CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI ADN

PHẦN I: CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI ADN
Dạng 1 Tính số lượng nu mô trường nội bào cung cấp cho gen nhân đôi:
1. Khi gen nhân đôi 1 lần: N
mt
= N
bđ
2. Khi gen nhân đôi nhiều lần:
- 1 gen nhân đôi 1 lần tạo 2 = 2
1
gen con
- 1 gen nhân đôi 2 lần tạo 2 = 2
2
gen con
- 1 gen nhân đôi 3 lần tạo 2 = 2
3
gen con
- 1 gen nhân đôi x lần tạo 2 = 2
x
gen con
Nếu gen chưa N nu nhân đôi x lần thì số nu môi trường cung cấp là: 2
x
N- N
N
mt
= (2
x
-1).N
bđ
A
mt
= T

mt
=(2
x
-1).A
bđ
gen
G
mt
= X
mt
=(2
x
-1).G
bđ
gen
Thí dụ 1 Một gen tái sinh một số đợt đã sử dụng của môi trường 21000 nu, trong đó loại
A chiếm 4200. Biết tổng số mạch đơn trong các gen được tạo thành nhiều gấp 8 lần số
mạch đơn của mẹ lúc đầu.
1- Tính số lần tái sinh của gen
2- Tính số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của gen
Giải
1- số lần tái sinh của gen:
Theo đề bài tổng số mạch đơn tạo ra gấp 8 lần số mạch đơn lúc ban đầu của gen
mẹ là 2 mạch. Vậy tổng số mạch đơn tạo ra là 8 x 2 = 16 mạch tương ứng với số gen con
tạo ra là 16: 2 = 8 gen con.
Gọi x là số lần tái sinh của gen. Ta có
Số gen con : 2
x
= 8 = 2
3

-> x = 3
Vậy gen tái sinh 3 lần.
2- số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của gen:
Gọi N
bđ
là số nu của gen ta có:
(2
3
– 1). N
bđ
= 21000
=> N
bđ
= 21000 : (2
3
– 1) = 3000 nu.
Gen tái sinh 3 lần đã lấy của mt 4200 nu loại A nên:
(2
3
– 1) A
bđ
= 4200
=> A
bđ
= 4200 : (2
3
– 1) = 600
Vậy số lượng và tỷ lệ % từng loại nu của gen là:
A = T = 600 nu
A% = T% = (600/3000).100% = 20%

G = X = (3000:2)- 600 = 900 nu
G% = X% = (900:3000).100% = 30%
Thí vụ 2: Một gen nhân đôi 4 đợt liên tiếp đã lấy của mt 36000 nu tự do trong đó có
10800 nu loại G.
Tính tỷ lệ % và số lượng từng loại nu chứa trong gen bđ
Giải
Gọi N số nu ban đầu của gen ta có:
(2
4
-1) . N
bđ
= N
mt
(2
4
-1) . N
bđ
= 36000 nu
HUỲNH VĂN LỰC
1
=> N
bđ
= 36000 : (2
4
-1) = 2400 nu
Trong tổng số 36000 nu mt cung cấp nu loại G chiếm 10800 nên tỉ lệ % nu loại G lấy
trong mt cũng là tỷ lệ % loại G chứa trong gen.
%G = (10800 : 36000) x 100% = 30%
Vậy tỷ lệ % và số lượng của từng loại nu của gen ban đầu là:
G = X = 30% = 30% x 2400 = 720 nu

=> A = T = 20% = 20% x 2400 = 480 nu
Dạng 2 . Tính số liên kết hyđrô và liên kết hóa trị bị phá vỡ và được hình thành trong
quá trình nhân đôi của gen.
1. Tính số liên kết hyđrô bị phá vỡ và được hình thành.
Nếu liên kết hyđro của gen là H.
Gen nhân đôi 1 lần tạo ra 2 = 2
1
gen con thì số lần tách mạch là 1 = 2
1
– 1 và ta có
(2
1
– 1). H liên kết hydro bị phá vỡ.
Gen nhân đôi 2 lần tạo ra 4 = 2
2
gen con thì số lần tách mạch là 3 = 2
2
– 1 và ta có
(2
2
– 1). H liên kết hydro bị phá vỡ.
Gen nhân đôi 3 lần tạo ra 8 = 2
3
gen con thì số lần tách mạch là 7 = 2
3
– 1 và ta có
(2
3
– 1). H liên kết hydro bị phá vỡ.
Với biện luận tương tự ta có:

Gen chứa H liên kiết hydro nhân đôi x lần thì:
*
* Có 2
x
gen con được tạo ra nên
Σ lk hyđrô hình thành = 2
x
. H
2. Tính số liên kết hóa trị được hình thành:
Số liên kết hóa trị được hình thành sau quá trình nhân đôi là tổng số liên kiết hóa
trị nối các nu lấy từ mt tạo thành những chuỗi pôlynu mới.
Trong mỗi mạch đơn pôlynu có (N: 2) – 1 liên kết hóa trị giữa các nu
Gen nhân đôi x lần, tạo 2
x
gen mới có tổng số 2 x 2
x
mạch pôlynu. Trong số đó có
2 mạch cũ lấy từ gen mẹ.
Vậy số mạch pôlynu mới được tạo từ các nu của mt là: (2 x 2
x
) – 2
Và số lkht giữa các nu được hình thành sau quá trình nhân đôi x lần của gen là:
(2 x 2
x
– 2)(N:2-1)
Hay:
Thí dụ: Một gen nhân đôi liên tiếp 3 lần đã lấy của mt 16800nu. Gen có tỷ lệ A:G =3 : 7
1. Tính số lk hyđro bị phá vỡ và hình thành trong quá trình nhân đôi của
gen.
2. Tính số liên kết hóa trị được hình thành

Giải
1. Số lien kết hyđro bị phá vỡ và được hình thành:
Gọi N là số nu của gen, ta có:
(2
3
-1)N = 16800 nu.
=> N = 16800: (2
3
– 1) = 2400 nu
Gen có A : G = 3 : 7 => A = (3 : 7)G
A + G = N:2 = 2400:2 = 1200 nu
(3 : 7)G + G = 1200 hay 10G = 8400
Số lượng từng loại nu của gen
G = X = 8400 : 10 = 840 nu
HÙNH VĂN LỰC
Σ lk hyđrô bị phá vỡ = (2
x
– 1) . H
Σ lkht hình thành =(2
x
– 1)(N – 2)
2
A = T = 1200 – 840 = 360 nu
Số liên kết hyđrô của gen.
H = 360 x 2 + 840 x 3 = 3240
Vậy nếu gen nhân đôi 3 lần liên tiếp thì
* Số liên kết hyđro bị phá vỡ:
(2
3
- 1). 3240 = 22680 liên kết

* Số lk hyđro hình thành
2
3
. 3240 = 25920 liên kết
2. Số lk hóa trị được hình thành: (2
3
– 1) (2400 – 2) = 16786 liên kết
Dạng 3: Tính thời giang nhân đôi của gen.
Trong quá trình nhân đôi của gen, có thể xem sự lk các nu của mt vào 2 mạch
khuôn là đồng thời. Có nghĩa khi mạch này lk được bao nhiêu nu của mt thì mạch còn lại
của gen lk được bầy nhiêu nu của mt.
1. Tốc độ nhân đôi của gen:
Tốc độ nhân đôi của gen được tình bằng số nu của mt lk vào một mạch khuôn
của gen trong 1 giây.
2. Thời gian tự nhân đôi của gen:
Có thể tình thời gian tính thời gian tự nhân đôi của gen bằng 1 trong 2 cách sau
đây:
- Thời gian tự nhân đôi của gen bằng số nu trên 1 mạch gen chia cho số nu
lk được trên 1 mạch trong 1 giây.
- Thời gian tự nhân đôi của gen bằng tổng số nu của gen chia cho số nu lk
được trên 2 mạch khuôn của gen trong 1 giây.
Thí dụ: Một gen có chiều dài o,51μm tự nhân đôi một lần. thời gian để tách và lk
các nu của mt của 1chu kì xoắn là 0,05 giây. Biết tốc độ lắp ghép các nu điều nhau. Tính
tốc độ nhân đôi và thời gian nhân đôi của gen.
Giải
Hoàn thành việt nhân đôi của một chu kì xoắn, mổi mạch gốc của gen lk được 10
nu mất thời gian là 0,05 giây.
Vậy tốc độ nhân đôi của gen là:
10 : 0,05 = 200 nu/giây
Mổi mạch của gen có:

0,51 x 10
4
: 3,4 =1500 nu
Thời gian tự nhân đôi của gen:
1500 : 200 = 7,5 giây
PHẦN II: ARN VÀ CƠ CHẾ SAO MÃ
Dạng 1: Tính số lượng ribônuclêôtit của phân tử ARN
Phân tử ARN được tổng hợp từ một mạch của gen theo nguyên tắc bổ sung. Vì vậy
sô ribônu (rN) của phân tử ARN bằng số nu trên một mạch của gen đã tổng hợp ra ná.
rN = rA + rU + rG + rX = N/2
- Tương quan giữa số lượng từng loại ribônu của phân tử ARN với số lượng từng loại nu
của gen:
Theo nguyên tắc bổ sung và dựa vào cơ chế sao mã, ta có:
rA = T
mạch gốc
; rU = A
mach gốc

HÙNH VĂN LỰC
3
rX = G
mạch gốc
; rG = X
mach gốc

Ta có: A
gen
= T
gen
= A

gốc
+ A
bổ sung
= A
gốc
+ T
gốc
Mà A
gốc
= rU và T
gốc
= rA
=>
Với cách biện luận tương tự ta có
- Tương quan giữa tỷ lệ % từng loại ribônu của phân tử ARN với tỷ lệ % từng loại nu của
gen:
Do %A = %T = (%A
gốc
+ %T
gốc
):2

Và %G = %X = (%G
gốc
+ %X
gốc
):2

Nên %A = %T = (%rU + %rA):2

%G = %X = (%rG + %rX):2
Thí dụ 1: Một gen dài 0,51μm. Trên 1 mạch của gen có 150 A và 450 T. Trên mạch 2
của gen có 600 G.
Tính số lượng và tỷ lệ % từng loại ribônu của phân tử mARN được tổng hợp
nếu mạch 1 của gen là gốc sao mã.
Giải
Số lượng nu trên mổi mạch của gen bằng số lượng ribônu của phân tử ARN:
N/2 = rN = L/3,4 = 0,51. 10
4
/ 3,4 = 1500
Theo đề bài, ta có:
A
1
= T
2
= 150 nu = (150/1500).100% = 10%
T
1
= A
2
= 450 nu = (450/1500).100% = 30%
X
1
= G
2
= 600 nu = (600/1500).100% = 40%

=> G
1
= X

2
= 100% - (10% + 40% + 30%) = 20%

= 20% x 1500 = 300nu
Vậy nếu mạch một của gen là mạch gốc thực hiện sao mã thì số lượng và tỉ lên của từng
loai
m
ARN là:
Mạch gốc
m
ARN Số lượng %
A
1
=
r
U = 150 = 10%
T
1
=
r
A = 450 = 30%
X
1
=
r
G = 600 = 40%
G
1
=
r

X = 300 = 20%
HÙNH VĂN LỰC
A
gen
= T
gen
= rU + rA
G
gen
= X
gen
= rG + rX
4
Thí dụ 2: Phân tử ARN có 18% U và 34% G. Mạch gốc của gen điều khiển tổng hợp
phân tư ARN có 20% T
1. Tính tỷ lệ % tường loại nu của gen đã tổng hợp phân tử ARN nói trên.
2. Nếu gen đó dài 0,408μm thì số lượng từng loại nu của gen và số lượng từng
loại Ribônu của phân tử ARN là bao nhiêu ?
Giải
1. Tỷ lệ % từng loại nu của gen:
Theo đề bài. Phân tử ARN có:
rU = 18% ; rG = 34%
T
1
= rA = 20% = A
2
 rX = 100% - (18% + 35% + 20%) = 28%
Dựa vào nguyên tắc bổ sung, tỉ lệ % của từng loại gen đã tổng hợp phân tử
ARN là:
A = T = (%rU + %rA)/2 = (18%+ 20%)/2 = 19%

