Các dạng bài tập Sinh học 12 ôn thi THPT Quốc gia chọn lọc, có lời giải

Với mục đích giúp học sinh có thêm tài liệu ôn luyện môn Sinh học để chuẩn bị ôn thi THPT Quốc gia năm 2022, VietJack biên soạn bộ tài liệu Các dạng bài tập Sinh học 12 ôn thi THPT Quốc gia chọn lọc, có lời giải. Tài liệu đầy đủ kiến thức trọng tâm, các dạng bài tập và phương pháp giải chi tiết bài tập trắc nghiệm môn Sinh học có trong đề thi Đại học.

Phương pháp giải bài tập ADN và ARN

1. Bài tập về ADN

Bài 1: Một phân tử ADN có tổng số 60000 nuclêôtit. Hãy xác định chiều dài và số chu kì xoắn của ADN này.

Bạn đang đọc: Các dạng bài tập Sinh học 12 ôn thi THPT Quốc gia chọn lọc, có lời giải

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Một phân tử ADN có tổng số nuclêôtit là N thì số chu kì xoắn ; Chiều dài của ADN (tính theo đơn vị Å).

Giải thích lí thuyết:
– ADN có cấu trúc xoắn kép, trong đó mỗi chu kì xoắn có chiều dài 34 Å và có 10 cặp nuclêôtit. Do đó, cứ 1 cặp nuclêôtit thì tương tự độ dài 3,4 Å .
– Vì vậy, một phân tử ADN có N nuclêôtit thì sẽ có chiều dài

– Một phân tử ADN có N nuclêôtit thì sẽ có số chu kì xoắn

Áp dụng công thức giải nhanh vào bài toán, ta có :
– Chiều dài của ADN này (Å).

– Số chu kì xoắn của ADN (chu kì xoắn).

Ví dụ vận dụng:

Ví dụ 1: Một phân tử ADN có chiều dài 9160 nm. Hãy xác định tổng số nuclêôtit của ADN và số chu kì xoắn của ADN này.

Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :
– Chiều dài của ADN,
– ADN có chiều dài 9160 nm = 91600 Å .
Tổng số nuclêôtit của ADN là (nu).

– Số chu kì xoắn của ADN (chu kì xoắn).

Ví dụ 2: Một gen có 220 chu kì xoắn. Hãy xác định tổng số nuclêôtit và chiều dài của gen này.

Hướng dẫn giải
Gen là một đoạn ADN cho nên vì thế vận dụng công thức giải nhanh của ADN, ta có :
– Chiều dài của ADN, L = số chu kì xoắn x 34 = 220 x 34 = 7480 ( Å ) .
– Tổng số nuclêôtit của ADN là = số chu kì xoắn x 20 = 220 x 20 = 4400 ( chu kì ) .
Bài 2: Một phân tử ADN có tổng số 480000 nuclêôtit và số nuclêôtit loại G chiếm 22% tổng số nuclêôtit của ADN. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại và tổng liên kết hiđrô của ADN này.

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh

Tổng số 2 loại nuclêôtit không bổ sung luôn chiếm 50% tổng số nuclêôtit của ADN. A + G = A + X = T + G = T + X = 50%.

Tổng số liên kết hiđrô của phân tử ADN là = 2A + 3G = Tổng số nuclêôtit của ADN + Gcủa ADN.

Giải thích lí thuyết:

– Vì A + T + G + X = 100 % .
Mà A = T và G = X vì vậy A + T = 2A ; G + X = 2G .
=> A + T + G + X = 2A + 2G = 100 %. => A + G = 50 %
– Trên phân tử ADN mạch kép, A link với T bằng 2 link hiđrô ; G link với X bằng 3 link hiđrô. Do đó, ở đâu có A và T thì ở đó có 2 link hiđrô, ở đâu có G và X thì ở đó có 3 link hiđrô .
=> Số link hiđrô = 2A + 3G .
– H = 2A + 3G = 2A + 2G + G .
Vì 2A + 2G = N .
=> H = N + G .
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :
G = 22 % => A = 50 % – 20 % = 28 % .
– Số nuclêôtit loại A = T = 28 % x 480000 = 134400
– Số nuclêôtit loại G = X = 22 % x 480000 = 105600
– Số link hiđrô của ADN là
H = 2A + 3G = N + G = 480000 + 105600 = 585600 ( link )

Bài 3: Một phân tử ADN có tổng số 310000 nuclêôtit và 390000 liên kết hiđrô. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại của ADN này.

