Bài 15: Bài tập chương I và chương II

Dạng 1. Xác định trình tự nuclêôtit

Cho biết: Trình tự nuclêôtit trên một mạch của gen.

Yêu cầu:

• Xác định trình tự nuclêôtit trên gen (ADN).
• Hoặc xác định trình tự nuclêôtit ARN do gen phiên mã

Cách giải:

• Xác định trình tự nuclêôtit trên mạch còn lại của ADN (gen): Căn cứ nguyên tắc cấu tạo của ADN, các đơn phân của hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T; G liên kết với X
• Xác định trình tự nuclêôtit trên ARN: Căn cứ cơ chế quá trình phiên mã, phân tử ARN chỉ được tổng hợp từ mạch gốc của gen. Các đơn phân của mạch gốc liên kết với nuclêôtit  môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung:
  • A mạch gốc liên kết với U môi trường
  • T mạch gốc liên kết với A môi trường
  • G mạch gốc liên kết với X môi trường
  •  X mạch gốc liên kết với G môi trường

Ví dụ 1: Một gen chứa đoạn mạch có trình tự nuclêôtit là . . . A- G - X - T - T - A - G - X - A . . . Xác định trình tự nuclêôtit tương ứng trên mạch bổ sung

Gợi ý trả lời:

Theo NTBS các nuclêôtit trên gen liên kết với nhau theo nguyên tắc A liên kết với T, G liên kết với X

Vậy:    

Mạch có trình tự:

. . . A - G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

Mạch bổ sung là:

. . . T - A -  G - A - A - T - X - G - A . . .

Ví dụ 2: Một gen chứa đoạn mạch bổ sung với đoạn mạch mang mã gốc có trình tự nuclêôtit  là:

. . . A - G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

Xác định trình tự các ribô nuclêôtit được tổng hợp từ đoạn gen này.

Gợi ý trả lời:

Khi biết mạch bổ sung => Xác định mạch gốc => xác định ARN (theo nguyên tắc bổ sung)

• Theo NTBS: Các nuclêôtit trên gen liên kết với nhau theo nguyên tắc A liên kết với T, G liên kết với X
• Trong quá trình phiên mã các nuclêôtit trên gen liên kết với các nuclêôtit  môt trường theo nguyên tắc:
  • A mạch gốc liên kết với U môi trường
  • T mạch gốc liên kết với A môi trường
  • G mạch gốc liên kết với X môi trường
  • X mạch gốc liên kết với G môi trường

Theo bài ra:

mạch bổ sung của gen:

. . . A - G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

⇒ Mạch gốc của gen:  

. . . T - X - G - A - A - T - X - G - T . . . .

⇒ ARN:                   

. . . A - G - X - U - U - A - G - X - A . . . .

Lưu ý: Trình tự nuclêôtit mARN giống trình tự nuclêôtit của mạch bổ sung (Thay T bằng U)

Dạng 2. Xác định trình tự nuclêôtit của gen (ADN) khi biết trình tự nuclêôtit của ARN

Cách giải: Căn cứ nguyên tắc bổ sung trên gen và quá trình phiên mã

• Xác định trình tự nuclêôtit trên mạch mang mã gốc của ADN (gen)
• Xác định trình tự nuclêôtit trên mạch bổ sung

Ví dụ 3:

Phân tử mARN chứa đoạn mạch có trình tự nuclêôtit là . . . A- G - X - U - A - G - X - A . . . . Xác định trình tự nuclêôtit tương ứng trên gen

Gợi ý trả lời:

mARN:           

. . . A - G - X - U - U - A - G - X - A . . . .

Mạch gốc:       

. . . T - X - G - A - A - T - X - G - T . . . .

Mạch bổ sung:

. . . A - G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

Dạng 3. Xác định số nuclêôtit, số liên kết hyđrô, chiều dài gen, số liên kết peptit . . .

