Chuyển đến nội dung chính

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

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 gen, kiểu hình riên…

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 Tương tự như vậy  bạn cũng có thể tìm được số NST, số crômatit, số tâm động có tron…

Phương pháp giải bài tập sinh học: Tìm xác suất xuất hiện số alen trội, lặn ở đời con

Tìm xác suất xuất hiện số alen trội, lặn ở thế hệ con trong phép lai thuộc quy luật di truyền phân li độc lậpdạng bài tập sinh học khó. Nếu chúng ta dùng phương pháp chia riêng từng cặp gen để tính sau đó gộp lại thì  tốn khá nhiều thời gian mà dễ nhầm lẫn. Vì vậy hôm tôi cố gắng tìm công thức chung áp dụng cho mọi trường hợp của đề bài một cách nhanh chóng.  Ở dưới tôi đã đưa ra công thức chung (sẽ chứng minh công thức trong một chuyên đề khác để các bạn cần tìm hiểu chuyên sâu) có kèm theo 2 ví dụ điển hình. Sau khi hiểu công thức các bạn vận dụng để làm 5 bài tập vận dụng có đáp án kèm theo. Các bạn cần trao đổi thêm vui lòng phản hồi (comment) ở cuối bài viết.

Toán xác suất trong di truyền học phân tử A. Phương pháp chung: Ở phép lai mà tổng số cặp gen dị hợp của bố và mẹ là n, thì ở đời con loại cá thể có k alen trội chiếm tỉ lệ $\frac{C_{n}^{k-m}}{2^n}$. Trong đó m là số cặp gen đồng hợp trội ở cả bố và mẹ. Ví dụ 1: Ở phép lai AaBbdd x AabbDd, loại cá thể 2 alen trội chiếm tỉ …

Hướng dẫn giải chi tiết đề thi THPT Quốc Gia 2019 môn SINH HỌC

Bài giải chi tiết đề thi THPT Quốc Gia 2019 môn Sinh học - mã đề 218. Ban biên tập sẽ cập nhật thêm bài phân tích kèm lời giải chi tiết cho những câu khó trong đề. 1. Nội dung đề thi sinh học 2019 - mã 218Câu 81: Cà độc dược có bộ NST 2n=24. Theo lí thuyết, số nhóm gen liên kết của loài này là: A. 8. B. 12. C. 16. D. 24 Câu 82: Theo vĩ độ, rừng mưa nhiệt đới (rừng ẩm thường xanh nhiệt đới) là khu sinh học phân bố ở vùng nào sau đây? A. Cận Bắc Cực. B. Bắc Cực. C. Nhiệt đới. D. Ôn đới. Câu 83: Trong quá trình phiên mã, nuclêôtit loại U ở môi trường nội bào liên kết bổ sung với loại nuclêôtit nào của gen? A. T. B. A. C. X. D. G. Câu 84: Sinh vật nào sau đây có cặp NST giới tính ở giới cái là XX và giới đực là XY? A. Thỏ. B. Bướm. C. Chim. D. Châu chấu. Câu 85: Quá trình chuyển hóa $NH_4^+$ thành $NO_3^-$ do hoạt động của nhóm vi khuẩn A. cố định nitơ. B. nitrat hóa. C. amôn hóa. D. phản nitrat hóa. Câu 86: Trong ống tiêu hóa của người, quá trình tiêu hóa hóa học diễn ra chủ yếu ở A. ruột n…

Cách viết giao tử cho thể tứ bội (4n) có kiểu gen AAaa

Sinh vật bình thường có bộ NST 2n, khi giảm phân sẽ cho giao tử bình thường n. Tuy nhiên trong thể đột biến như thể ba nhiễm, thể tứ bội thì giảm phân cho ra những loại giao tử như thế nào.
Ở bài này sẽ hướng dẫn các em cách viết và các định tỉ lệ các loại giao tử được tạo ra trong quá trình giảm phân của thể tứ bội (4n).
Ví dụ: thể tứ bội có kiểu gen AAaa giảm phân bình thường sẽ tạo ra những loại giao tử nào và tỉ lệ bằng bao nhiêu?
Để viết giao tử cho thể tứ bội các em sơ đồ hình chữ nhật như bên dưới.
Ở mỗi góc của hình chữ nhật ta viết mỗi alen. Ví dụ ở trên cơ thể có kiểu gen AAaa nên ta viết 2 góc có alen A và 2 góc có alen a. Sau đó ta sẽ nối các cạnh và 2 đường chéo để được số loại và tỉ lệ giao tử như sau: Số giao tử AA = 1Số giaotử aa = 1Số giao tử Aa = 4 Vậy cơ thể tứ bội có kiểu gen AAaa giảm phân sẽ cho ra 3 loại giao tử lưỡng bội là AA, aa và Aa với tỉ lệ: 1/6AA : 4/6Aa : 1/6aa.
Tất nhiên là ta chỉ xét một gen nào đó trong thể tứ bội và dạng này đề cũng đề cập 1 gen nào …

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 khuẩn nitrat hóa thì các vi khuẩn n…