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Một phân tử ADN có tổng số nuclêôtit là N; tổng liên kết hiđrô là H thì số nuclêôtit loại G = H – N; số nu loại A = 1,5N – H.

Giải thích:
a ) Chứng minh G luôn H = N .
Tổng số nuclêôtit của ADN là N = 2A + 2G .
Tổng link hiđrô của ADN là H = 2A + 3G .
Vì vậy, nếu lấy H – N thì ta có : H – N = 2A + 3G – ( 2A + 2G ) = G .
=> Số nuclêôtit loại G luôn = H – N .
b ) Chứng minh A luôn = 1,5 N – H .
N = 2A + 2G => 1,5 N = 3A + 3G .
Do đó, 1,5 N – H = 3A + 3G – ( 2A + 3G ) = A .
=> Số nuclêôtit loại A luôn = 1,5 N – H .
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :
N = 310000 ; H = 390000 .
=> A = T = H – N = 390000 – 310000 = 80000 .
=> G = X = 1,5 N – H = 1,5 x 310000 – 390000 = 465000 – 390000 = 75000 .
Ví dụ vận dụng: Một gen có tổng số 5100 nuclêôtit và 6050 liên kết hiđrô. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen này.

Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :
N = 5100 ; H = 6050 .
=> A = T = H – N = 6050 – 5100 = 950 .
=> G = X = 1,5 N – H = 1,5 x 5100 – 6050 = 7650 – 5100 = 2550 .
Bài 4: Trên mạch một của một phân tử ADN có tỉ lệ . Tỉ lệ này ở mạch thứ hai là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Ở phân tử ADN mạch kép, nếu tỉ lệ hai loại nuclêôtit không bổ sung ở mạch thứ nhất thì tỉ lệ của hai loại nuclêôtit này ở mạch thứ 2 .

Minh họa công thức:

– Nếu Phương pháp giải bài tập ADN và ARN hay, chi tiết thì tỉ lệ

Giải thích:
– Vì hai mạch của ADN link bổ trợ với nhau do đó A của mạch này = T của mạch kia ; G của mạch này = X của mạch kia .
Do đó, A2 + G2 = T1 + X1 ; T2 + X2 = A1 + G1 .
– Ta có

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có tỉ lệ ở mạch .

Ví dụ vận dụng: Trên mạch một của một gen có tỉ lệ Tỉ lệ này ở mạch thứ hai là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải
Gen là một đoạn ADN, do đó vận dụng công thức giải nhanh của ADN, ta có :
Mạch 1 có tỉ lệ thì ở mạch 2, tỉ lệ

Bài 5: Một phân tử ADN có tổng số 24000 nuclêôtit và trên mạch 2 của ADN này có tỉ lệ A : T : G : X = 4 : 6 : 5 : 9. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại ở mạch 2 của ADN này.

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Một phân tử ADN mạch kép có tổng số nuclêôtit là N và trên mạch 1 của ADN có tỉ lệ các loại nuclêôtit A : T : G : X = a : t : g : x, thì số nuclêôtit mỗi loại của mạch 1 là:

Phương pháp giải bài tập ADN và ARN hay, chi tiết

Chứng minh công thức:

– Tổng số nuclêôtit của mạch
– Tỉ lệ A1 : T1 : G1 : X1 = a : t : g : x .

Vận dụng công thức giải nhanh, ta có :

Ví dụ vận dụng:

Ví dụ 1: Một gen có tổng số 2400 nuclêôtit và trên mạch 2 của gen này có tỉ lệ A : T : G : X = 1 : 3 : 4 : 4. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại ở mạch 2 của gen này.

Cách tính:
Vận dụng công thức giải nhanh, ta có :

Ví dụ 2: Một gen có chiều dài 510nm và trên mạch 1 của gen này có tỉ lệ A : T : G : X = 3 : 5 : 4 : 3. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại ở mạch 1 của gen này.

Cách tính:

– Gen có chiều dài 510nm => Tổng số nuclêôtit của gen
Vận dụng công thức giải nhanh, ta có :

Bài 6: Một đoạn phân tử ADN có tổng số 1200 nuclêôtit và trên mạch 1 của đoạn ADN này có tỉ lệ A : T : G : X = 2 : 3 : 1 : 4 .
a. Hãy xác lập số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1 của đoạn ADN .
b. Hãy xác lập số nuclêôtit mỗi loại của đoạn ADN .
Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Hai mạch của phân tử ADN có chiều ngược nhau và liên kết theo nguyên tắc bổ sung, cho nên
AADN = TADN = A1 + T1; GADN = XADN = G1 + X1.