Một số lưu ý:

• Virut, ADN chỉ có 1 mạch.
• Ở tinh trùng và trứng, hàm lượng ADN giảm 1/2 hàm lượng ADN trong  tế bào sinh dưỡng
• Ở kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau: hàm lượng ADN gấp 2 hàm lượng ADN ở các giai đoạn khác

Giới thiệu một số công thức để giải bài tập

1. Tính chiều dài gen: Lgen = 3.4.N/2

2. N = 2L / 3,4= A+T+G+X = 2A + 2G

3. A=T; G=X. ⇒ A+G = T+X

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

5. Số chu kì xoắn: (C) = N/20

6. Số bộ ba mã hóa =N/6

6.Tính số axit amin:

• Số axitamin trong chuỗi pôlipeptit được tổng hợp (gen phiên mã 1 lần, 1 ribôxôm trượtt qua không lặp lại): N/6 - 1
• Số axitamin môi trường cung cấp trong dịch mã khi gen phiên mã 1 lần, 1 ribôxôm trượt qua không lặp lại: N/6-2
• Gen phiên mã k lần. Trên mỗi phân tử mARN tham gia dịch mã có n Ribôxôm cùng trượt qua m lần. Số axit amin môi trường cung cấp là: k. n. (m+1)(N- 1)
• Gen phiên mã k lần. Trên mỗi phân tử mARN tham gia dịch mã có n Ribôxôm cùng trượt qua, lặp lại m lần. Số axit amin môi trường cung cấp là: 

7. Số Liên kết hiđrô của gen: H = 2A + 3G (lk)

8. Khối lượng phân tử ADN (gen): MADN = Nx300 (đvC).

9. Số liên kết phôtphođieste

• Số liên kết phôtphođieste trên một mạch = số liên kết phôtphođieste trên ARN = N -1.
• Số liên kết phôtphođieste trên cả phân tử ADN = 2N - 2.

10. Số gen con được tạo ra sau k lần tái bản: 2k.

11. Số gen con có 2 mạch hoàn toàn mới được tạo ra sau k lần tái bản: 2k - 2.

12. Số nuclêôtit trong các gen con khi gen tái bản k lần: N. 2k

13. Số nuclêôtit môi trường cung cấp khi gen tái bản k lần: N. (2k-1)

14. Số nuclêôtit trên các phân tử mARN khi gen phiên mã k lần: k.N/2

15. Số liên kết peptit trên chuỗi pôlipeptit = số axitamin trong phân tử prôtêin -1

16. Số nu từng loại từng mạch và cả gen:

A1 = T2        %A1 = % T2

T1 = A2        % T1 = % A2

G1 = X2        % G1 = % X2

X1 = G2         % X1 = % G2

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

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

17. Phiên mã: (Đơn phân của ARN là rNu)

• Gọi số nu từng loại của ARN là rA, rU, rX, rG thì
• Theo NTBS:

rA = Tmạch gốc % rA = % Tmạch gốc

rU = Amạch gốc % rU = % Amạch gốc

rX = Gmạch gốc % rX = % Gmạch gốc

rG = Xmạch gốc % rG = % Xmạch gốc

Vì Amạch gốc + Tmạch gốc = Agen = Tgen

⇒ rA + rU = Agen = Tgen

    rG + rX = Ggen = Tgen

18. Khối lượng ARN: Ngen/2. 300ĐVC

19. Số Lk hiđrô bị phá hủy: Hphá hủy = Hgen.(2k – 1).

20. Số LK hiđrô hình thành: Hht = H. 2k

21. Số ribô nuclêôtit (rNu) môi trường cung cấp cho gen phiên mã K lần:

rAmt = rA. K = Tgốc . K

rUmt = rU. K = Agốc . K

rXmt = rX. K = Ggốc . K

rGmt = rG. K = Xgốc . K

22. Số liên kết peptit được hình thành khi các axit amin liên kết nhau = số phân tử H2O = số aa -1.

Ví dụ 4: 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 nucleoti trên mARN do gen phiên mã

