Chuyên đề Di truyền học - Bài: Gen – nhân đôi ADN

Chuyên đề 1 : DI TRUYỀN HỌC
BÀI : GEN – NHÂN ĐÔI ADN
	------ooo------- 
I/ Mục tiêu : 
- Bổ sung kiến thức về gen – quá trình nhân đội của DNA
- Hướng dẫn một số công thức liên quan 
- Hướng dẫn phân tích và giải một số bài tập về gen – nhân đôi DNA 
II. Nội dung
Kiến thức bổ sung về gen – nhân đôi DNA
a. Gen :
- Cấu trúc : gồm 2 chuỗi polinucleotit ( 2 mạch ) , một mạch chứa thông tin goi là mạch khuôn ( 3’ – 5’ ) , mạch còn lại là mạch bổ sung ( 5’- 3’ ) được bổ sung với mạch khuôn theo nguyên tắc : A liên kết với T , G liên kết với X 
- Thông tin trên AND được tồn tại dưới dạng mã di truyền , mã di truyền là mã bộ ba , tức 3 Nu trong AND xác định một axit amin trong phân tử protein ( qua trung gian mARN)
- Mỗi gen gồm 3 vùng : vùng điều hòa – vùng mã hóa – vùng kết thúc 
- Gen ở sinh vật nhân sơ : có vùng mã hóa liên tục ( gen không phân mãnh ) 
- Gen ở sinh vật nhân thực : vùng mã hõa không liên tục ( gen phân mãnh ) , xen kẽ giữa những đoạn mã hóa ( exon ) là những đoạn không mã hóa ( intron) 
b. Nhân đôi của gen :
- Enzim ADN- polimeraza – trượt theo chiều 3’- 5’ trên mạch khuôn , tổng hợp mạch mới theo chiêu 5’-3’
- Hai mạch ADN xoắn ngược chiều nhau à quá trình tổng hợp 2 mạch mới ngược chiều nhau . mạch được tổng hợp từ mạch khuôn ( tổng hợp liên tục ) , mạch được tổng hợp từ mạch bổ sung ( gián đoạn , tạo ra các đoạn okazaki) 
- Quá trình tổng hợp mạch mới được thực hiện theo nguyên tắc bổ sung : A liên kết vơi T , G liên kết với X 
- Từ 1 phân tử AND mẹ qua 1 lần nhân đôi tạo ra 2 phân tử AND con giống hệt nhau và giống AND mẹ , mỗi AND con gồm 1 mạch củ và 1 mạch mới tổng hợp à nguyên tắc bán bảo tồn 
2. Một số công thức cần nhớ : 
	 a. Gen 
- Vì trong phân tử ADN ta luôn có : Adenin của mạch này liên kết với Timin của mạch kia, Guanin của mạch này liên kết với Xitozin của mạch kia , nên : ; ( A;T;G;X là số lượng 4 loại Nu trong phân tử ADN).
- Từ đó ta có : và .
- Gọi lần lượt là số lượng các loại Nu trên mạch thứ nhất.
       	    lần lượt là số lượng các loại Nu trên mạch thứ hai.
Ta có   ; ; ; 
=> 
=> 
- Số lượng Nucleotit trong phân tử : 
- Số lượng Nucleotit trên mỗi mạch = 
- là tỉ lệ % mỗi loại Nucleotit trong phân tử ADN.
- là tỉ lệ % của mỗi loại Nucleotit trên mạch thứ nhất so với mạch thứ nhất.
- là tỉ lệ % của mỗi loại Nucleotit trên mạch thứ hai so với mạch thứ hai.
- Dễ thấy : ;	 ;	 
Lưu ý : Vì là tỉ lệ % của Adenin trên mỗi mạch đơn so với số lượng Nu trên mỗi mạch đơn đó chứ không phải là so với số Nu toàn phân tử. Do đó :
  ;  
 - Mỗi cặp Nucleotit có độ dài => Chiều dài gen là 
- Mỗi Nucleotit có khối lượng là 300(dv.C) => Khối lượng của gen là 
- Cứ 10 cặp Nucleotit tạo thành 1 vòng xoắn => Chu kì xoắn (số vòng xoắn) của gen : 
	mỗi mạch ?
