Bài tập xác định số lượng, tỷ lệ % các loại nucleotit ở mạch đơn của phân tử ADN Sinh học 9 năm 2020

BÀI TẬP XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, TỈ LỆ PHẦN TRĂM CÁC LOẠI NUCLÊÔTIT Ở MẠCH ĐƠN CỦA ADN SINH HỌC 9 NĂM 2020

 

1. Nội dung lý thuyết:

Các nuclêôtit giữa 2 mạch đơn của gen liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung và cũng theo NTBS ta suy ra được về mặt tỉ lệ phần trăm cũng như số lượng từng loại nuclêôtit trên 2 mạch đơn tương quan với nhau như sau:

Mạch 1                                                                                             Mạch 2

A₁                                                                           =                                                           T₁

T₁                                                                           =                                                           A₁

G₁                                                                           =                                                           X₁

X₁                                                                           =                                                           G₁                      (1)

Từ công thức (1) suy ra

\(\left\{ \begin{gathered} {A_1}_\; + {\text{ }}{T_1} = {\text{ }}{A_2} + {\text{ }}{T_2} \hfill \\ {G_1} + {X_1} = {G_2} + {X_2} \hfill \\ \end{gathered} \right.\)  (2)

- Ở đây chủ yếu đề cập tới trường hợp mạch đơn có 4 loại nuclêôtit mang tính điển hình trong các bài tập phân tử. Việc xác định số lượng và tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trên mỗi mạch đơn của gen cũng là câu hỏi cơ bản trong các  bài tập phân tử.

- Trong các bài tập phân tử, mỗi tương quan giữa các loại nuclêôtit của cả gen và  trên mỗi mạch đơn rất phổ biến, trong đó cho biết số nuclêôtit một loại của cả gen  và ở một mạch đơn, xác định số nuclêôtit tương ứng trên mạch đơn còn lại hoặc từ số nuclêôtit trên mạch 1 và 2 xác định số nuclêôtit cùng loại của cả gen…

- Việc giải đáp những câu hỏi đặt ra ở các bài tập được xác định thông qua các công thức phản ánh mối tương quan giữa các loại nuclêôtit của cả gen và trên mối mạch đơn của nó về mặt số lượng như sau:

A = T = A₁ + A₂ = T₁ + T₂ = A₁ + T₁ = A₂ + T₂

G = X = G₁ + G₂ = X₁ + X₂ = G₁ + X₁ = G₂ + X₂

- Về mặt tỉ lệ phần trăm cần lưu ý phân biệt 2 trường hợp đối với từng loại nuclêôtit trên mạch đơn là tính theo 1 mạch và tính theo cả gen. Thông thường thì tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trên mỗi mạch đơn được tính theo 1 mạch, trong trường hợp này có công thức sau:

A = T = \(\frac{{\mathop A\nolimits_1 + \mathop A\nolimits_2 }}{2} = \frac{{\mathop T\nolimits_1 + \mathop T\nolimits_2 }}{2} = \frac{{\mathop A\nolimits_1 + \mathop T\nolimits_1 }}{2} = \frac{{\mathop A\nolimits_2 + \mathop T\nolimits_2 }}{2}\)

 G = X = \(\frac{{\mathop G\nolimits_1 + \mathop G\nolimits_2 }}{2} = \frac{{\mathop X\nolimits_1 + \mathop X\nolimits_2 }}{2} = \frac{{\mathop G\nolimits_1 + \mathop X\nolimits_1 }}{2} = \frac{{\mathop G\nolimits_2 + \mathop X\nolimits_2 }}{2}\)

2. Các dạng bài tập:

Bài tập 1:

Một gen dài 0,408 µm. Mạch 1 có A₁ + T₁ = 60%  số nuclêôtit của mạch. Mạch 2 có X₂ – G₂ = 10%  số nuclêôtit của mạch và tỉ lệ phần trăm của A₂ gấp 2 lần tỉ lệ của G₂. Xác định tỉ lệ phần trăm và số nuclêôtit từng loại của gen.

Giải:

Số nuclêôtit của gen là:

       \(\frac{{0,{{408.10}^4}}}{{3,4}} \times 2 = 2400\) nu → \(\frac{N}{2} = \frac{{2400}}{2} = 1200\)  nu

Việc xác định số lượng và tỉ lệ phần trăm của từng loại nuclêôtit trên mạch đơn có thể tính theo số lượng hoặc tỉ lệ phần trăm. Trong trường hợp này tính theo tỉ lệ phần trăm rồi suy ra số lượng ( hoặc ngược lại)

Dựa vào công thức đã học suy ra:

% X₁ + % G₁  = 100% - ( % A₁ + T₁)

= 100% - 60% = 40 %

Theo công thức:    % X₁ + % G₁  = % X₂ + %  G₂

Vậy ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{gathered} {X_2} + {\text{ }}{G_2} = \;40\% \hfill \\ {X_2} - {G_2} = 10\% \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Giải hệ phương trình, ta được X ₂ = 25%

