Chuyển đến nội dung chính

TÌM KIẾM NHANH

Bài tập liên quan đến quá trình nhân đôi ADN

Quá trình nhân đôi ADN hay còn gọi là quá trình tự sao, mình hiểu là từ 1 phân tử ADN ban đầu qua quá trình tự sao sẽ tạo ra 2 phân tử ADN giống hệt nhau. Trong mỗi phân tử ADN mới được tạo thành đó sẽ có 1 mạch polinucleotit của ADN ban đầu và 1 mạch mới được tổng hợp từ các nucleotit lấy từ môi trường nội bào.

Tương tự như vậy qua lần nhân đôi thứ 2, tức là từ 2 phân từ ADN con mới được tạo thành lại tiếp tục nhân đôi lần nữa, như ta đã biết cứ 1 phân tử ADN qua quá trình nhân đôi sẽ cho ra 2 ADN con, vậy ở đây từ 2 phân tử ADN qua nhân đôi sẽ cho ra 4 phân tử ADN con. Tương tự như vậy qua lần nhân đôi thứ 3 sẽ cho ra 8 ADN con, . . . và qua lần nhân đôi thứ n sẽ cho ra $2^n$ phân tử ADN con.
Nói nhiều lắm sợ cái đầu không hình dung được, thôi thì mình đưa ra các ví dụ, các bạn cùng mình phân tích ví dụ và cùng nhau giải, các bạn sẽ tự tìm được công thức cũng như cách giải của riêng minh. Đối với bài tập môn sinh học, các bạn không được nôn nóng, đặc biệt là nhớ công thức sinh học một cách máy móc mà không hiểu công thức thì sẽ không thể vận dụng vào giải bài tập cụ thể đâu nhé!

Bài tập mẫu

Trong các bài tập mà mình đề cập ở đây đều xét trường hợp phân tử ADN có cấu trúc dạng B, mỗi phân tử ADN gồm 2 mạch polinu xếp song song và ngược chiều, các dạng khác ít gặp hơn và mình sẽ đề cập vào dịp khác ở chuyên một chuyên đề phù hợp hơn.

Ví dụ 1: Một phân tử ADN, qua 5 lần nhân đôi liên tiếp sẽ tạo ra tổng số phân tử ADN con là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bài này bạn chỉ cần nhẩm là ra kết quả là 32 ADN con. Cách nhẩm là: 1 ADN qua nhân đôi lần 1 sẽ cho ra 2 ADN con, nhân đôi lần 2 sẽ cho 4 ADN con, lần 3 sẽ cho 8 ADN con, lần 4 sẽ cho 16 ADN con và lần thứ 5 sẽ cho 32 ADN con. Ra kết quả nhưng lại tốn thời gian, qua cách diễn giải ở trên các bạn có nhân thấy:

$2^1=1$; $ 2^2=4$; $ 2^3=8$; $ 2^4=16$; $ 2^5=32$.
Ví dụ 2: Có 5 phân tử ADN ban đầu cùng nhân đôi liên tiếp 10 lần. Hãy tính:
a) Tổng số phân tử ADN con được tạo thành.
b) Tổng số phân tử ADN con có mang mạch polinu của ADN ban đầu.
c) Tổng số phân tử ADN con có nguyên liệu hoàn toàn mới từ môi trường nội bào.

Hướng dẫn giải:

Như ta đã nói ở trên, 1 phần tử qua 10 lần nhân đôi liên tiếp sẽ tạo ra $2^{10}$ phân tử ADN con. Vậy:
a) Có 5 phân tử ADN ban đầu qua 10 lần nhân đôi liên tiếp sẽ tạo ra $5\times {{2}^{10}}=5120$ phân tử ADN con.
b) Quá trình nhân đôi tuân theo nguyên tắc bán bảo tồn, nên trong tất cả 5120 phân tử ADN con luôn có 5*2=10 phân tử ADN con mang 1 mạch polinu của ADN ban đầu.
c) Tổng số phân tử ADN con có nguyên liệu hoàn toàn mới từ môi trường nội bào, tức là cả 2 mạch đều mới được tổng hợp từ nguyên liệu của môi trường nội bào. Như vậy thì sẽ có 5012 – 10 = 5002 phân tử ADN con có nguyên liệu hoàn toàn từ môi trường nội bào.