4. Số chu kỳ xoắn của gen.

5. Số bộ ba mã hóa (Triplet) trên gen.

6. Số axitamin trong chuỗi pôlipeptit được tổng hợp khi gen phiên mã 1 lần, mARN có 1 riboxom trượt qua không lặp lại.

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

8. Gen tiến hành tái bản 3 lần, xác định số gen con được tạo thành.

9. Số nuclêôtit trong các gen con khi gen tái bản 3 lần.

10. Gen tái bản 3 lần, xác định số nuclêôtit môi trường cung cấp.

11. Gen phiên mã 5 lần, xác định số nuclêôtit trên các phân tử ARN

Gợi ý trả lời:

1. Số nuclêôtit của gen (N) N = 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= 3000. 30% = 900 (nu)

2. Số liên kết hyđrô trên gen = 2A + 3G = 3000.

3. Số nuclêôtit trên mARN = 1500

4. Số chu kỳ xoắn =150.

5. Số bộ ba mã hóa = 500.

6. Số axitamin trong chuổi pôlipeptit được tổng hợp = 500-2 = 498.

7. Số liên kết photphodieste

Trên mỗi mạch = N-1 = 2999.

Trên phân tử ADN = 2N-2 = 5998.

8. Số gen con tạo thành sau 3 lần tái bản: 23 = 8.

9. Số nuclêôtit trong các gen con khi gen tái bản 3 lần = 23. 3000 = 24000.

10. Gen tái bản 3 lần, số nuclêôtit môi trường cung cấp = (23 -1). 3000 = 21000

11. Gen phiên mã 5 lần, số nuclêôtit trên các phân tử ARN = 5. 1500 =7500

2.1. Cách giải bài tập lai một cặp tính trạng

Phép lai một cặp tính trạng đề cập tới các qui luật di truyền: phân li, trội không hoàn toàn, tương tác gen không alen, tác động cộng gộp, di truyền liên kết với giới tính.

- Xác định tỉ lệ KG, KH ở F1 hay F2 (bài toán thuận)

Đề bài cho biết tính trạng là trội, lặn hay trung gian, hoặc gen qui định tính trạng (gen đa hiệu, tương tác giữa các gen không alen, tính trạng đa gen…) và kiểu hình của P. Căn cứ vào yêu cầu của đề (xác định F1 hay F2), ta suy nhanh ra KG của P.

Từ đó viết sơ đồ lai từ P đến F2 để xác định tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình của F1 và F2. Ví dụ: tỉ lệ KH 3:1 (trội hoàn toàn); 1:1 (lai phân tích), 1:2:1 (trội không hoàn toàn), 9:7 (tương tác gen không alen)

- Xác định tỉ lệ KG, KH ở P (bài toàn nghịch)

Đề bài cho biết tỉ lệ KH ở F1 hoặc F2. Căn cứ vào KH hoặc tỉ lệ của chúng suy ra qui luật di truyền chi phối tính trạng.

Từ đó suy ra KG và KH (nếu đề bài chưa cho hết). Ví dụ: tỉ lệ KH 3:1 thì P đều dị hợp tử, hay 1:1 thì P một bên dị hợp, bên còn lại là thể đồng hợp lặn, nếu F2 có tổng tỉ lệ bằng 16 và tùy từng tỉ lệ KH mà xác định kiểu tương tác gen không alen cụ thể.

2.2. Cách giải bài tập lai nhiều cặp tính trạng

Phép lai hai hay nhiều cặp tính trạng đề cập tới các qui luật di truyền: phân li độc lập, di truyền liên kết  hoàn toàn và không hoàn toàn.

- Xác định tỉ lệ KG, KH ở F1 hay F2 (bài toán thuận)

• Đề bài cho biết qui luật di truyền của từng cặp tính trạng và các gen chi phối các cặp nằm trên cùng 1 NST hoặc trên các NST khác nhau. Dựa vào dự kiện đề đã cho, viết sơ đồ lai từ P đến F2 để xác định tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình của F1 và F2.

