Di truyền và biến dị - Chương III. ADN và gen - Hỏi đáp

Bước 1 : Tháo xoắn phân tử ADN
Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tạo nên chạc tái bản (hình chữ Y) và để lộ ra 2 mạch khuôn.
Bước 2 : Tổng hợp các mạch ADN mới
Enzym ADN pôlimerara xúc tác hình thành mạch đơn mới theo chiều 5’ - 3’ (ngược chiều với mạch làm khuôn). Các nuclêôtit của môi trường nội bào liên kết với nuclêôtit của mạch làm khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – X).
Trên mạch khuôn 3’ - 5’ mạch mới được tổng liên tục.
Trên mạch 5’ - 3’ mạch mới được tổng hợp gián đoạn tạo nên các đoạn ngắn (đoạn Okazaki)
Nguyên nhân một mạch tổng hợp gián đoạn: Vì enzym xúc tác quá trình tự nhân đôi của ADN chỉ gắn vào đầu 3’ của chuỗi pôlinuclêôtít ADN mẹ và mạch pôlinuclêôtit chứa ADN con kéo dài theo chiều 5’ - 3’) sau đó các đoạn Okazaki được nối lại với nhau nhờ enzim nối Ligaza.
Bước 3: Tạo hai phân tử ADN con
Các mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoắn đến đó tạo thành phân tử ADN con, trong đó một mạch mới được tổng hợp còn mạch kia là của ADN ban đầu(nguyên tắc bán bảo tồn).
{xtypo_warning} 4. Ý nghĩa
Đảm bảo quá trình truyền đạt thông tin di truyền được nguyên vẹn.
Bằng thực nghiệm, có thể nhân bản ADN thành vô số bản sao trong thời gian ngắn.

Em tham khảo link video dưới để nắm rõ quá trình nhân đô icuar ADN nha! Phần trả lời ở dưới của bạn thuộc kiến thức lớp 12 rồi!

https://www.youtube.com/watch?v=HWdCyiO6EvM&t=3s

a,ta co 2A+2G=6000 (1)ma hieu giua nu loai G voi nu ko bo sung la A ->G-A=600 (2) Tu 1 va 2 -> A=T=1200 ;G=X=1800 b, chieu dai gen la 6000:2.3,4=10200 (A0) Khoi luong gen 6000.300=1800000(dvc) chu ki xoan gen 6000:20=300 lien ket H co trong gen 2A+3G =1200.2+1800.3=7800(H)

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 .

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

*Cấu trúc của ADN : ADN là một loại axit nu cleic có cấu tạo gồm các nguyên tố hóa học C, H, O, N, P.

ADN có kích thước và khối lượng lớn có thể dài hàng trăm um và có khối lượng hàng chục triệu Đvc.

ADN có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là các nucleotit hợp lại , gồm có 4 loại nucleotit : ađenin, guanin, xitozin, timin.

ADN của mỗi loài được đặc thù và đa dạng bởi số lượng thành phần và trình tự sắp xếp các nucleotit.

Tính đa dạng và đặc thù của ADN là cơ sở cho tính đa dạng và đặc thù ở các loài sinh vật.

*Chức năng của ADN :

- Lưu giữ thông tin di truyền.

-Truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và các thế hệ cơ thể qua quá trình tự nhân đôi của ADN.

* Hai ADN con sau nhân đôi giống ADN mẹ do quá trình nhân đôi diễn ra theo các nguyên tắc:

• Nguyên tắc khuôn mẫu: Mạch mới phân tử ADN con được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của ADN mẹ.
• Nguyên tắc bổ sung: Sự liên kết các nucleotit ở mạch khuôn với các nucleotit tự do trong môi trường nội bào theo nguyên tắc: A liên kết với T hay ngược lại; G liên kết với X hay ngược lại.
• Nguyên tắc giữ lại một nữa (bán bảo toàn): Trong mỗi phân tử ADN con có 1 mạch của ADN mẹ, (mạch cũ), mạch còn lại được tổng hợp mới.

ADN con được tạo ra qua cơ chế tự nhân đôi giống ADN mẹ vì sự tự nhân đôi ADN diễn ra theo các nguyên tắc: khuôn mẫu, bổ sung và bán bảo toàn.

1. Cấu tạo hóa học của ARN

Tương tự như phân tử AND thì ARN là đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các ribonucleotit.

Mỗi đơn phân (ribonucleotit) gồm 3 thành phần :

• 1 gốc bazơ nitơ (A, U, G, X) khác ở phân tử ADN là không có T
• 1 gốc đường ribolozo ( ), ở ADN có gốc đường đêoxiribôz( )
• 1 gốc axit photphoric ().

