Công thức về cấu trúc ADN và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất

Công thức về cấu trúc ADN và cách giải các dạng bài tập

I. Tính số nucleotit của ADN hoặc gen

1. Đối với mỗi mạch của gen

- Trong ADN, 2 mạch bổ sung nhau, nên số nu và chiều dài của 2 mạch bằng nhau

A₁ + T₁ + G₁ + X₁ = A₂ + T₂ + G₂ + X₂ =

- Trong cùng một mạch, A và T cũng như G và X, không liên kết bổ sung nên không nhất thiết phải bằng nhau.

- Sự bổ sung chỉ có giữa 2 mạch: A của mạch này bổ sung với T của mạch kia, G của mạch này bổ sung với X của mạch kia . Vì vậy, số nu mỗi loại ở mạch 1 bằng số nu loại bổ sung mạch 2.

A₁ = T₂; T₁ = A₂; G₁ = X₂; X₁ = G₂

2. Đối với cả 2 mạch

- Số nu mỗi loại của ADN là số nu loại đó ở cả 2 mạch:

A = T = A₁ + A₂ = T₁ + T₂ = A₁ + T₁ = A₂ + T₂

G = X = G₁ + G₂ = X₁ + X₂ = G₁ + X₁ = G₂ + X₂

- Chú ý: Khi tính tỉ lệ %

$$\begin{gathered} \mathbf{\%}\mathit{A}\mathbf{=}\mathbf{\%}\mathit{T}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\%}\mathbf{A}\mathbf{1}\mathbf{+}\mathbf{\%}\mathbf{A}\mathbf{2}}{\mathbf{2}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\%}\mathbf{T}\mathbf{1}\mathbf{+}\mathbf{\%}\mathbf{T}\mathbf{2}}{\mathbf{2}} \\ \mathbf{\%}\mathit{G}\mathbf{=}\mathbf{\%}\mathit{X}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\%}\mathbf{G}\mathbf{1}\mathbf{+}\mathbf{\%}\mathbf{X}\mathbf{1}}{\mathbf{2}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\%}\mathbf{G}\mathbf{2}\mathbf{+}\mathbf{\%}\mathbf{X}\mathbf{2}}{\mathbf{2}} \end{gathered}$$

* Ghi nhớ: Tổng 2 loại nu khác nhóm bổ sung luôn luôn bằng nửa số nu của ADN hoặc bằng 50% số nu của ADN : Ngược lại nếu biết:

+ Tổng 2 loại nu = $\frac{\mathbf{N}}{\mathbf{2}}$ hoặc bằng 50% thì 2 loại nu đó phải khác nhóm bổ sung

+ Tổng 2 loại nu khác = $\frac{\mathbf{N}}{\mathbf{2}}$ hoặc khác 50% thì 2 loại nu đó phải cùng nhóm bổ sung

3. Tổng số nu của ADN (N)

- Tổng số nu của ADN là tổng số của 4 loại nu A + T + G + X. Nhưng theo nguyên tắc bổ sung (NTBS), ta có: A = T , G = X. Vì vậy , tổng số nu của ADN được tính là :

N = 2A + 2G = 2T + 2X hay N = 2(A+ G)

Do đó A + G = $\frac{\mathbf{N}}{\mathbf{2}}$ hoặc %A + %G = 50%

4. Tính số chu kì xoắn (C)

- Một chu kì xoắn gồm 10 cặp nu = 20 nu. khi biết tổng số nu (N) của ADN:

$\mathit{N}\mathbf{=}\mathit{C}\mathbf{\times }\mathbf{20}\mathbf{\to }\mathit{C}\mathbf{=}\frac{\mathbf{N}}{\mathbf{20}}\mathbf{;}\mathbf{ }\mathit{C}\mathbf{=}\frac{\mathbf{L}}{\mathbf{12}}$

5. Tính khối lượng phân tử ADN (M)

- Một nu có khối lượng trung bình là 300 đvc. khi biết tổng số nu suy ra

M = N × 300 đvc

6. Tính chiều dài của phân tử ADN (L)

- Phân tử ADN là 1 chuỗi gồm 2 mạch đơn chạy song song và xoắn đều đặn quanh 1 trục, vì vậy chiều dài của ADN là chiều dài của 1 mạch và bằng chiều dài trục của nó. Mỗi mạch có $\frac{\mathbf{N}}{\mathbf{2}}$ nuclêôtit, độ dài của 1 nu là 3,4 Å

$\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{4}$ Å$\mathbf{\to }\mathit{N}\mathbf{=}\frac{\mathbf{L}\mathbf{\times }\mathbf{2}}{\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{4}}$

- Đơn vị thường dùng:

+ 1 micromet = 10⁴ angstron (Å)

+ 1 micromet = 10³ nanomet (nm)

+ 1 mm = 10³ micromet = 10⁶ nm = 10⁷ Å

II. Tính số liên kết Hiđrô và liên kết Hóa Trị Đ – P

1. Số liên kết Hiđrô (H)

+ A của mạch này nối với T ở mạch kia bằng 2 liên kết hiđrô

+ G của mạch này nối với X ở mạch kia bằng 3 liên kết hiđrô

- Vậy số liên kết hiđrô của gen là:

H = 2A + 3 G hoặc H = 2T + 3X

2. Số liên kết hoá trị (HT)

a) Số liên kết hoá trị nối các nu trên 1 mạch gen: $\frac{\mathbf{N}}{\mathbf{2}}$ – 1