- Liên kết hoá trị là liên kết giữa đường và Axit Photphoric, là liên kết nối giữa các Nucleotit với nhau.
   + Trên 1 mạch . Số Nucleotit là => Số liên kết hoá trị trên 1 mạch : 
   + Tổng số liên kết hoá trị nối giữa các Nucleotit trong cùng một mạch là : 
   + Trong cả phân tử , tổng số liên kết hoá trị là : 
- A liên kết với T bằng 2 liên kết hyđro ,G liên kết với X bằng 3 liên kết hyđrô. Vậy số liên kết Hidro là : 
	b. Nhân đôi ADN
- Sau k đợt tự nhân đôi ADN thì số phân tử ADN con là : 
- Tổng số Nucleotit của các phân tử ADN con : 
- Tổng số mỗi loại Nucleotit của các phân tử ADN con : ; ; ; 
- Số phân tử ADN con mà cả hai mạch đều mới: (Vì trong số các phân tử ADN con tồn tại 2 mạch ban đầu).
- Số liên kết Hidro hình thành : 
- Số liên kết hóa trị được hình thành : 
- Nói chung mỗi phân tử ADN con được tạo ra từ quá trình tự nhân đôi đều giống phân tử ADN ban đầu , từ thành phần từng loại Nucleotit cho đến khối lượng , chiều dài , số vòng xoắn , các liên kết hoá học .....
   *** Bài tập áp dụng       
Bài tập 1 : Một phân tử ADN có số lượng Nucleotit loại Xitozin là 700 và gấp đôi số lượng Nucleotit loại Timin. Tính số cặp Nucleotit trong phân tử ADN đó ?
     Tóm tắt đề bài : ; 
     Giải : - Tính số Timin : 
               => 
               - Số cặp Nucleotit = 
Bài tập 2 : Một gen có tất cả 3400 Nucleotit. Trên mạch thứ nhất, số Adenin , Timin, Guanin lần lượt là 305 ; 420 ; 700. Tính số lượng mỗi loại Nucleotit còn lại trên mỗi mạch của gen?
Bài tập 3 : Một gen có 15% Adenin. Tính tỉ lệ % của các loại Nucleotit còn lại trong gen ?
 	      Tóm tắt đề bài : ; 
       Giải : - Dễ thấy 
                 - Mặt khác ta luôn có : => => 
Bài tập 4 : Một gen có tích số tỉ lệ % giữa 2 loại Nucleotit không bổ sung là 4%. Biết rằng số lượng loại Adenin lớn hơn loại Guanin. Tìm tỉ lệ % từng loại Nucleotit của gen?
    	   Tóm tắt đề bài: Có thể coi 2 loại không bổ sung là Adenin và Guanin. => 
   Giải : =>   ; Mặt khác ta luôn có 
                 - Giải hệ : 
                 - Từ đó =>   ; 
Bài tập 6 : Trên mạch thứ nhất của gen có 10% Adenin và 30% Timin. Gen đó có 540 Guanin. Tính số Nucleotit của gen ?
       	 Tóm tắt đề bài : ; ; ; 
      	  Giải : - Dễ dàng suy ra luôn : 
                  => 
                  - Mà => . Kết hợp với G=540
                  =>     
  3. Bài tập về nhà 
Bài tập 1 : Trên mạch thứ nhất của gen có chứa A, T, G, X lần lượt có tỉ lệ là 20% : 40% : 15% : 25%. Tìm tỉ lệ từng loại nuclêôtit của mạch thứ hai và tỉ lệ từng loại Nucleotit của gen nói trên ?