ARN có cấu trúc gồm một chuỗi poliribonucleotit . Số ribonucleotit trong ARN bằng một nửa nucleotit trong phân tử ADN tổng hợp ra nó.

Các ribonucleotit liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị giữa gốc()của ribonucleotit này với gốc đường ribolozo của ribonucleotit kia tạo thành chuỗi poliribonucleotit.

2.Các loại ARN và chức năng

Có 3 loại ARN là mARN, tARN và rARN thực hiện các chức năng khác nhau.

mARN cấu tạo từ một chuỗi polinuclêôtit dưới dạng mạch thẳng, mARN có chức năng truyền đạt thông tin di truyền tử mạch gốc trên ADN đến chuỗi polipepetit. Để thực hiện chức năng truyền đạt thông tin di truyền từ ADN đến protein thì ARN có

rARN có cấu trúc mạch đơn nhưng nhiều vùng các nuclêôtit liên kết bổ sung với nhau tạo các vùng xoắn kép cục bộ. rARN liên kết với các protein tạo nên các riboxom. r ARN là loại ARN có cấu trúc có nhiếu liên kết hidro trong phân tử nhất và chiếm số lượng lớn nhất trong tế bào.

tARN có cấu trúc với 3 thuỳ, trong đó có một thuỳ mang bộ ba đối mã có trình tự bổ sung với 1 bộ ba mã hóa axit amin trên phân tử mARN , tARN có chức năng vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tổng hợp nên chuỗi polipetit .

+ Các nu của bộ ba đối mã (phân tử tARN) sẽ bổ sung với các nu củ bộ ba mã sao trên phân tử mARN

+ Có 2 riboxom trượt 1 lần trên mARN, bộ ba kết thúc là UGA

Ta có: tA = 326 nu \(\rightarrow\) rU = 326 : 2 + 1 = 164 nu

tU = rA = 448 : 2 + 1 = 225 nu

tG = rX = 520 : 2 = 260 nu

tX = rG = 680 : 2 + 1 = 341 nu

+ Giả sử mạch 1 của gen là mạch khuôn dùng tổng hợp mARN

Ta có: rU = A1 = T2 = 164 nu

rA = T1 = A1 = 225 nu

rX = G1 = X2 = 260 nu

rG = X1 = G2 = 341 nu

+ Số nu mỗi loại của gen là: A = T = A1 + A2 = 164 + 225 = 389 nu

G = X = G1 + G2 = 260 + 341 = 601 nu

+ Các nu của bộ ba đối mã (phân tử tARN) sẽ bổ sung với các nu củ bộ ba mã sao trên phân tử mARN

+ Có 2 riboxom trượt 1 lần trên mARN, bộ ba kết thúc là UGA

Ta có: tA = 326 nu rU = 326 : 2 + 1 = 164 nu

tU = rA = 448 : 2 + 1 = 225 nu

tG = rX = 520 : 2 = 260 nu

tX = rG = 680 : 2 + 1 = 341 nu

+ Giả sử mạch 1 của gen là mạch khuôn dùng tổng hợp mARN

Ta có: rU = A1 = T2 = 164 nu

rA = T1 = A1 = 225 nu

rX = G1 = X2 = 260 nu

rG = X1 = G2 = 341 nu

+ Số nu mỗi loại của gen là: A = T = A1 + A2 = 164 + 225 = 389 nu

G = X = G1 + G2 = 260 + 341 = 601 nu

Bài 1:

Tổng số Nu trên phân tử ADN là:

\(\dfrac{600}{15\%}=4000\left(nu\right)\)

Chiều dài của phân tử ADN là:

\(L_{ADN}=\dfrac{4000}{2}\times3,4=6800\) (Å)

Ta có: \(T=A\Rightarrow T=600\left(nu\right)\)

Ta có: \(A+T+G+X=4000\)

\(\Leftrightarrow600+600+2G=4000\)

\(\Leftrightarrow1200+2G=4000\)

\(\Leftrightarrow2G=2800\)

\(\Leftrightarrow G=1400\left(nu\right)\)

Mà \(X=G\Rightarrow X=1400\left(nu\right)\)

Vậy chiều dài phân tử ADN là 6800 Å

\(A=T=600\left(nu\right)\)

\(G=X=1400\left(nu\right)\)

Bài 2:

Chiều dài phân tử ADN là:

\(L_{ADN}=\dfrac{2400}{2}\times3,4=4080\) (Å)

Ta có: \(X=G\Rightarrow X=900\left(nu\right)\)

ta có: \(A+T+G+X=2400\)

\(\Leftrightarrow2A+900+900=2400\)

\(\Leftrightarrow2A+1800=2400\)

\(\Leftrightarrow2A=600\)