- Xác định tỉ lệ KG, KH ở P (bài toán nghịch)

• Đề bài cho số lượng cá thể hoặc tỉ lệ KH ở F1 hoặc F2. Trước hết phải xác định qui luật di truyền chi phối tính trạng, từ đó suy ra KG ở P hoặc F1 của từng cặp tính trạng. Căn cứ vào tỉ lệ KH thu được của phép lai để xác định qui luật di truyền chi phối các cặp tính trạng.
  • Nếu tỉ lệ mỗi kiểu hình bằng tích xác suất của các tính trạng hợp thành nó thì các tính trạng bị chi phối bởi qui luật phân li độc lập.
  • Nếu tỉ lệ KH là 3:1, hoặc 1:2:1 thì các cặp tính trạng di truyền liên kết hoàn toàn.

Nếu tỉ lệ KH không ứng với 2 trường hợp trên thì các cặp tính trạng di truyền liên kết không hoàn toàn với nhau

Phương pháp giải chung cho bài tập về quy luật di truyền

Bước 1. Biện luận, xác định quy luật di truyền chi phối

B1.1. Xác định mỗi tính trạng do một cặp gen hay hai cặp gen quy định.

B1.2. Nếu mỗi tính trạng do nhiều cặp gen quy định => Tính trạng tuân theo quy luật di truyền tương tác gen.

B1.3. Nếu mỗi tính trạng do 1 cặp gen quy định cần xác định

B1.3.1. Quan hệ trội, lặn.

B1.3.2. Mỗi cặp gen nằm trên 1 cặp nhiễm sắc thể hay 2 cặp gen cùng nằm trên 1 nhiễm sắc thể, phân bố trên nhiễm sắc thể thường hay trên nhiễm sắc thể giới tính.

- TH1. Nếu sự biểu hiện các tính trạng ở giới đực và giới cái như nhau => Gen phân bố trên NST thường

• Nếu mỗi cặp gen nằm trên một cặp nhiễm sắc thể: => tuân theo quy luật phân li độc lập
• Nếu 2 cặp gen nằm trên một cặp nhiễm sắc thể  cần xác định liên kết hoàn toàn hay hoán vị gen. Nếu xảy ra hoán vị gen, xác định hoán vị 1 bên hay hoán vị 2 bên và tính tần số hoán vị gen.
  • Liên kết gen: Tụ thụ phấn hoặc giao phối giữa 2 cá thể dị hợp 2 cặp gen=> đời con có tỉ lệ Kh 1: 2: 1 hoặc 3: 1. Hay khi lai phân tích cá thể dị hợp 2 cặp gen được FB có  tỉ lệ KH 1: 1
  • Hoán vị gen: Nếu tỉ lệ chung của cá 2 tính trạng biểu hiện tăng biến dị tổ hợp, và không bằng tích các nhóm tỉ lệ (khi xét riêng). Nếu tỉ lệ giao tử ab > 25% => Cơ thể dị hợp đều, ngược lại cơ thể dị hợp chéo. Nếu cơ thể đem lai dị hợp 2 cặp gen và tỉ lệ lặn là số chính phương => Hoán vị 2 bên, ngược lại hoán vị 1 bên.

- TH2. Nếu sự biểu hiện các tính trạng ở giới đực và giới cái khác nhau => Gen phân bố trên NST giới tính.

Bước 2. Kiểm chứng bằng sơ đồ lai (Hoặc tính toán sử dụng công thức tính nhanh)

Ví dụ 5: Lai giữa P thuần chủng được F1 đều hoa đỏ, quả ngọt. F1 tự thụ phấn được F2 có 4 kiểu hình với tỉ lệ: 1431 hoa đỏ, quả ngọt: 1112 hoa trắng, quả ngọt: 477 hoa đỏ, quả chua: 372 hoa trắng, quả chua. Xác định quy luật di truyền chi phối phép lai trên? Biết vị quả được chi phối bởi một cặp gen

Gợi ý trả lời:

F2 phân li theo tỉ lệ: 1431: 1112 : 477: 372 ~ 27: 21: 9: 7

• Xét sự di truyền tính trạng màu sắc hoa:

Hoa đỏ: hoa trắng ~ 9: 7

→ tính trạng màu sắc hoa di truyền theo quy luật tác động bổ trợ kiểu 9:7

Quy ước: A-B-: hoa đỏ, A-bb; aaB-; aabb: hoa trắng

→ F1:  AaBb (hoa đỏ)    x    AaBb (hoa đỏ)

• Xét sự di truyền tính trạng vị quả:

quả ngọt : quả chua ~ 3: 1

→Tính trạng vị quả di truyền theo quy luật phân li

Quy ước: D: quả ngọt;  d: quả chua.

→ F1: Dd (quả ngọt) x Dd (quả ngọt) 

Xét sự di truyền đồng thời của 2 tính trạng:

(9: 7)(3: 1) = 27: 21: 9: 7

(phù hợp tỉ lệ phân li của đề bài)

→3 cặp gen quy định 2 cặp tính trạng nằm trên 3 cặp NST tương đồng khác nhau, phân li độc lập, tổ hợp tự do.

Viết sơ đồ lai:

Kiểu gen của:

F1: AaBbDd  -> kiểu gen của P có thể:

P: AABBDD(hoa đỏ, quả ngọt)xaabbdd(hoa trắng, quả chua)

P: AABBdd(hoa đỏ, quả chua)xaabbDD(hoa trắng, quả ngọt)

P: AAbbDD(hoa trắng, quả ngọt)xaaBBdd(hoa trắng, quả chua)

P: AAbbdd(hoa trắng, quả chua)xaaBBDD(hoa trắng, quả ngọt)

Ví dụ 6: Người ta cho lai giữa 2 cơ thể thỏ thu được F1 có tỉ lệ 12 lông trắng, dài : 3 lông đen, ngắn : 1 xám ngắn. Hãy biện luận và viết sơ đồ lai.

Biết gen quy định tính trạng nằm trên NST thường, Kích thước lông do 1 gen quy định, không có hiện tượng trao đổi chéo giữa các NST tương đồng

Gợi ý trả lời:

• Xét sự di truyền của tính trạng màu sắc lông: F1 có tỉ lệ 12 trắng : 3 đen : 1 xám

→ F1 có 16 tổ hợp = 4 x 4 → P mỗi bên cho ra 4 loại giao tử → F1 dị hợp về 2 cặp gen quy định 1 tính trạng → tính trạng màu sắc lông di truyền theo quy luật tương tác.

→ đây là tỉ lệ của tương tác gen kiểu át chế trội.

Quy ước:

A-B- ; A-bb: trắng

aaB- : đen

aabb: xám

→ P: AaBb (trắng) x AaBb (trắng)

• Xét sự di truyền tính trạng kích thước lông: F1 có sự di truyền 3 dài : 1 ngắn, mà mỗi gen quy định một tính trạng → dài là tính trạng trội, ngắn là tính trạng lặn.

Quy ước:

D : dài, d : ngắn

→ P:    Dd x Dd

P dị hợp về 3 cặp gen mà F1 có tỉ lệ 12 : 3 : 1 → số tổ hợp giao tử = 16 khác với 64 tổ hợp trong phân li độc lập → xảy ra hiện tượng liên kết gen.

Nhận thấy, tính trạng màu lông trắng luôn dài, lông xám luôn ngắn  → A liên kết với D, a liên kết với d.

Sơ đồ lai:    

P :   ADad$\frac{AD}{ad}$ Bb (trắng, dài) x ADad$\frac{AD}{ad}$ Bb (trắng, dài)

G : ADB: ADb: abD : abd  ADB: ADb: abD : abd    

F2 : 9 AD−−$\frac{AD}{--}$B- :  AD−−$\frac{AD}{--}$ 3 bb :3   adad$\frac{ad}{ad}$ Bb :  adad$\frac{ad}{ad}$  bb

12 lông trắng, dài : 3 lông đen, ngắn : 1 xám ngắn