Qua đây chúng ta có thể làm nhanh bài này bằng công thức:

- Tổng số phân tử ADN con được tạo thành từ x phân tử ADN ban đầu qua n lần nhân đôi là: $x\times {{2}^{n}}$.
- Tổng số phân tử ADN con có chứa 1 mạch polinu của ADN mẹ ban đầu từ x phân tử ADN ban đầu qua n lần nhân đôi là: $x\times 2$.
- Tổng số phân tử ADN con có nguyên liệu hoàn toàn từ nguyên liệu của môi trường nội bào từ x phân tử ADN ban đầu qua n lần nhân đôi là: $x\times {{2}^{n}}-2$.
Ví dụ 3: Người ta chuyển 1570 vi khuẩn E.coli từ môi trường nuôi cấy với $N^{14}$ sang môi trường nuôi cấy với $N^{15}$. Sau một thời gian khi phân tích ADN của E.coli thì tỉ lệ ADN mang hoàn toàn $N^{15}$ chiếm 93,75%. Số E.coli trong quần thể sau một thời gian nuôi cấy này là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Ta có 1570 phân tử ADN ban đầu, qua n lần nhân đôi liên tiếp sẽ cho ra $2\times 1570=3140$ phân tử ADN con có chứa poliNu của ADN mẹ ban đầu [chứa $N^{14}$]. Số 3140 tương ứng với 100 -93,75=6,25 số vi khuẩn.
Vậy tổng số vi khuẩn được tạo thành là: 3140*100/6,25=50240 vi khuẩn.
Bạn cũng có thể suy luận cách khác, như bạn tính ra số lần nhân đôi của 1570 vi khuẩn ban đầu dựa vào số vi khuẩn có chứa $N^{14}$. Sau đó cũng tính được tổng số vi khuẩn được tạo thành.

Ví dụ 4: Có 3 phân tử ADN ban đầu, đều trải qua 4 lần nhân đôi liên tiếp. Hãy tính:
a) Tổng số mạch polinu trong các ADN được tạo thành.
b) Tổng số mạch polinu mới được tổng hợp từ nguyên liệu của môi trường nội bào.
Hướng dẫn giải:

Bài này làm tương tự như ví dụ 3 nhưng thay vì tìm phân tử ADN con thì đề yêu cầu tìm số mạch polinu.
Trong cấu trúc ADN ta biết cứ 1 phân tử ADN gồm 2 mạch. Như vậy:
a) Tổng số mạch polinu trong các phân tử ADN con được tạo thành qua 4 lần nhân đôi liên tiếp từ 3 phân từ ADN ban đầu là: $3 \times 2^{4} \times 2 = 96$.
b) Tổng số mạch polinucleotit được tổng hợp mớ là: 96 - 6 = 90. Vì trong tổng số 96 mạch polinu trong $3 \times 2^{4} \times 2 = 48$ ADN con thì luôn có 3x2 = 6 phân tử ADN con mạng 1 mạch polinu của ADN mẹ ban đầu, vậy nên ta trừ cho 6.
Ví dụ 5: Có 8 phân tử ADN tự nhân đôi một số lần bằng nhau đã tổng hợp được 112 mạch polinucleotit mới lấy nguyên liệu từ môi trường nội bào. Số lần nhân đôi của mỗi phân tử ADN trên là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Giả sử 8 phân tử ADN ban đầu đều nhân đôi n lần liên tiếp, thì tổng số ADN con được tạo thành là: $8 \times 2^n$.
Ta cũng đã biết, 1 phân tử ADN qua n lần nhân đôi liên tiếp sẽ cho ra $2^n$ phân tử ADN con. Nhưng quá trình nhân đôi ADN tuân theo nguyên tắc bán bảo tồn, tức là 1 phân tử ADN ban đầu qua lần nhân đôi đầu tiên sẽ tạo ra 2 phân tử ADN con và 2 mạch polinu của phân tử ADN ban đầu vẫn được bảo tồn nhưng mỗi mạch sẽ đi về 1 phân tử ADN con, như vậy sẽ tạo ra 2 phân tử ADN con và trong mỗi phân tử ADN con có mang 1 mạch polinu của ADN mẹ và 1 mạch polinu mới được tổng hợp từ nguyên liệu của môi trường nội bào.
Qua lần nhân đôi thứ 2 thì tạo ra 4 phân tử ADN con, nhưng chỉ có 2 phân tử ADN mang 1 mạch polinu của ADN mẹ ban đầu và một mạch polinu mới được tổng hợp, còn 2 phân tử ADN có cả 2 mạch đều mới được tổng hợp nguyên liệu của môi trường nội bào.
Qua lần nhân đôi thứ 3 thì tạo ra 8 phân tử ADN con, nhưng chỉ có 2 phân tử ADN mang 1 mạch polinu của ADN mẹ ban đầu và một mạch polinu mới được tổng hợp, còn 6 phân tử ADN có cả 2 mạch đều mới được tổng hợp nguyên liệu của môi trường nội bào.
Chung quy lại từ 1 phân tử ADN ban đầu, qua n lần nhân đôi liên tiếp sẽ tạo ra $2^n$ phân tử ADN con, trong đó có 2 phân tử ADN mang 1 mạch polinu của ADN ban đầu còn lại $2^n-2$ phân tử ADN có cả 2 mạch polinu hoàn toàn mới được tổng hợp từ nguyên liệu của môi trường nội bào.
Như vậy theo đề bài có 112 mạch polinu mới được tổng hợp, tương đương với 112/2 + 8 = 64 phân tử ADN con. Và có 8 phân tử ADN ban đầu nên 1 phân tử ADN ban đầu sẽ cho ra 64/8=8 ADN con.
Vậy số lần nhân đôi của mỗi phân tử ADN con là: $2^n=8$, suy ra n=3

Nhận xét

  1. Ở bài 3 tại sao đang 3140 chuyển thành 3240 v

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. Cảm ơn phản hồi của em. Mình nhầm trong quá trình thay số, và đã chỉnh sửa lại!

      Xóa
  2. e có bài cần quảng hải giải giúp có được k a

    Trả lờiXóa

Đăng nhận xét

Cảm ơn bạn đã phản hồi, chúc quý độc giả sức khỏe và thành đạt!

Bài đăng phổ biến từ blog này

Cấu trúc và chức năng của ARN

ARN là bản sao từ một đoạn của ADN (tương ứng với một gen), ngoài ra ở một số virút ARN là vật chất di truyền. 1. Thành phần: Cũng như  ADN , ARN là đại phân tử sinh học được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nuclêôtit . Mỗi đơn phân (nuclêôtit) được cấu tạo từ 3 thành phần sau: Đường ribôluzơ: $C_5H_{10}O_5$  (còn ở ADN là đường đềôxi ribôluzơ  $C_5H_{10}O_4$ ). Axit photphoric: $H_3PO_4$ . 1 trong 4 loại bazơ nitơ (A, U, G, X). Các nuclêôtit chỉ khác nhau bởi thành phần bazơ nitơ, nên người ta đặt tên của nuclêôtit theo tên bazơ nitơ mà nó mang. 2. Cấu trúc ARN:  ARN có cấu trúc mạch đơn: Các ribônuclêôtit liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị giữa  $H_3PO_4$  của ribônuclêôtit này với đường  $C_5H_{10}O_5$  của ribônuclêôtit kế tiếp. Tạo nên một chuỗi pôli nuclêôtit (kích thước của ARN ngắn hơn rất nhiều so với kích thước của ADN. Có 3 loại ARN: - ARN thông tin (mARN): sao chép đúng một đoạn mạch ADN theo nguyên tắc bổ sung nhưng tr

