Chuyên đề Bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học Lớp 9: ADN và gen

 trường cung cấp
 Amt = Tmt = (2x – 1).A
 Gmt = Xmt = (2x – 1).G
Tỉ lệ % từng loại Nu do môi trường cung cấp luôn bằng tỉ lệ % từng loại Nu trong gen
Dạng 5: Tính số Liên kết Hyđrô bị phá vỡ và số LK hoá trị bị phá vỡ và được hình thành trong quá trình tự nhân đôi của gen 
- Tổng số LK hyđrô bị phá = (2x – 1). H
- Tổng số LK hyđrô được hình thành = 2x . H
- Tổng số LK hoá trị được hình thành = (2x – 1). (N – 2)
2. Bài tập vận dụng
* Bài 1: Trên mach thứ nhất của gen có 10% A và 35 % G, trên mạch thứ hai có 25%A và 450 G
- Tính tỉ lệ % và số lượng từng loại Nuclêôtit ttrên mỗi mạch và cả gen
* Bài 2: Một gen có chu kỳ soắn là 90 vòng và có A = 20%. Mạch 1 của gen có A= 20 và T = 30%. Mạch 2 của gen có G = 10% và X = 40%. 
Tính chiều dài và khối lượng của gen
Tính số lượng từng loại Nu trên mỗi mạch và của cả gen
* Bài 3: Một gen có khối lượng là 9.105 đvC và có G – A = 10%. Tính chiều dài gen và số lượng tỉ lệ % của từng loại Nu của gen
* Bài 4: Một gen dài 0,408 Micômet. Mạch 1 có A = 40%, gấp đôi số A nằm trên mạch 2. Tính số liên kết hoá trịn và số liên kết hyđrô của gen?
* Bài 5: 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 tạo ra gấp 8 lần số mạch đơn của gen mẹ ban đầu. 
a. Tính số lần tái sinh 
b. Tính tỉ lệ % và số lượng từng loại nu của gen
* Bài 6: Gen nhân đôi 4 lần đã lấy của môi trường nội bào 36000 nu trong đó có 10800 G. tính số lượng và tỉ lệ % từng loại nu của gen
* Bài 7: Một gên nhân đôi liên tiếp 3 lần đã lấy của môi trường nội bào 16800 Nu. Gen có tỉ lệ A: G = 3 : 7
a. Tính số LK hiđrrô bị phá vỡ và được hình thành 
b. Tính số LK hoa strị được hình thành
* Bài 8: Một gen có chiều dài 0,51 Mỉcômet tự nhân đôi một số lần. Thòi gian tách và liên kết các Nu của môi trường của một chu ki xoắn là 0,05 giây. Biết tốc độ lắp ghép đều nhau. Tính tốc đọ nhân đôi và thời gian nhân đôi của gen
ARN
I. CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG VÀ CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARN 
1. Cấu trúc ARN
- ARN là một loại axit nuclêic, được cấu tạo từ các nguyên tố hoá học chủ yếu là: C, H, O, N và P
- ARN thuộc loại đại phân tử có kích thước và khối lượng lớn nhưng nhỏ hơn nhiều so với ADN
- ARN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân. Đơn phân là nuclêôtít, mỗi nuclêôtít có khối lượng trung bình là 300 đvC và kích thước trung bình là 3,4 Ao
- Các loại nuclêôtít liên kết với nhau theo chiều dọc bằng liên kết hoá trị hình thành nên chuỗi pôlinuclêôtít
- Bốn loại nuclêôtít sắp xếp với thành phần, số lượng và trình tự sắp xếp khác nhau tạo cho ARN có tính đa dạng và tính đặc trưng
- Phân loại: Có 3 loại ARN :
 	+ ARN thông tin (mARN): chiếm khoảng 5 - 10% lượng ARN trong tế bào, có cấu tạo một mạch thẳng không cuộn xoắn, có khoảng 600 - 1500 đơn phân, có chức năng là bản sao thông tin di truyền về cấu trúc của phân tử Prôtêin được tổng hợp từ ADN tới ribôxôm trong tế bào chất
 	+ ARN vận chuyển (tARN): Chiếm khoảng 10 - 20% , cũng có cấu trúc một mạch nhưng cuộn lại theo kiểu đặc trưng. Trong mạch, một số đoạn các cặp bazơ nitơ liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung A - U và G - X , một số đoạn tạo thành thuỳ tròn, một trong các thuỳ tròn mang bộ ba đối mã, đầu tự do của ARN mang axitamin, có chức năng vận chuyển axitamin dến ribôxôm để tổng hợp prôtêin
 	+ ARN ribôxôm (rARN): chiếm khoảng 70 - 80 %, cũng có cấu trúc một mạch , có chức năng tham gia cấu tạo của ribôxôm 
2. Cơ chế tổng hợp ARN (Cơ chế sao mã hoặc phiên mã)
 	- Quá trình tổng hợp ARN diễn ra trong nhân tế bào tại các NST ở kì trung gian của quá trình phân bào khi NST ở trạng thái sợi mảnh duỗi xoắn
- Dưới tác dụng của enzim hai mạch đơn của ADN tháo xoắn và tách dần nhau ra đồng thời các nuclêôtít trong môi trường nội bào vào liên kết với các nuclêôtít trên một mạch đơn làm khuân của ADN theo nguyên tắc bổ sung (A mạch gốc liên kết với U, G mạch gốc liên kết với X, T mạch gốc liên kết với A, X mạch gốc liên kết với G). 