Bài tập 2 : Cho 1 gen có số Nucleotit là N. Lập biểu thức liên hệ giữa chiều dài và khối lượng gen, giữa khối lượng và chu kì xoắn và giữa chiều dài và chu kì xoắn của gen.
Bài tập 3 : Một gen có 80 vòng xoắn. Tính chiều dài và khối lượng của gen đó ?
Bài tập 4 : Mạch đơn thứ nhất của một gen có chiều dài . Hiệu số giữa số Guanin trên gen với 1 loại Nucleotit nào đó bằng 10% số Nucleotit của gen. Tính số lượng từng loại Nucleotit của gen ?
Bài tập 5 : Một gen dài có số Nucleotit loại Xitozin là 150.
 	  1) Tính khối lượng và số vòng xoắn của gen ?
  2) Xác định số lượng và tỉ lệ mỗi loại Nucleotit ?
3) Trên mạch thứ nhất của gen có số Timin là 450 và số Guanin là 30. Tính số Nucleotit từng loại 
Bài tập 6 : Một gen có 5998 liên kết hoá trị và 4050 liên kết Hidro. Tính số lượng từng loại Nucleotit trên gen 
Bài tập 7 : Cho phân tử ADN có tất cả 620 Nucleotit. Số lượng Adenin trên mạch thứ nhất gấp 3 lần số Adenin trên mạch thứ hai. Số Xitozin trên mạch thứ hai bằng một nửa số Xitozin trên mạch thứ nhất. Tính số lượng mỗi loại Nucleotit trên mỗi mạch đơn của phân tử ADN biết rằng có 50 Guanin trên mạch thứ nhất.
4. Trắc nghiệm : 
 1. Gen là một đoạn ADN 
A. Mang thông tin cấu trúc của phân tử prôtêin.
Mang thông tin mã hoá cho một sản phẩm xác định là chuỗi polipéptít hay ARN.
Mang thông tin di truyền.
Chứa các bộ 3 mã hoá các axitamin.
2. Mỗi gen mã hoá prôtêin điển hình gồm vùng 
Khởi đầu, mã hoá, kết thúc.	B. điều hoà, mã hoá, kết thúc.
 C.điều hoà, vận hành, kết thúc.	D. điều hoà, vận hành, mã hoá.
 3. Gen không phân mảnh có 
vùng mã hoá liên tục.	B. đoạn intrôn. 
C.vùng không mã hoá liên tục.	D. cả exôn và intrôn.
4. Gen phân mảnh có 
có vùng mã hoá liên tục.	B. chỉ có đoạn intrôn. 
C.vùng không mã hoá liên tục.	D. chỉ có exôn.
5.Ở sinh vật nhân thực
các gen có vùng mã hoá liên tục.	B. các gen không có vùng mã hoá liên tục.
C.phần lớn các gen có vùng mã hoá không liên tục. D. phần lớn các gen không có vùng mã hoá liên tục.
6.Ở sinh vật nhân sơ
các gen có vùng mã hoá liên tục.	B. các gen không có vùng mã hoá liên tục.
C.phần lớn các gen có vùng mã hoá không liên tục.	D. phần lớn các gen không có vùng mã hoá liên tục.
7.Bản chất của mã di truyền là
một bộ ba mã hoá cho một axitamin.
3 nuclêôtit liền kề cùng loại hay khác loại đều mã hoá cho một axitamin.
trình tự sắp xếp các nulêôtit trong gen quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin.
các axitamin đựơc mã hoá trong gen. 
8.Mã di truyền có tính thoái hoá vì
có nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hoá cho một axitamin.
có nhiều axitamin được mã hoá bởi một bộ ba.
có nhiều bộ ba mã hoá đồng thời nhiều axitamin.
một bộ ba mã hoá một axitamin.
 9.Mã di truyền phản ánh tính thống nhất của sinh giới vì
phổ biến cho mọi sinh vật- đó là mã bộ 3, được đọc một chiều liên tục từ 5’® 3’ có mã mở đầu, mã kết thúc, mã có tính đặc hiệu, có tính linh động.
