Lý thuyết và bài tập ôn tập cấu tạo và chức năng của ADN và Gen Sinh học 12

CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA ADN VÀ GEN

1. Cấu tạo hóa học của ADN  

ADN là đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các nucleotit. Mỗi nucleotit cấu tạo gồm 3 thành phần: 

+ 1 gốc bazơ nitơ (A, T, G, X) . 

+ 1 gốc đường đêoxiribôzơ (C₅H₁₀O₄)

+ 1 gốc Axit photphoric (H₃PO₄)

Các loại nucleotit chỉ khác nhau ở bazo nito nên người ta đặt tên các loại nucleotit theo tên của bazo nito. 

Nucleotit liền nhau liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị (phospho dieste) để tạo nên chuỗi polinucleotit.

Liên kết hóa trị là liên kết giữa gốc đường đêoxiribôzơ (C₅H₁₀O₄) của nucleotit này với gốc axit photphoric (H₃PO₄) của nucleotit khác .

Hình 1: Cấu tạo của một chuỗi polinucleotit

2. Cấu trúc không gian của phân tử ADN

Mỗi phân tử ADN gồm có hai chuỗi polinucleotit  song song ngược chiều nhau (chiều 3'→5' và chiều 5'→3'). Các nucleotit của hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung.

    - A – T liên kết với nhau bằng 2 liên kết H

    - G -  X liên kết với nhau bằng 3 liên kết H

Từ hệ quả của nguyên tắc bổ sung thì ta có thể suy ra được số lượng nucleotit và thành phần của nucleotit ở mạch còn lại.

Hình 2 :Cấu tạo hóa học và cấu trúc không gian của phân tử ADN

Khoảng cách giữa hai cặp bazo là 3,4A⁰

Một chu kì vòng xoắn có 10 cặp nucleotit ( 20 nucleotit)

Đường kính của vòng xoắn là 20 A⁰

3. Chức năng của phân tử ADN 

ADN có chức năng lưu giữ truyền đạt và bảo quản thông tin di truyền giữa các thế hệ.

---(Để xem nội dung phần II. Gen của tài liệu vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)--- 

Tính số lượng các loại nucleotit trong phân tử ADN.

 Theo nguyên tắc bổ sung ta có : A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro và G liên kết với X bằng 3 liên kết H 

=> A = T; G = X  

=>  %A = %T; %G = %X.

=> %A+%G = %T+%X=50%.

=> N = A + T + G + X = 2A + 2G = 2 T + 2 X

Tính chiều dài gen: 

     L = \(\frac{{N \times 3.4}}{2}\) => N = \(\frac{{2L}}{{3,4}}\)

Tính số chu kì xoắn: C = \(\frac{N}{{20}}\) => N = C x 20

Tính số liên kết hiđrô của gen: H = 2A + 3G ( lk)

Tính khối lượng phân tử ADN (gen): M_ADN = N × 300 => N = \(\frac{M}{{300}}\)

Tính số liên kết phôtphođieste.

Trong phân tử ADN: liên kết PHOTPHODIESTE gồm có liên kết giữa các gốc đường và gốc axit của cùng một nucleotit và liên kết cộng hóa trị giữa hai nucleotit.

+ Số lượng liên kết HÓA TRỊ  giữa các nucleotit: HT = N - 2.

+ Số lượng liên kết  giữa các gốc đường và gốc axit trong mỗi nucleotit = N

=> Tổng số liên kết PHOTPHODIESTE của ADN:   N + (N - 2) = 2N - 2

 Ví dụ 1: Một gen có chiều dài là 5100 A⁰, số nuclêôtit loại Adenin chiếm 20%. Hãy xác định:

 1. Số lượng từng loại nuclêôtit trên gen.

 2. Số liên kết hydro của gen

 3. Số chu kỳ xoắn của gen.

4. Số liên kết photphodieste trên mỗi mạch và trên phân tử ADN.

Hướng dẫn giải

1. Số nuclêôtit của gen (N) N = \(\frac{L}{{3,4}}\) ×2 = ( \(\frac{{5100}}{{3,4}}\) )×2 = 3000 (nu)

  Số nuclêôtit từng loại (A, T, G, X)

 Theo NTBS

%A = %T = 20% => A = T = 3000×20% = 600 (nu)

 % G = %X = 50% - 20% = 30%

 → G = X = %G × N = 3000 × 30% = 900 (nu)

2. Số liên kết hyđrô trên gen

   H = 2A + 3G = (2A + 2 G) + G = Nu  + G = 3000 + 600 = 3600

3. Số chu kỳ xoắn = \(\frac{N}{{20}}\) = \(\frac{{3000}}{2}\) = 1500.

4. Số liên kết photphodieste

Trên mỗi mạch = N - 1 = 2999.

Trên phân tử ADN = 2N-2 = 5998.