Kết quả tạo ra 1 phân tử ARN, sau đó hai mạch đơn của ADN kết hợp trở lại với nhau.
 	+ Nếu phân tử ARN tạo thành là mARN thì đi ra khỏi nhân vào tế bào chất tới ribôxôm chuẩn bị cho quá trình tổng hợp prôtêin
 	+ Nếu phân tử ARN tạo thành là tARN và ribôxôm thì được hoàn thiện về mặt cấu tạo trước khi ra khỏi nhân
* ý nghĩa: 
	+ Quá trình tổng hợp ARN chính là cơ chế sao mã của gen, truyền thông tin di truyền từ nhân ra tế bào chất, thực hiện quá trình tổng hợp prôtêin 	
+ Sự tổng hợp ARN đảm bảo cho gen cấu trúc sao mã chính xác đảm bảo quá trình dịch mã ở tế bào chất, cung cấp các prôtêin cần thiết cho tế bào
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
1. Các công thức tính
Dạng 1: Tính số lượng , % từng loại Nu của ARN
 	Theo NTBS: Agốc = UARN, Tgốc = AARN , Ggốc = XARN, Xgốc = GARN 
 rA + rT + rG + rX = rN = 
Suy ra Agen = Tgen = rA + rU và Ggen = Xgen = rG + rX 
 % A gen = % T gen = = 
 % G gen = % X gen = = 
Dạng 2: Tính chiều dài số vòng xoắn và khối lượng của ADN
- Tính chiều dài của gen
 Lgen = L1 mạch = LARN = . 3,4 Ao ( 1 Ao = 10-4 Micrômet)
- Tính khối lượng: 
 MARN = rN . 300 đvC = .300 đvC
Dạng 3: Tính số liên kết hoá trị trong phân tử ARN
- Tính số liên kết hoá trị giữa đường và axit bằng tổng số nuclêôtit một mạch của gen trừ đi 1 
 Tổng số LKHT = N – 1
Dạng 4: Tính số ri bô Nu do môi trường cung cấp và số lần sao mã của gen
- Tổng số ribônu do môi trường cung cấp = k. rN = k. 
 trong đó k là số lần sao mã
 N là số Nu của gen
- Số lượng từng loại Nu do môi trường cung cấp
 rA mt = k . rA = k. Tgốc
 rUmt = k . rU = k. Agốc
 rG mt = k . rG = k. Xgốc
 rX mt = k . rX = k. Ggốc
- Số lần sao mã của gen : k = (rN môi trường) : (rN của 1 ARN)
Dạng 5: Tính số Liên kết Hyđrô của gen và số LK hoá trị của ARN trong quá trình sao mã của gen 
- Tổng số LK hyđrô bị phá = k. H
- Tổng số LK hyđrô được hình thành = H
- Tổng số LK hoá trị được hình thành = k.(rN – 1)
2. Bài tập vận dụng
* Bài tập 1: Một gen có chiều dài 0,51 micrcômet, trên mạch 1 của gen có A = 150, T = 450, mạch 2 có G = 600. Tính số lượng và tỉ lệ % của từng loại ribô nu của phân tử mARN được tổng hợp nếu mạch 1 làm gốc
* Bài tập 2: Phân tử ARN có U = 18%, G= 34%, mạch gốc của gen có T = 20%
a. Tính thỉ lệ % của từng loại nuclêôtit của gen tổng hợp phân tử ARN
b. Nếu gen đó dài 0,408 micrômet thì số lượng từng loại nu của gen và số lượng từng loại ribônu của ARN là bao nhiêu
* Bài tập 3: phân tử mARN thông tin có A = 2U = 3G = 4X và có khối lượng 27.104 đvC
a. Tính chiều dài gen
b. tính số lượng từng loại ribônu của ARN
c. Tính số liên kết hoá trị trong mARN
d. Khi gen nhân đôi 3 lần thì số lượng từng loại nu môi trường cung cấp là bao nhiêu?