Tính tổng số nuclêôtit trong ADN hay Gen

ADN là một đại phân tử sinh học được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân các đơn phân là nucleotit. Trong tự nhiên thì phân tử ADN có nhiều dạng cấu trúc nhưng dạng phổ biến nhất là cấu trúc ADN theo dạng B ; Trong chương trình sinh học phổ thông thi chúng ta cũng chủ yếu bàn đến cấu trúc dạng B của ADN mà thôi. Nếu bạn chưa biết cấu trúc ADN dạng B như thế nào thì hãy xem trước bài viết cấu trúc dạng B của phân tử ADN ; Còn ở đây chúng ta chủ yếu bàn đến cách vận dụng lý thuyết về ADN vào giải những bài tập cụ thể liên quan đến cấu trúc ADN dạng B. Trước hết chúng ta bắt đầu với dạng bài tập đơn gian nhất trong series bài vết giải bài tập ADN cơ bản , và đây là bài đầu tiên sẽ hướng dẫn cách tính số nuclêôtit trong phân tử ADN (hay gen) khi biết một trong các đại lượng như: chiều dài ADN, khối lượng ADN, số liên kết hóa trị, số vòng xoắn. Sau đây chúng ta sẽ xem ví dụ về tính số nuclêôtit của ADN (có thể là phân tử ADN hoàn chỉnh hay chỉ là một đoạn ADN) cho từng trường hợp cụ thể:

Tính số loại và tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con

Vận dụng toán xác suất để giải nhanh các bài tập sinh học phần quy luật phân li độc lập như: xác định số loại kiểu gen, kiểu hình ở đời con hay tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con trong các phép lai khi biết kiểu gen của bố mẹ mà không cần viết sơ đồ lai. Theo quy luật phân li độc lập ta hiểu rằng: một phép lai có n cặp tính trạng, thực chất là n phép lai một cặp tính trạng. Như vậy khi đề bài cho biết kiểu gen có bố mẹ và tuân theo quy luật phân li độc lập thì ta chỉ cần dung toán xác suất để xác định nhanh số loại cũng như tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con theo quy tắc sau: Tỉ lệ KG khi xét chung nhiều cặp gen bằng các tỉ lệ KG riêng rẽ của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau. Số KH khi xét chung nhiều cặp tính trạng bằng số KH riêng của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau. Ví dụ:  Cho biết A - hạt vàng : a- hạt xanh; B- hạt trơn : b - hạt nhăn; D - thân cao : d- thân thấp. Tính trạng trội là trội hoàn toàn. Phép lai P: AabbDd x AaBbdd  sẽ cho số loại và tỉ lệ kiểu g

3 đặc điểm cấu tạo và sinh lí của tế bào lông hút thích nghi với chức năng hút nước và ion khoáng

Quá trình hấp thụ nước diễn ra tại các tế bào lông hút của rễ . Để thực hiện tốt chức năng của hút nước và dinh dưỡng ( ion khoáng ) của mình, các tế bào lông hút có 3 đặc điểm cơ bản sau : Thành tế bào mỏng, không thấm cutin . Chỉ có một không bào trung tâm lớn. Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp ở rễ mạnh. Nhờ 3 đặc điểm trên mà các dạng nước tự do và dạng nước liên kết không chặt từ đất được tế bào lông hút hấp thụ một cách dễ dàng nhờ sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu (nươc di chuyển từ nơi có áp suất thẩm thấu thấp đến nới có áp suất thẩm thấu cao) hay nói một cách khác, nhờ sự chênh lệch về thế nước (từ thế nước cao đến thế nước thấp). Và một điều hiển nhiên là quá trình hút nước tại các tế bào lông hút của rễ sẽ đồng nghĩa với việc hút các ion khoáng ( dinh dưỡng ) được hòa tan trong nước. Tuy nhiên tế bào lông hút hấp thụ nước và ion khoáng cần có sự tham gia của các yếu tố khác ngoài đặc điểm của tế bào lông hút như đã nếu ở trên.  Quá tình hút