\(\Leftrightarrow A=300\left(nu\right)\)

Mà \(T=A\Rightarrow T=300\left(nu\right)\)

Vậy chiều dài của phân tử ADN là 4080 Å

\(A=T=300\left(nu\right)\)

\(G=X=900\left(nu\right)\)

a. Gọi số hợp tử ở trên là x

+ Ta có:

- 1/4x NP 3 lần

- 1/3x NP 4 lần

- ( x - 1/4x - 1/3x) = 5/12x NP 5 lần

+ Tổng số TB con tạo ra là:

1/4x . 2³ + 1/3x . 2⁴ + 5/12x . 2⁵ = 248

Suy ra x = 12

b. Số hợp tử của mỗi nhóm là:

+ Nhóm 1: 1/4 . 12 = 3 hợp tử

+ Nhóm 2: 1/3 . 12 = 4 hợp tử

+ Nhóm 3: 5/12 . 12 = 5 hợp tử

- Số TB con sinh ra từ mỗi nhóm là:

+ Nhóm 1: 3 . 2³ = 24 Tb

+ Nhóm 2: 4 . 2⁴ = 64 TB

+ Nhóm 3: 5 . 2⁵ = 160 TB

a- Tính tỉ lệ % và số lượng từng loại N.của gen.

Số lượng N. của gen là : 2.0,816.104/3,42.0,816.104/3,4 = 4800 nu.

Theo bài ra ta có: A – G = 15%
A + G = 50%
2G = 35%
Giải ra ta được: G = X = 17,5% = 840 nu. A = T = 32,5% = 1560 nu
b- Tính tỉ lệ % và số lượng từng loại N. trên mỗi mạch của gen:
Số N trên mạch đơn thứ 1 là : 4800 : 2 = 2400 nu.
Theo bài ra ta có : A1 + G1 = 50% T1 + X1 = 50%
A1 - G1 = 10%. Tỉ lệ T1 : X1 = 3: 3 . ~> T1 = X1. Giải ra ta có:
A1 = T2 = 30% =720 nu. X1 = G 2 = 25% = 600 nu.
T1 = A2 = 25% = 600 nu. G1 = X2 = 20% = 480 nu.

a- Tính tỉ lệ % và số lượng từng loại N.của gen.

Số lượng N. của gen là : 2.0,816.104/3,42.0,816.104/3,4 = 4800 nu.

Theo bài ra ta có: A – G = 15%
A + G = 50%
2G = 35%
Giải ra ta được: G = X = 17,5% = 840 nu. A = T = 32,5% = 1560 nu
b- Tính tỉ lệ % và số lượng từng loại N. trên mỗi mạch của gen:
Số N trên mạch đơn thứ 1 là : 4800 : 2 = 2400 nu.
Theo bài ra ta có : A1 + G1 = 50% T1 + X1 = 50%
A1 - G1 = 10%. Tỉ lệ T1 : X1 = 3: 3 . ~> T1 = X1. Giải ra ta có:
A1 = T2 = 30% =720 nu. X1 = G 2 = 25% = 600 nu.
T1 = A2 = 25% = 600 nu. G1 = X2 = 20% = 480 nu.

a- Tính tỉ lệ % và số lượng từng loại N.của gen.

Số lượng N. của gen là : 2.0,816.104/3,42.0,816.104/3,4 = 4800 nu.

Theo bài ra ta có: A – G = 15%
A + G = 50%
2G = 35%
Giải ra ta được: G = X = 17,5% = 840 nu. A = T = 32,5% = 1560 nu
b- Tính tỉ lệ % và số lượng từng loại N. trên mỗi mạch của gen:
Số N trên mạch đơn thứ 1 là : 4800 : 2 = 2400 nu.
Theo bài ra ta có : A1 + G1 = 50% T1 + X1 = 50%
A1 - G1 = 10%. Tỉ lệ T1 : X1 = 3: 3 . ~> T1 = X1. Giải ra ta có:
A1 = T2 = 30% =720 nu. X1 = G 2 = 25% = 600 nu.
T1 = A2 = 25% = 600 nu. G1 = X2 = 20% = 480 nu.

b)

* Giống nhau:

a/ Cấu tạo

- Đều là những đại phân tử, cso cấu trúc đa phân

- Đều được cấu tạo từ các nguyên tố hóa học: C, H, O, N và P

- Đơn phân đều là các nucleotit. Có cùng 3 trong 4 loại nu giống nhau là: A, G, X

- Giữa các đơn phân đều có các liên kết cộng hóa trị tạo thành mạch.

b/ Chức năng: Đều có chức năng trong quá trình tổng hợp protein để truyền đạt thông tin di truyền.