Bài tập di truyền quần thể ngẫu phối khi có tác động của chọn lọc tự nhiên

Giả sử thế hệ xuất phát của một quần thể ngẫu phối có tần số alen A là p; tần số alen a là q và chọn lọc tự nhiên loại bỏ hoàn toàn kiểu hình động hợp lặn (kiểu gen aa bị chết ở giai đoạn phôi) thì tần số alen và thành phần kiểu gen qua các thế hệ ngẫu phối như sau:
Bài tập trắc nghiệm về quần thể ngẫu phối Quá trình ngẫu phối thì $F_1$ sẽ có thành phần kiểu gen là $p^2$AA : 2pqAa : $q^2$aa.
Do aa bị chết ở giai đoạn phôi nên tỉ lệ kiểu gen ở $F_1$ là: $p^2$AA : 2pqAa, suy ra tần số alen ở $F_1$ là: Tần số alen a = $\frac{pq}{p^2+2pq}=\frac{q}{1+q}$n số alen A = $1-\frac{q}{1+q}=\frac{1}{1+q}$ Thành phần kiểu gen ở thế hệ F2 là: ${{\left( \frac{1}{1+q} \right)}^{2}}$AA : $2\frac{1}{1+q}\frac{q}{1+q}$Aa : ${{\left( \frac{q}{1+q} \right)}^{2}}$aa
Vì aa bị chết ở giai đoạn phối nên thành phân kiểu gen của $F_2$ là:
$\frac{1}{1+2q}$AA : $\frac{2q}{1+2q}$Aa, suy ra tần số alen ở $F_2$ là:
Tần số alen a = $\frac{q}{1+2q}$Tần số alen A = $\frac{1+q}{1+2q}$ Quá trình ngẫu phối sẽ sinh ra $F_3$…

Quá trình tiêu hóa ở động vật ăn thực vật nhai lại

Thực vật là loại thức ăn nghèo dinh đưỡng và khó tiêu hóa (trong thức ăn chủ yếu là xenlulôzơ; ít tinh bột và prôtên,..). Để thích nghi với loại thức ăn có đặc điểm như vậy thì động vật ăn thực vật nói chung và động vật ăn thực vật có dạ dày 4 túi (động vật có dạ dày 4 ngăn hay động vật nhai lại) cũng có những đặc điểm cấu tạo cũng như quá trình tiêu hóa phù hợp.


Trâu, bò, dê, cừu lấy thức ăn (cỏ) và nhai qua loa, sau đó nuốt thức ăn vào dạ cỏ. Khi nghỉ ngơi, chúng ợ thức ăn từ dạ cỏ lên miệng và nhai lại rất kĩ (gọi là động vạt nhai lại). Ở nội dung bài này chúng ta sẽ tìm hiểu về quá trình tiêu hóa ở động vật ăn thực vật nhai lại. Tiêu hóa ở miệng Hàm răng của động vật nhai lại phù hợp với bứt cỏ và nghiền thức ăn. Ở trâu, hàm trên có tầm sừng thay cho răng cửa và răng nanh, rặng cạnh hàm và răng hàm. Hàm dưới có răng cửa và răng nanh giống nhau, có tác dụng tì cỏ vào tấm sừng hàm trên. Giữa răng của, răng nạnh với răng cạnh hàm, răng hàm có khoảng trống tạo thuận lợi cho chuyển độ…

Tương quan giữa tổng số nuclêôtit với chiều dài, khối lượng và số chu kì xoắn của ADN (hay gen)

Trong phân tử ADN thì ta chỉ cần biết một trong các đại lượng tổng số nuclêôtit hoặc chiều dài hoặc khối lượng hoặc số kì xoắn ta sẽ tính được các đại lượng còn lại. Từ phần lý thuyết về cấu trúc của ADN (hay gen) ta cần nhớ một số dữ liệu sau để làm bài tập sinh học đơn giản về cấu trúc ADN: Cần nhớ:Chiều dài của ADN chính là chiều dài một mạch đơn và mỗi nuclêôtit có kích thước 3,4 ăngstrôn.Chiều dài của một chu kì xoắn là 34 ăngstrôn (tức là 10 cặp nuclêôtit hay 20 nuclêôtit).  Lưu ý:.Khối lượng trung bình của mỗi Nu trong ADN (hay gen) là 300đvC. Quy ước (gọi):N là tổng số nucleotit của phân tử ADN (hay gen);L là chiều dài của ADN (hay gen);M là khối lượng của ADN (hay gen);C là số chu kì xoắn của ADN (hay gen).  Công thức tính các đại lượng trong ADN:L = 3,4.N/2 (ăngstrôn) => N = 2L/3,4 (Nu)M = N.300 (đvC) => N = M/300 (Nu)M = 300.2L/3,4 (đvC) => L = 3,4.M/300.2 (ăngstrôn)C = N/20 = L/3,4.10 = M/20.300 (chu kì) Bài tập trắc nghiệm áp dụng: Trước khi là bài tập bên dưới …

Đề thi HSG Quốc Gia môn Sinh năm học 2019-02020

Đề thi học sinh giỏi môn Sinh học ngày thi thứ nhất (ngày 27/12/2019) - Kỳ thi HSG Quốc Gia năm học 2019-2020. Nội dung đề thi gồm 12 câu trong 5 trang như sau:




Đề HSG QG môn Sinh học ngày thi thứ 2:



Đề thi HSG Quốc Gia ngày thi thứ 3 (thực hành)
Tham khảo thêm: Đề HSG QG môn SINH năm học 2018-2019
-