Từ đó suy ra G₂ = 25% - 10% = 15%

Theo đề bài: A₂ = 2 G₂ = 15% x 2 = 30%

Ở mạch 2 chỉ còn xác định T₂

T₂ = 100% - (A₂ + G₂ + X₂)

               = 100% - (30% +15% + 25%) = 30%

Vậy tỉ lệ phần trăm và số lượng từng loại nuclêôtit trên mỗi mạch đơn của gen là:

A₁  = T₂ = 30% = \(\frac{{1200 \times 30}}{{100}}\) = 360 nu

T₁ = A₂ = 30% =  360 nu

G₁ = X₂ = 25% = \(\frac{{1200 \times 25}}{{100}} = 300\) nu

X₁ = G₂ = 15% = \(\frac{{1200 \times 15}}{{100}} = 180\) nu

Bài tập 2:

 Ở một gen, số nuclêôtit loại A  là 900 chiếm 30% tổng số đơn phân của cả gen.

Ở mạch 1 của gen có T₁= \(\frac{1}{3}\)  A của cả gen ; mạch 2 có G₂ = \(\frac{1}{2}\)   X của cả gen.

 

Xác định số lượng từng loại nuclêôtit của cả gen và trên mỗi mạch đơn của nó.

Giải:

Số lượng nuclêôtit của cả gen:

\(N = \frac{{900nu \times 100}}{{30}} = 3000\) nu

Dựa vào công thức \(X = \frac{N}{2} - A\) ta có :

\(X = \frac{{3000}}{2} - 900 = 600\) nu

Số lượng nuclêôtit loại T trên mạch 1 là:

\(\mathop T\nolimits_1 = \frac{1}{3}A\) =  900: 3 = 300 nu

Số lượng nuclêôtit loại G trên mạch 2:

\(\mathop G\nolimits_2 = \frac{1}{2}X\)= 600 : 2 = 300 nu

A₁ = A- T₁ = 900- 300 = 600 nu

X₂ = X- G₂ = 600- 300= 300 nu

Vậy theo NTBS ta suy ra những kết quả sau:

A = T= 900 nu

G = X = 600 nu

Mạch 1

Mạch 2

A1                                                                                                =                                      T2 = 600 T1                                                                                                =                                          A2 = 300 G1                                                                                                =                                          X2 = 300 X1                                                                                                =                                          G2 = 300

Bài tập 3:   

Trong một phân tử ADN , nuclêôtit loại A có tỉ lệ gấp 1,5 lần loại nuclêôtit khác. Mạch 1 có T chiếm 40% số nuclêôtit của mạch. Ở mạch 2 số nuclêôtit loại G chiếm 10% số nuclêôtit của mạch. Xác định tỉ lệ phần trăm các loại nuclêôtit của cả phân tử ADN và của mỗi mạch.

Giải:

Theo đề bài, loại nuclêôtit khác kém nuclêôtit loại A là 1,5 lần phải là loại nuclêôtit không bổ sung với A ( G hoặc X) ở đây ta lấy X làm đại điện.

Theo đầu bài: A = 1,5X

Theo công thức: \(A = \frac{1}{2} - X\)  giải phương trình ta có:

\(1,5X = \frac{1}{2} - X\) → \(2,5X = \frac{1}{2}\) → X = \(\frac{1}{5}\) 

Vậy X= 20% → A = 20%  x  1,5 = 30%

A₁ = ( 2 x 30% ) – 40% = 20%

X₂ = ( 2 x 20% ) – 10% = 30%

Vậy theo NTBS ta có:

A= X = 30%

G = X = 20%

Mạch 1                                                      Mạch 2

A₁                                           =                          T₂ = 20%

T₁                                            =                         A₂ = 40%

G₁                                           =                         X₂ = 30%

X₁                                           =                         G₂ = 10%

3. Bài tập đề nghị:

Bài tập 1:

Một gen có chiều dài bằng 4080 A^o.Trên mạch đơn thứ nhất có A, T, G, X lần lượt có tỉ lệ 1: 2: 3: 4.

a. Xác định từng loại nucleotit trên mạch đơn.

b. Xác định số lượng từng loại nucleotit trên gen.

Bài tập 2:

Một gen có 3450 liên kết hydro và có hiệu số giữa A với một loại nu không bổ sung bằng 20% tổng số nu của gen. Trên mARN có G = 300nu và A = 600nu.

a. Tính số nu mỗi loại của gen.

b. Tính chiều dài và khối lượng của gen.

c. Tính số lượng nu mỗi loại của mARN.

d. Nếu gen tự nhân đôi 6 đợt thì nhu cầu về mỗi loại cần cung cấp là bao nhiêu? Trong quá trình đó có bao nhiêu liên kết hydro bị phá? Có bao nhiêu liên kết hóa trị được hình thành.

Nếu mỗi gen con sao mã 3 lần, mỗi bản sao mã cho 5 riboxom trượt qua không lặp lại thì môi trường phải cung cấp bao nhiêu a.a? Có bao nhiêu liên kết pectit trong các phân tử protein hoàn chỉnh

---