* Khác nhau:

a/ Cấu trúc:

+AND (theo Watson và Crick năm 1953)

- Gồm 2 mạch polynucleotit xoắn đều, ngược chiều nhau.

- Số lượng đơn phan lớn (hàng triệu). Có 4 loại đơn phân chính: A, T, G, X

- Đường kính: 20A, chiều dài vòng xoắn 34A (gồm 10 cặp nucleotit cách đều 3,4A)

- Liên kết trên 2 mạch theo NTBS bằng liên kết hidro (A với T 2 liên kết, G với X 3 liên kết)

- Phân loại: Dạng B, A, C, T, Z

- AND là cấu trúc trong nhân

+ARN

- Một mạch polynucleotit dạng thẳng hoặc xoắn theo từng đoạn

- Số lượng đơn phân ít hơn (hàng trăm, hàng nghìn). Có 4 loại đơn phân chính: A, U, G, X.

- Tùy theo mỗi loại ARN có cấu trúc và chức năng khác nhau.

- Liên kết ở những điểm xoắn (nhất là rARN): A với U 2 liên kết, G với X 3 liên kết.

- Phân loại: mARN, tARN, rARN

- ARN sau khi được tổng hợp sẽ ra khỏi nhân để thực hiện chức năng.

b/ Chức năng:

+ADN:

- Có tính đa dạng và đặc thù là cơ sở hình thành tính đa dạng, đặc thù của các loài sinh vật

- Lưu giữ, bảo quản, truyền đạt thông tin di truyền

- Quy định trình tự các ribonucleotit trên ARN à quy định trình tự axit amin của protein

- Những đột biến trên ADN có thể dẫn đến biến đổi kiểu hình

+ARN

- Truyền đạt thông tin di truyền (mARN)

- Vận chuyển axit amin đến nơi tổng hợp protein (dịch mã)

- Sau quá trình dịch mã, mARN biến mất, không làm ảnh hưởng đến kiểu hình.

a) Những chức năng cơ bản của prôtêin
- Kiến tạo nên các bào quan, các tổ chức cơ quan của cơ thể, quy định các đặc điểm hình thái, giải phẫu của cơ thẻ.
- Tạo nên các enzim, mà bản chất là prôtêin xúc tác các phản ừng sinh hoá tổng hợp vật chất di truyền, các bản phiên mã, tham gia tổng hợp prôtêin và các hợp chất hữu cơ quan trọng khác. hiện nay đã biết khoảng 3500 loại enzim.
- Tạo nên các kháng thể có chức năng bảo vệ cơ thể chống lại các vi khuẩn gây bệnh.
- Các hoocmôn phần lớn là prôtêin có chức năng điều hoà các quá trình trong tế bào và cơ thể.
- Nhiều loại prôtêin tham gia vào chức năng vận đông tế bào cơ thể
- Khi thiếu hụt gluxit, lipit, prôtêin tự phân huỷ giải phóng năng lượng dưới dạng ATP cung cấp cho quá trình hoạt hoá các nguyên liệu.
Prôtêin đảm nhận nhiều chức năng liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, quy định các tính trạng, tính chất của cơ thể sống.

a. Tổng số nu của phân tử ADN là: 240 : 10% = 2400 nu

b. ta có: %A = %T = 10%

mà %G + %A = 50%

suy ra %G = %X = 40%

số nu loai G = X = 40% . 2400 = 960 nu

+ số liên kết H của gen là: 2A + 3G = 2 . 240 + 3. 960 = 3360 liên kết

+ Giả sử mạch 1 của gen là mạch khuôn tổng hợp phân tử mARN.

+ mARN có: rA : rU : rG : rX = 1 : 7 : 3 : 9

ta có: %rA = 5% = T1 = A2

%rU = 35% = A1 = T2

rG = 15% = X1 = G2

rX = 45% = G1 = X2

+ Ta có: %A = %T = (%A1 + %A2) : 2 = 20%

%G = %X = (%G1 + %G2) : 2 = 30%

+ Ta có: A/T = 20%/30% = 2/3 (1)

+ Số liên kết H cua gen là: 2A + 3G = 3900 liên kết (2)

+ Từ 1 và 2 ta có: A = T = 600 nu; G = X = 900 nu

+ Số nu 1 mạch của gen là A + G = 1500 nu

+ Số nu mỗi loại của 1 mạch của gen là:

A1 = T2 = 35% . 1500 = 525 nu

A2 = T1 = 5% . 1500 = 75 nu

G1 = X2 = 45% . 1500 = 675 nu

X1 = G2 = 15% . 1500 = 225 nu

+ Chiều dài của gen là: 3000 . 3,4 = 5100A⁰