- Trong mỗi mạch đơn của gen , 2 nu nối với nhau bằng 1 liên kết hoá trị, 3 nu nối nhau bằng 2 liên kết hoá trị, ... $\frac{\mathbf{N}}{\mathbf{2}}$ nu nối với nhau bằng $\frac{\mathbf{N}}{\mathbf{2}}$ – 1 liên kết hóa trị

b) Số liên kết hoá trị nối các nu trên 2 mạch gen: $\mathbf{2}(\frac{N}{2}-1)$

c) Số liên kết hoá trị đường – photphát trong gen (HT Đ – P)

- Ngoài các liên kết hoá trị nối giữa các nu trong gen thì trong mỗi nu có 1 lk hoá trị gắn thành phần của H₃PO₄ vào thành phần đường . Do đó số liên kết hoá trị Đ – P trong cả ADN là:

$\mathit{H}{\mathit{T}}_{\mathbf{Đ}\mathbf{-}\mathbf{P}}\mathbf{=}\mathbf{2}(\frac{N}{2}-1)\mathbf{+}\mathit{N}\mathbf{=}\mathbf{2}\mathbf{(}\mathit{N}\mathbf{-}\mathbf{1}\mathbf{)}$

III. Bài tập vận dụng

Bài 1: Dựa vào nguyên tắc bổ sung, hãy xác định trình tự các nuclêôtit của mạch còn lại trong các trường hợp sau đây:

1. ATTGXAATTGGGXXAT

2. AGGGAGGTGGXXGATATAG

3. XTXXTTXTXAGATGTXGATXTTGGAGT

Bài 2: Một gen có chiều dài là 5100Å, số nuclêôtit loại Ađênin chiếm 20%. Hãy xác định:

1. Tổng số nuclêôtit của gen.

2. Khối lượng phân tử của gen.

3. Số lượng từng loại nuclêôtit trên gen.

4. Tính tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit của gen trên.

5. Số liên kết hiđrô của gen.

6. Số chu kì xoắn của gen.

7. Số liên kết hóa trị trên mỗi mạch và trên phân tử ADN.

Bài 3: Một gen của sinh vật nhân sơ có Guanin chiếm 20% tổng số nuclêôtit của gen. Trên một mạch của gen này có 150 Ađênin và 120 Timin.

1. Tính số liên kết hiđrô của gen.

2. Tính chiều dài gen.

Bài 4: Trong tế bào nhân sơ, xét một gen dài 4080Å có 560 Ađênin. Mạch đơn thứ nhất của gen có 260 Ađênin và 380 Guanin.

1. Tính số lượng từng loại nuclêôtit trên gen.

2. Tính số lượng từng loại nuclêôtit trên mạch mang mã gốc của gen.

Bài 5: Phân tích thành phần hóa học của một axit nuclêic cho thấy tỉ lệ các loại nuclêôtit A = 20%; G = 35%;T = 20% và số lượng X = 150.

1. Axit nuclêic này là ADN hay ARN? Cấu trúc mạch đơn hay kép?

2. Tính số liên kết hóa trị trên axit nuclêôtit trên.

3. Tính chiều dài axit nuclêôtit trên.

Bài 6: Trên một mạch của gen có A = 150, T = 120. Gen nói trên có X = 20% tổng số nuclêôtit. Tính số liên kết hiđrô của gen.

Bài 7: Một gen có chiều dài 0,306µm và trên 1 mạch đơn của gen có X = 35%, G = 25%. Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen.

Bài 8: Một gen có chiều dài của một mạch là 0,2346µm thì số liên kết hóa trị giữa các đơn phân trên mỗi mạch là bao nhiêu?

Bài 9: Một gen có chiều dài 0,408µm. Tỉ lệ các loại nuclêôtit trên mạch đơn thứ nhất của gen theo thứ tự là

A : G : X : T = 8 : 4 : 2 : 1.

1. Tính số lượng từng loại nuclêôtit trên mỗi mạch đơn và trên toàn phân tử ADN.

2. Tính tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trên mỗi mạch đơn và trên toàn phân tử ADN.

Bài 10: Một gen dài 0,51µm có số nuclêôtit loại A chiếm 20%. Trên mạch 1 của gen có A = 200 nuclêôtit, trên mạch 2 của gen có G = 500 nuclêôtit.

1. Tính số nuclêôtit của gen.

2. Tính số lượng từng loại nuclêôtit trên mỗi mạch đơn và trên toàn phân tử ADN.

3. Tính số chu kì xoắn và khối lượng của ADN.

Bài 11: Tổng số liên kết hiđrô của gen là 1300, trong gen có nuclêôtit A = 20% tổng số nuclêôtit.

1. Xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen.

2. Có bao nhiêu liên kết cộng hóa trị giữa các nuclêôtit trong gen.

3. Tính chiều dài của gen theo nanomet.

Bài 12: Một gen có số liên kết hiđrô là 3120 và số liên kết hóa trị là 4798. Tính:

1. Chiều dài của gen.

2. Số nuclêôtit mỗi loại của gen.

Bài 13*: Một gen dài 0,357µm. Hãy tìm số nuclêôtit mỗi loại của gen trong các trường hợp sau:

1. Số nuclêôtit loại A nhiều hơn số nuclêôtit loại khác là 20% tổng số nuclêôtit của gen.

2. Tổng 2 loại nuclêôtit bằng 90% tổng số nuclêôtit của gen.

3. Tích số phần trăm giữa A với một nuclêôtit loại khác nhóm bổ sung là 5,25% (với T < X).

4. Hiệu số phần trăm giữa G và một nuclêôtit loại khác là 20%.

5. Gen có tỉ lệ A : G = 3 : 7.