* Bài tập 4: Hai gen đều có chiều dài 4080Ao
1. Gen thứ nấht có 3120 LK hiđrô, mạch 1 có A = 120 và G = 480. Tính số lượng ribôNu môi trường cung cấp cho gen sao mã 1 lần
2. Gen 2 có A – G = 20%. Trên mạch gốc có A = 300, G = 210. Trong quá trình sao mã của gen, môi trường đã cung cấp 1800U.
a. Tính số lượng từng loại ribônu của ARN
b. Xác định số lần sao mã
c. Tính số lượng từng loại ribônu môi trường cung cấp để phục vụ cho qua strình sao mã của gen
* Bài tập 5: Gen sao mã một số lần và đa xlấy của môi trường 9048 ribônu. Trong qua strình đó có 21664 LK hiđrô bị phá vỡ. Trong mỗi phân tử ARN được tổng hợp có 2261 LK hoá trị.
A, Tính số lần sao mã
b. Tính số lượng từng loại nu của gen
c. Trong các phân tử ARN được tổng hợp có bao nhiêu LK hoá trị được hình thành
PRÔTÊIN
I. CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG, TÍNH ĐẶC TRƯNG VÀ ĐA DẠNG CỦA PRÔTÊIN - CƠ CHẾ TỔNG HỢP PRÔTÊIN
1. Cấu trúc Prôtêin
a. Cấu tạo hoá học:
- Là hợp chất hữu cơ gồm 4 nguyên tố cơ bản C, H, O, N ngoài ra còn có thêm S và P
- Thuộc loại đại phân tử có kích thước dài tới 0,1 micrômét, khối lượng có thể đạt tới 1,5 triệu đvC
- Được cấu tạo theo nguyen tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân. Đơn phân là axitamin, có hơn 20 loại axitamin. Mỗi loại axitamin có khối lượng trung bình là 110 đvC, kích thước trung bình là 3 Ao và có 3 thành phần: 
 + Một nhóm amin (- NH2)
 + Một nhóm cacbôxil (- COOH)
 + Một gốc cácbon (- R)
- Các axitamin liên kết với nhau bằng liên kết peptit là liên kết giữa nhóm amin của axitamin này với nhóm cacbôxil của axitamin kế tiếp và giải phóng ra môi trường một phân tử nước
- Từ hơn 20 loại axitamin đã tạo nên khoảng 1014 – 1015 loại prôtêin đặc trưng cho mỗi loài, các phân tử prôtêin phân biệt với nhau bởi số lượng, thành phần, trình tự sắp xếp các axitamin.
b. Cấu trúc không gian:
Prôtêin có 4 bậc cấu trúc cơ bản:
- Cấu trúc bậc 1: là trình tự sắp xếp các axitamin trong chuỗi pôlipeptit
- Cấu trúc bậc 2: là chuỗi axitamin tạo các vòng xoắn lò xo đều đặn
- Cấu trúc bậc 3: là hình dạng không gian 3 chiều của prôtêin do cấu trúc bậc 2 cuộn xếp theo kiêu đặc trưng cho từng loại prôtêin
- Cấu trúc bậc 4: là cấu trúc của một số loại prôtêin gồm hai hay nhiều chuỗi axitamin cùng loại hay khác loại liên kết với nhau
2. Chức năng của prôtêin
- Là thành phần cấu tạo chủ yếu chất nguyên sinh hợp phần quan trọng xây dựng nên các bào quan và màng sinh chất từ đó hình thành nên các đặc điểm giải phẫu , hình thái của các mô, cơ quan, hệ cơ quan và cơ thể
- Là chất xúc tác các phản ứng sinh hoá: Bản chất của enzim là các prôtêin, mỗi loại enzim tham gia vào một phản ứng xác định
- Có chức năng điều hoà các quá trình trao đổi chất trong tế bào và cơ thể; Bản chất các hoocmon là các prôtêin
- Hình thành kháng thể có chức năng bảo vệ cơ thể chống lại vi khuẩn xâm nhập gây bệnh
- Tham gia vào chức năng vận động của tế bào và cơ thể
- Phân giải prôtêin tạo năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của tế bào và cơ thể
3. Tính đặc trưng và đa dạng của Prôtêin
- Prôtêin đặc trưng bởi số lượng, thành phần, trình tụe sắp xếp các axitamin trong chuỗi pôlipeptit, từ hơn 20 loại axitamin đã tạo nên khoảng 1014 – 1015 loại prôtêin đặc trưng và da dạng cho mỗi loài sinh vật
- Đặc trưng bởi số lượng thành phần trình tự phân bố các chuỗi pôlipeptit trong mỗi phân tử prôtêin
- Đặc trưng bởi các kiểu cấu trúc không gian c