Cấu tạo và cơ chế đóng mở khí khổng

Ở thực vật có hai con đường thoát hơi nước ở lá là: thoát hơi nước qua khí khổng và thoát hơi nước qua lớp Cutin. Đối với thoát hơi nước qua khí khổng thì lượng nước thoát ra trong một khoảng thời gian (tốc độ thoát hơi nước) phụ thuộc và số lượng khí khổng cũng như độ đóng mở của khí khổng. Vậy khí khổng có cấu tạo như thế nào và cơ chế đóng mở của khí khổng ra sao? chúng ta sẽ tìm hiểu trong nội dung của bài này: Các khí khổng được quan sát qua kính hiển vi Câu tạo khí khổng Khí khổng được cấu tạo bở 2 tế bào hình hạt đậu nằ áp sát nhau tạo thành lỗ khí. Trong mỗi tế bào hình hạt đậu có chứa lục lạp, nhân và các bào quan khác như tế bào bình thường. Nhưng màng tế bào ở phía lỗ khí dày hơn ở phía đối diện. Cấu tạo khí khổng Cơ chế đóng - mở khí khổng Khi 2 tế bào hình hình hạt đậu cấu tạo nên khí khổng trương nước, thành mỏng của tế bào hình hạt đậu căng ra làm cho thành dày cong theo => Khí khổng mở rộng ( Hình a ).  Khi mất nước, thành mỏng hết căng và thành

Phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực

Phiên mã là quá trình truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang phân tử ARN mạch đơn. Đây là quá trình tổng hợp ARN. Phiên mã diến ra ở kỳ trung gian, lúc nhiễm sắc thể ở dạng dãn xoắn. 1. Cơ chế phiên mã ở sinh vật nhân sơ: Quá trình phiên mã được phân thành 3 Giai đoạn: khởi động, kéo dài và kết thúc . Giai đoạn khởi động: Dưới tác động của enzim ARN-pôlimeraza một đoạn của phân tử ADN (gen) được tháo xoắn và tách 2 mạch đơn ra, trong đó một mạch đơn được dùng làm khuôn để tổng hợp ARN. Giai đoạn kéo dài: + Khi enzim ARN-pôlimeraza di động trên mạch khuôn, mỗi nuclêôtit trên mạch khuôn kết hợp với 1 ribonuclêotit trong môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung (A-U, T-A, G-X, X-G) + Enzim di động theo chiều 3’ => 5’ và sợi ARN được tổng hợp theo chiều 5’ => 3’. Giai đoạn kết thúc: + Khi enzim ARN-pôlimeraza dịch chuyển gặp dấu hiệu kết thúc thì ngừng lại và nhã mạch khuôn ra, đồng thời mạch ARN được tổng hợp xong và tách khỏi enzim và mạch k

Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất

Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu  có vai trò đặc biệt quan trọng đối với thực vật (cây). Nhưng rễ cây chỉ hút được nitơ ở dạng NH4+ và NO3-. Nhưng trong không khí thì có các dạng nitơ chủ yếu N2 ( ngoài ra còn có dạng NO hay NO2 nhưng gây độc cho cây ) còn trong đất thì chủ yếu nitơ trong các hợp chất hữu cơ của xác động thực vật để lại. Do đó, để cung cấp nitơ cho cây thì cần phải chuyển các dạng nitơ N2 cũng như nito trong các hợp chất có chứ nitơ thành dạng nitơ mà cây có thể hấp thụ được (NH4+ hoặc NO3-). Trong phạm vi bài này chúng ta cùng nhau tìm hiểu và phân tích thêm các quá trình chuyển hóa nitơ trong đất . Còn quá trình chuyển hóa nito trong không khí dạng N2 thành NH4+ được gọi là quá trình cố định nitơ (cố định đạm) chúng ta sẽ bàn ở bài sau. Các vi khuẩn amôn hóa trong đất sẽ chuyển hóa niơ trong các hợp chất hữu cơ thành dạng NH4+. Nitơ dạng ion NH4+ này cung cấp cho cây. NH4+ tồn dư trong đất, trong diều kiện hiếu khí và có các vi khu

