Cấu tạo và chức năng của ADN và gen

TÀI LIỆU CỦA KYS – ÔN THI THPT 2018
CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA ADN VÀ GEN
ADN là đại phân tử hữu cơ cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, các đơn phân là các nucleotit.
ADN gồm hai chuỗi polinucleotit liên kết với với nhau theo nguyên tắc bổ sung. Chức năng của ADN
là mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.

I. ADN
1. Cấu tạo hóa học của ADN
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  C5 H10 O 4 



1 gốc Axit photphoric  H 3 PO 4 

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  C5 H10 O 4  của nucleotit này với gốc axit photphoric

 H 3PO 4  của nucleotit khác .

BẠN CÓ MUỐN NHẬN THÊM CÁC TÀI LIỆU,
KINH NGHIỆM & KẾ HOẠCH HỌC TẬP TỪ KYS?
Hãy để lại thông tin tại link dưới đây, Kys sẽ hỗ trợ bạn miễn phí

bit.ly/nhantailieukys

Tài Liệu của Kys – Chia sẻ tài liệu & đề thi chất lượng

THPT 2018 | Trang 1


Hình 1: Cấu tạo của một chuỗi polinucleotit
2. Cấu trúc không gian của phân tử ADN
Mỗi phân tử ADN gồm có hai chuỗi polinucleotit song song ngược chiều nhau( chiều 3'

5' và chiều 5'

3') . Các nucleotit của hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung.
- A – T liên kết với nhau bằng 2 liên kết H
- G - X liên kết với nhau bằng 3 liên kết H
Từ hệ quả của nguyên tắc bổ sung thì ta có thể suy ra được số lượng nucleotit và thành phần của nucleotit ở
mạch còn lại.

ĐĂNG KÍ NHẬN TÀI LIỆU TỰ ĐỘNG CẢ NĂM HỌC
Quý Thầy/Cô cần file word và chia sẻ tài liệu đến học sinh
Liên hệ trực tiếp Fanpage: Tài Liệu của Kys
Group học tập chất lượng cho học sinh: Gia Đình Kyser

Tài Liệu của Kys – Chia sẻ tài liệu & đề thi chất lượng

THPT 2018 | Trang 2


Hình 2: Cấu tạo hóa học và cấu trúc không gian của phân tử ADN

Khoảng cách giữa hai cặp bazo là 3,4A0
Một chu kì vòng xoắn có 10 cặp nucleotit ( 20 nucleotit)
Đường kính của vòng xoắn là 20 A0
3. Chức năng của phân tử ADN
ADN có chức năng lưu giữ truyền đạt và bảo quản thông tin di truyền giữa các thế hệ.

II. GEN
Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi pôlipeptit hay ARN.
Từ định nghĩa gen ta thấy :
Gen có bản chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen ,
Nhưng điều kiện đủ để 1 đoạn ADN dược gọi là một gen khi nó mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm
nhất định .
1. Các loại gen :
Gen cấu trúc : mang thông tin mã hoá cho các sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc hay chức năng của tế
bào.
Gen điều hoà : mang thông tin tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động các gen khác.

Tài Liệu của Kys – Chia sẻ tài liệu & đề thi chất lượng

THPT 2018 | Trang 3


2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc
Mỗi gen có hai mạch polinucleotit , nhưng chỉ có mạch gốc ( 3 '

5')mang thông tin mã hóa cho các axit

amin, mạch còn lại được gọi là mạch bổ sung
Mỗi gen mã hóa prôtêin gồm 3 vùng trình tự nuclêôtit

Hình 3: Cấu trúc chung của một gen điển hình
Vùng điều hòa: Nằm ở đầu 3’của gen,mang tín hiệu đặc biệt giúp ARN polimeraza nhận biết và liên kết để
khởi động quá trình phiên mã và chứa trình tự nucleotit điều hòa quá trình phiên mã.
Vùng mã hoá : Mang thông tin mã hóa các axit amin.
Vùng kết thúc nằm ở đầu 5 ' của mạch mã gốc mang tín hiệu kết thúc phiên mã.
3. Phân biệt gen ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực .

Hình 4: Sự khác nhau của vùng mã hóa của SV nhân sơ và SV nhân thực
Gen ở SVNS và SVNT đều có cấu tạo 3 phần như nhau nhưng chúng phân biệt với nhau bởi cấu tạo vùng mã
hóa :


Vùng mã hóa liên tục mã hóa axit amin có ở sinh vật nhân sơ nên được gọi là gen không phân mảnh.

Tài Liệu của Kys – Chia sẻ tài liệu & đề thi chất lượng

THPT 2018 | Trang 4




Vùng mã hóa không liên thục có ở sinh vật nhân thực . Phần lớn các gen của sinh vật nhân thực có

vùng mã hóa không liên tục , các đoạn mã hóa axit amin(exon) và không mã hóa axit amin (intron) xen kẽ
nhau nên được gọi là gen phân mảnh.

III. CÁC CÔNG THỨC LIÊN QUAN ĐẾN CẤU TẠO CỦA ADN.
Tính số lượng các loại nucleotit trong phân tử ADN.
Theo nguyên tắc boror sung ta có : A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro và G liên kết với X bằng 3 liên kết
H

=> A = T; G = X
=> %A = %T; %G = %X.
=> %A+%G = %T+%X=50%.
=> N = A + T + G + X = 2A + 2G = 2 T + 2 X
Tính chiều dài gen:
L=

N  3, 4
2L
=> N =
2
3, 4

Tính số chu kì xoắn: C =

N
=> N = C x 20
20

Tính số liên kết hiđrô của gen: H = 2A + 3G ( lk)
Tính khối lượng phân tử ADN (gen): MADN = N × 300 => N =

M
300

Tính số liên kết phôtphođieste .
Trong phân tử ADN : liên kết PHOTPHODIESTE gồm có liên kết giữa các gốc đường và gốc axit của
cùng một nucleotit và liên kết cộng hóa trị giữa hai nucleotit.
+ Số lượng liên kết HÓA TRỊ giữa các nucleotit: HT = N - 2.
+ Số lượng liên kết giữa các gốc đường và gốc axit trong mỗi nucleotit = N

=> Tổng số liên kết PHOTPHODIESTEcủa ADN: N + (N - 2) = 2N - 2
Ví dụ 1 : 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 chu kỳ xoắn của gen.
4. Số liên kết photphodieste trên mỗi mạch và trên phân tử ADN.
Hướng dẫn giải bài tập.
1. Số nuclêôtit của gen (N) N =

L
 5100 
2 = 
  2 = 3000 (nu)
3, 4
 3, 4 

Tài Liệu của Kys – Chia sẻ tài liệu & đề thi chất lượng

THPT 2018 | Trang 5


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 = %G × N = 3000 × 30% = 900 (nu)
2. Số liên kết hyđrô trên gen
H = 2A + 3G = (2A + 2 G) + G = Nu + G = 3000 + 600 = 3600
3. Số chu kỳ xoắn =

N
3000
=
= 1500.
20
20

4. Số liên kết photphodieste
Trên mỗi mạch = N - 1 = 2999.
Trên phân tử ADN = 2N-2 = 5998.
Bài tập tự giải
Bài 1. Một gen có chiều dài là 4080 A0, số nuclêôtit loại Adenin chiếm 20%.
1. Xác định số lượng từng loại nuclêôtit trên gen.
2. Xác định số liên kết hydro của gen
3. Xác định số ribonucleotit trên mARN do gen phiên mã
4. Xác định số chu kỳ xoắn của gen.
5. Xác định số liên kết photphodieste trên mỗi mạch và trên phân tử ADN.
Đáp án
1 . A = T = 480 ; G = X = 720
2. 3120 liên kết H
3. 1200 ribonucleotit
4. 120 chu kì xoắn
Bài 2. Một gen có 3120 liên kết hiđrô và có 480 Adenin.
1. Tính số lượng và tỷ lệ nuclêôtit của mỗi loại của gen.
2. Xác định chiều dài gen.
3. Xác định số liên kết hóa trị giữa các nucleotit.
Đáp án
1. G = X = 720; 30% và A = T = 480 ; 20% .
2. L : 4080 A0
3. 2398 liên kết

Tài Liệu của Kys – Chia sẻ tài liệu & đề thi chất lượng

THPT 2018 | Trang 6