần phiên mã của gen Z, Y, A. - Một đột biến ở gen điều hoà (gen R) đều ảnh hưởng đến khả năng phiên mã của các gen Z, Y, A. Nếu đột biến làm cho prôtêin ức chế bám chặt vào vùng O thì các gen Z, Y, A mất khả năng phiên mã; Nếu đột biến làm cho prôtêin ức chế không bám được vào vùng O thì các gen Z, Y, A liên tục phiên mã. II. CÔNG THỨC VÀ BÀI TẬP 1. Gen phiên mã k lần, số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã là A mt = k.Tgoác ; U mt = k.A goác ; G mt = k.Xgoác ; X mt = k.G goác Câu 1. Một gen phiên mã 3 lần đã cần môi trường cung cấp 450A; 600U; 900G; 1200X. a) Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại trên mạch gốc của gen. b) Xác định số nuclêôtit mỗi loại gen. a) Số nuclêôtit mỗi loại trên mạch gốc của gen. T = A MT = 450 : 3 = 150. A = U MT = 600: 3 = 200. X=G MT = 900 : 3 = 300. G = XMT = 1200 : 3 = 400. b) Số nuclêôtit mỗi loại của gen. A = T = 150 + 200 = 350. G = X = 300 + 400 = 700. Câu 2. Một phân tử mARN có tổng số 1500 nuclêôtit và tỉ lệ A:U:G:X = 1:2:3:4. Sử dụng phân tử mARN này làm khuôn để tổng hợp phân tử ADN mạch kép. Nếu phân tử ADN mạch kép có 3000 nuclêôtit thì số nuclêôtit loại A của phân tử ADN này là bao nhiêu? - Xác định số nuclêôtit mỗi loại của mARN. A = 1500 : 10 = 150. U = 150 × 2 = 300. G = 150 × 3 = 450. X = 150 × 4 = 600. - Xác định số nuclêôtit loại A của ADN. A = T = 150 + 300 = 450. Câu 3. Một phân tử mARN có tổng số 900 nuclêôtit và tỉ lệ A:U:G:X = 1:3:2:4. Sử dụng phân tử mARN này làm khuôn để tổng hợp phân tử ADN mạch kép. Nếu phân tử ADN mạch kép có 1800 nuclêôtit thì số nuclêôtit loại X của phân tử ADN này là bao nhiêu? 11 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT - Xác định số nuclêôtit mỗi loại của mARN. A = 900 : 10 = 90. U = 90 × 3 = 270. G = 90 × 2 = 180. X = 90 × 4 = 360. - Xác định số nuclêôtit loại X của ADN. X = G = 180 + 360 = 540. 2. Số nuclêôtit mỗi loại của mARN bổ sung với số nuclêôtit mỗi loại trên mạch gốc của gen A ARN = Tgoác ; G ARN = Xgoác ; U ARN = A goác ; XARN = G goác - Số liên kết hóa trị được hình thành khi gen phiên mã k lần là (rN-1).k (rN là tổng số nuclêôtit của ARN) Câu 4. Trên mạch gốc của một gen ở vi khuẩn có 300 ađênin, 600 timin, 400 guanin, 200 xitôzin. Gen phiên mã 5 lần, hãy xác định: a. Số nuclêôtit mỗi loại của phân tử ARN. b. Số liên kết hóa trị được hình thành giữa các nuclêôtit trong quá trình phiên mã. a. Khi phiên mã, mạch gốc của gen được dùng để làm khuôn tổng hợp ARN, do vậy số nuclêôtit mỗi loại của ARN bổ sung với số nuclêôtit của mạch gốc. Gen của vi khuẩn là gen không phân mảnh, do đó sau khi phiên mã thì phân tử mARN không bị sự cắt bỏ các nuclêôtit trên A ARN = Tgoác 600; U ARN = A goác 300; X ARN = G goác 400; G ARN = Xgoác 200. b. Khi phiên mã, các nuclêôtit tự do của môi trường nội bào liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị để tạo nên phân tử ARN. Liên kết hóa trị được hình thành giữa nuclêôtit này với nuclêôtit kế tiếp. Do vậy, tổng số liên kết hóa trị bằng tổng số nuclêôtit trừ 1. - Tổng số nuclêôtit của phân tử ARN này là 600 + 300 + 400 + 200 = 1500. - Tổng số liên kết hóa trị được hình thành giữa các nuclêôtit là 1500 - 1 = 1499. - Khi gen phiên mã 1 lần thì số liên kết cộng hóa trị được hình thành là 1499. Gen phiên mã 5 lần thì số liên kết cộng hóa trị được hình thành là 5. 