Quá trình cố định nitơ phân tử

Quá trình liên kết $N_2$ với $H_2$ để hình thành nên $NH_3$ gọi là quá trình cố định nitơ. Trong tự nhiên có hai con đường cố định nitơ phân tử thành dạng nitơ mà cây hấp thụ được là: Con đường hóa học và con đường  sinh học . Con đường hóa học cố định nitơ Nó là liên kết giữa $N_2$ với $H_2$ diễn ra theo phương thức hóa học ( phản ứng hóa học ) trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao (tia chớp sấm sét). Lượng $NH_3$ được tạo ra trong sấm sét (tia lữa điện)  theo nước mưa rơi xuống và thâm nhập vào đất để cung cấp cho cây. Tuy nhiên lượng ion khoáng nitơ được hình thành theo phương thức này không nhiều. Con đường sinh học cố định nitơ Trong tự nhiên thì lượng nitơ cung cấp cho đất từ $N_2$ thông qua con đường cô định nitơ theo phương thức sinh học lớn gấp nhiều lần so với con đường hóa học ở trên. Con đường này diễn ra ngay trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường nhờ vi sinh vật cố định đạm (cố định nitơ). Vi sinh vật cố định nitơ có 2 nhóm là: vi sinh vật

Tính số nhiễm sắc thể, số crômatit và số tâm động qua các kì của nguyên phân và giảm phân

Loài ong mật có bộ NST lưỡng bội 2n=32. Hợp tử của loài trải qua nguyên phân. Hãy cho biết có bao nhiêu NST, crômatit, tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì của quá trình nguyên phân? Để giải bài tập sinh học trên trước hết các bạn cần nhớ một số vấn đề sau: NST nhân đôi ở kì trung gian (pha S) trở thành NST kép, tồn tài trong tế bào đến cuối kì giữa. Vào kì sau, NST kép bị chẻ dọc tại tâm động, tách thành 2 NST đơn, phân li đồng đều về 2 cực tế bào. Crômatit chi tồn tại ở NST kép, mỗi NST kép có 2 crômatit. Mỗi NST dù ở thể đơn hay kép đều mang một tâm động. Vậy có bao nhiêu NST trong tế bào thì sẽ có bấy nhiêu tâm động. Do vậy, gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì quá trình nguyên phân như bảng sau: Kì trung gian Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Số NST đơn 0 0 0 4n 2n Sô NST kép 2n 2n 2n 0 0 Số crômatit 4n 4n 4n 0 0 Số tâm động 2n 2n 2n 4n 2n T

Xác định số lượng và tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trong phân tử ADN (hay gen)

Dạng bài tập sinh học về tính số lượng và tỉ lệ % từng loại  nuclêôtit trên cả 2 mạch của phân tử ADN (hay gen). Để giải bài tập này bạn cần lưu ý một số vấn đề sau: Cần nhớ: Các nuclêôtit trên hai mạch đơn của ADN (hay gen) liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung A liên kết với T và ngược lại (T liên kết với A) G liên kết với X và ngược lai (X liên kết với G) Công thức Số lượng từng loại nuclêôtit + A=T; G=X => $\frac{A+G}{T+X}=1$ + N=A+T+G+X=2A+2G=2T+2X + A+G=T+X= $\frac{N}{2}$ Tỉ lệ % từng loại nuclêôtit + %A=%T; %G=%X + %(A+T+G+X) = 100% => %(A+G)=%(T+X)=50%N + %A=%T=50%-%G=50%-%X; %G=%X=50%-%A=50%-%T Bài tập có đáp án về tính số lượng, tỉ lệ phần trăm (%) từng loại nuclêôtit trong gen (hay ADN) Bài tập trắc nghiệm vận dụng 1. Gen có hiệu số gữa nuclêôtit loại T với loại nucleoit khác bằng 20%. Tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit của gen là: A. A=T=15%; G=X=35% B. A=T=35%; G=X=65% C. A=T=35%; G=X=15% D. A=T=30%; G=X=20% 2. Gen