G = X = (%rG + % rX)/2 = (34% + 28%)/2 = 31%
2. Số lượng từng loại nu của gen và ribônu của ARN:
a. Xét gen :
Số lượng nu của gen :
(0,408 . 10
4
. 2)/34 = 2400 nu
Gen có :
A = T = 19% . 2400 = 456 nu.
G = X = 31% . 2400 = 744 nu.
b. Xét phân tử ARN :
Phân tử ARN có : = N/2 = 2400 : 2 = 1200 ribônu
Số lượng tường loại ribônu của phân tử ARN là:
rU = 18% . 1200 = 216 ri bônu
rA = 20% . 1200 = 240 ribônu
rG = 34% . 1200 = 408 ribônu
rX = 28% . 1200 = 336 ribônu
Dạng 2 : Tính chiều dài, khối lượng và số liên kết hóa trị của phân tử ARN.
1. Tính chiều dài của phân tử ARN :
Do được sao chép từ một mạch của gen nên chiều dài của phân tử ARN bằng
chiều dài của gen tổng hợp ra nó.
L
ARN
= L
gen
= N : 2 . 3,4A
0
= rN . 34A
0

2. Khối lượng của phân tử ARN:
Do số ribônu của phân tử ARN băng ½ số nu của gen nên khối lượng của phân tử
ARN bằng ½ khối lượng của gen tổng hợp ra nó.
Một nu và một ribônu đều có khối lượng trung bình là 300 đơn vị cacbon.
Nếu goi M là khối lượng được tính bằng đơn vị cacbon.
M
ARN
= rN . 300 = N : 2 . 300 = M
gen
:2
=>
HÙNH VĂN LỰC
rN = N : 2 = M
ARN
:300
5

3. Tính số LKHT giữa đường và axit
ΣLKHT
ARN
= 2rN -1 = N - 1
Thí dụ : phân tử ARN thông tin có A = 2U = 3G = 4X và có khối lượng 27 . 10
4
dvc
1. Tính chiều dài của gen tổng hợp nên
m
ARN là bao nhiêu?
2. Tính số lượng của từng loại nu.
3. Phân tử
m

ARN nói trên có bao nhiêu liên kết hóa trị giữa đường với axit?
4. Khi gen đó nhân đôi 3lần thì số nu môi trường cung cấp là bao nhiêu ?
Biết môi ribônu có khối lượng trung bình là 300dvc
Giải
1. Chiều dài của gen :
Số lượng ribônu của phân tử
m
ARN :
rN = 27 . 10
4
: 300 = 900 ribônu
Chiều dài của gen = chiều dài của phân tử
m
ARN mà nó tổng hợp
900 x 34 A
0
= 3060 A
0

2. Số lượng từng loại ribônu của phân tử
m
ARN:
Phân tử
m
ARN có: rA = 2rU = 3rG = 4rX
Nên rU = rA/2 : rG = rA/3 và rX = rA/4
rA + rU + rG + rX = 900
rN = rA + rA/2 + rA/3 + rA/4 = 900
25rA = 10800
Vậy số lượng từng loại ribônu là

rA = 10800 : 25 = 432 ribônu
rU = 432 : 2 = 216 ribônu
rG = 432 : 3 = 144 ribônu
rX = 432 : 4 = 108 ribônu
3. Số liên kết hóa trị
2rN -1 = (2 x 900) – 1 = 1799 lk
4. Số lượng từng loại nu môi trường cung cấp
Số lượng từng loại nu của gen:
A = T = rU + rA = 432 + 216 = 648 nu
G = X = rG = rX = 144 + 108 = 252 nu
Số nu từng loại của môi trường cung cấp khi gen nhân đôi 3 lần:
A = T = ( 2
3
– 1) . 648 = 4536 nu
G = X = ( 2
3
– 1) . 252 = 1764 nu

HÙNH VĂN LỰC
6
HÙNH VĂN LỰC
7