1499 = 7495 (liên kết). 3. Bài tập về mối quan hệ giữa gen, mARN, prôtêin - Một phân tử mARN có m riboxom trượt qua thì sẽ tổng hợp được m chuỗi pôlipeptit. - Một phân tử mARN có n bộ ba khi dịch mã và có m riboxom trượt qua một lần thì số aa mà môi trường cung cấp là m.(n – 1). Câu 5. Ở một phân tử mARN, tính từ mã mở đầu đến mã kết thúc có tổng số 900 nuclêôtit. Phân tử mARN này tiến hành dịch mã có 20 ribôxôm trượt qua 1 lần. Hãy xác định: a. Số chuỗi pôlipeptit được tạo ra. b. Số lượng axit amin (aa) mà môi trường cung cấp cho quá trình dịch mã. a. Có 20 riboxom dịch mã trên 1 phân tử mARN thì sẽ có 20 chuỗi pôlipeptit. b. Số aa mà môi trường cung cấp: - Phân tử mARN này có tổng số bộ ba là 900:3 = 300 (bộ ba). Khi dịch mã, mỗi bộ ba trên mARN quy định tổng hợp 1 aa (trừ bộ ba kết thúc). Do đó để tổng hợp 1 chuỗi pôlipeptit cần số aa là 300 – 1 = 299. - Cứ mỗi ribôxôm trượt qua 1 lần trên mARN thì sẽ tổng hợp được 1 chuỗi pôlipeptit cho nên số aa mà môi trường cung cấp cho quá trình dịch mã nói trên là 20 × 299 = 2990 (aa). 4. Bài tập về điều hòa hoạt động gen - Các gen trong một opêron luôn có số lần nhân đôi bằng nhau, số lần phiên mã bằng nhau. Câu 6. Trong một vòng đời của vi khuẩn E.coli, gen Z của opêron Lac tiến hành nhân đôi 1 lần và phiên mã 22 lần. Hãy xác định: a. Số lần nhân đôi của gen A. b. Số lần phiên mã của gen Y. a. Các gen trong opêron Lac đều thuộc 1 phân tử ADN dạng vòng của vi khuẩn. Cho nên số lần nhân đôi của các gen này là như nhau. Vì vậy, gen Z nhân đôi 1 lần thì gen A cũng nhân đôi 1 lần. b. Các gen trong opêron Lac đều có chung một cơ chế điều hòa (có chung vùng khởi động, vùng vận hành), do đó có số lần phiên mã giống nhau. Vì vậy, gen Z phiên mã 22 lần thì gen Y cũng phiên mã 22 lần. TỰ LUYỆN 12 DI TRUYỀN PHÂN TỬ ÔN THPT o Câu 7. Một phân tử mARN có chiều dài 1904 A và tỉ lệ A : U : G : X = 1:2:1:4. Sử dụng phân tử mARN này làm khuôn để phiên mã ngược tổng hợp nên phân tử ADN mạch kép. Nếu phân tử ADN được tổng hợp có chiều dài bằng chiều dài phân tử ARN này thì số nuclêôtit mỗi loại của ADN là A. A = 70, T = 140, G = 280, X = 140. B. A = T = 420, G = X = 210. C. A = 70, T = 140, G = 140, X = 280. D. A = T = 210, G = X = 350. 1902 = 560. - Tổng số nuclêôtit của mARN là = 3, 4 A U G X A+U+G+X 560 = = = = = = 70. - Theo bài ra ta có 1 2 1 4 1+2+1+4 8 - Số nuclêôtit mỗi loại của mARN là:A = G = 70; U = 70 × 2 = 140; X = 70 × 4 = 280. - Số nuclêôtit mỗi loại của ADN được phiên mã ngược từ mARN này là A = T = A ARN + U ARN = 70 + 140 = 210. → Đáp án D. G = X = G ARN + X ARN = 140 + 280 = 350. o Câu 8. Một phân tử mARN có chiều dài 3332 A trong đó tỉ lệ A:U:G:X = 1:3:2:4. Sử dụng phân tử mARN này làm khuôn để phiên mã ngược tổng hợp nên phân tử ADN mạch kép. Nếu phân tử ADN được tổng hợp có chiều dài bằng chiều dài phân tử ARN này thì số nuclêôtit loại A của ADN là A. 392 B. 98 C. 196 D. 294 3332 o = 980. Chiều dài = 3332 A → Số nuclêôtit của mARN là N = 3, 4 A:U:G:X = 1:3:2:4 A m = 98; U m = 294; G m = 196; X m = 392. Suy ra số nuclêôtit từng loại trên mạch gốc của gen: Tgen = 98; A gen = 294; X gen = 196; G gen = 392. Số nuclêôtit loại A của ADN là A = A gen + Tgen = 294 + 98 = 392. → Đáp án A. 13