được đọc một chiều liên tục từ 5’® 3’ có mã mở đầu, mã kết thúc mã có tính đặc hiệu.
phổ biến cho mọi sinh vật- đó là mã bộ 3, mã có tính đặc hiệu, có tính linh động.
có mã mở đầu, mã kết thúc, phổ biến cho mọi sinh vật- đó là mã bộ 3.
 10.Mã di truyền phản ánh tính đa dạng của sinh giới vì
có 61 bộ ba, có thể mã hoá cho 20 loại axit amin, sự sắp xếp theo một trình tự nghiêm ngặt các bộ ba đã tạo ra bản mật mã TTDT đặc trưng cho loài.
 sự sắp xếp theo một trình tự nghiêm ngặt các bộ ba đã tạo ra bản mật mã TTDT đặc trưng cho loài
sự sắp xếp theo nhiều cách khác nhau của các bộ ba đã tạo nhiều bản mật mã TTDT khác nhau.
với 4 loại nuclêôtit tạo 64 bộ mã, có thể mã hoá cho 20 loại axit amin.
11.Quá trình tự nhân đôi của ADN diễn ra theo nguyên tắc
bổ sung; bán bảo toàn. 
trong phân tử ADN con có một mạch của mẹ và một mạch mới được tổng hợp.
mạch mới được tổng hợp theo mạch khuôn của mẹ.
một mạch tổng hợp liên tục, một mạch tổng hợp gián đoạn.
 12.Ở cấp độ phân tử nguyên tắc bổ sung được thể hiện trong cơ chế
A. tự sao, tổng hợp ARN, dịch mã. 	B. tổng hợp ADN, ARN.
C. tổng hợp ADN, dịch mã. 	D. tự sao, tổng hợp ARN. 
13.Ở cấp độ phân tử nguyên tắc khuôn mẫu được thể hiện trong cơ chế 
A. tự sao, tổng hợp ARN, dịch mã. 	B. tổng hợp ADN, ARN.
C. tổng hợp ADN, dịch mã. 	D. tự sao, tổng hợp ARN. 
14. Quá trình tự nhân đôi của ADN chỉ có một mạch được tổng hợp liên tục, mạch còn lại tổng hợp gián đoạn vì
enzim xúc tác quá trình tự nhân đôi của ADN chỉ gắn vào đầu 3, của pôlinuclêôtít ADN mẹ và mạch pôlinuclêôtit chứa ADN con kéo dài theo chiều 5, - 3, .
enzim xúc tác quá trình tự nhân đôi của ADN chỉ gắn vào đầu 3, của pôlinuclêôtít ADN mẹ và mạch pôlinuclêôtit chứa ADN con kéo dài theo chiều 3, - 5, .
enzim xúc tác quá trình tự nhân đôi của ADN chỉ gắn vào đầu 5, của pôlinuclêôtít ADN mẹ và mạch pôlinuclêôtit chứa ADN con kéo dài theo chiều 5, - 3, .
hai mạch của phân tử ADN ngược chiều nhau và có khả năng tự nhân đôi theo nguyên tắc bổ xung.
 15.Quá trình tự nhân đôi của ADN, en zim ADN - pô limeraza có vai trò
tháo xoắn phân tử ADN, bẻ gãy các liên kết H giữa 2 mạch ADN lắp ráp các nuclêôtit tự do theo nguyên tắc bổ xung với mỗi mạch khuôn của ADN.
bẻ gãy các liên kết H giữa 2 mạch ADN.
duỗi xoắn phân tử ADN, lắp ráp các nuclêôtit tự do theo nguyên tắc bổ xung với mỗi mạch khuôn của ADN.
bẻ gãy các liên kết H giữa 2 mạch ADN, cung cấp năng lượng cho quá trình tự nhân đôi.