Giải thích:
– ADN có 2 mạch do đó số nuclêôtit loại A của cả ADN bằng tổng số nuclêôtit loại A trên mạch 1 với loại A trên mạch 2 = A1 + A2 .
– Vì 2 mạch của ADN link bổ trợ vì vậy số nuclêôtit loại A của mạch 2 bằng số nuclêôtit loại T của mạch 1 ( A2 = T1 ) .
=> AADN = A1 + A2 = A1 + T1 .
Suy luận tương tự như như trên, ta có GADN = G1 + G2 = G1 + X1 .
a. Xác định số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1 của đoạn ADN
Vận dụng công thức giải nhanh, ta có số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1 của đoạn ADN này :

b. Xác định số nuclêôtit mỗi loại của đoạn ADN
Vận dụng công thức giải nhanh, ta có :

Ví dụ vận dụng: Một gen có tổng số 120 chu kì xoắn và trên mạch 2 của đoạn gen này có tỉ lệ A : T : G : X = 2 : 3 : 1 : 4. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen.

Cách tính:
– Gen có 120 chu kì xoắn .
=> Tổng số nuclêôtit của gen = 120 x 20 = 2400 .
– Muốn xác lập số nuclêôtit mỗi loại của gen thì phải tính số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1. Vận dụng công thức giải nhanh, ta có số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1 của gen này :

– Xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen
Vận dụng công thức giải nhanh, ta có :

Bài 7: Một gen có tổng số 3900 liên kết hiđrô và trên mạch 2 của đoạn gen này có tỉ lệ A : T : G : X = 1 : 3 : 2 : 4. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen.

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Một phân tử ADN có tổng số liên kết hiđrô là H; có tỉ lệ các loại nuclêôtit trên mạch 1 là A:T:G:X=a:t:g:x thì:

– Số nuclêôtit mỗi loại của mạch 1 là:

Phương pháp giải bài tập ADN và ARN hay, chi tiết

– Số nuclêôtit mỗi loại của ADN là:

Phương pháp giải bài tập ADN và ARN hay, chi tiết

Chứng minh công thức:

– Tỉ lệ
Đưa các đại lượng T1, G1, X1 về ẩn A1 .
Ta có:
– Tổng link hiđrô của ADN = 2A + 3G .
Mà

=> Tổng link hiđrô của ADN

– Số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1 của ADN là :

– Số nuclêôtit mỗi loại của ADN là :

Cách tính:
Ta có H = 3900 ; a = 1 ; t = 3 ; g = 2 ; x = 4 .
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có số nuclêôtit mỗi loại của gen là :

Ví dụ vận dụng: Môt đoạn phân tử ADN có tổng số 1288 liên kết hiđrô và trên mạch một của đoạn ADN này có số nuclêôtit loại T = 1,5A; có G = A + T; có X = T – A. Hãy xác định:
a. Số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1 của đoạn ADN .
b. Số nuclêôtit mỗi loại của đoạn ADN .
Hướng dẫn giải

=> Tỉ lệ các loại nuclêôtit trên mạch 1 là

a. Số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1 của đoạn ADN .
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :

– Số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 1 là :

b. Số nuclêôtit mỗi loại của đoạn ADN .

Bài 8: Một phân tử ADN có tỉ lệ % các loại nuclêôtit trên mạch 1 là 15%A; 20%T; 32%G; 33%X. Hãy xác định tỉ lệ % các loại nuclêôtit của ADN.

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Tỉ lệ % số nuclêôtit loại A của ADN bằng trung bình cộng tỉ lệ % số nuclêôtit của A và T trên một mạch.

Chứng minh:

Về số lượng, ta có

Gọi N là tổng số nuclêôtit của cả ADN thì tổng số nuclêôtit trên một mạch

Ta có:

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :

Ví dụ vận dụng: Trên mạch hai của gen có tỉ lệ các loại nuclêôtit A : T : G : X = 1 : 3 : 2 : 4. Hãy xác định tỉ lệ % các loại nuclêôtit của gen.

Cách tính:

Bài 9*: Có một enzym cắt giới hạn cắt các đoạn ADN mạch kép ở đoạn trình tự nuclêôtit AGGXT. Khi sử dụng enzym này để cắt một phân tử ADN có tổng số 3.107 cặp nuclêôtit (bp) thì theo lí thuyết phân tử ADN này sẽ bị cắt thành bao nhiêu đoạn ADN?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Tìm tỉ lệ của các loại nuclêôtit liên quan đến bộ ba cần tính xác suất

Theo lí thuyết thì ở trong tự nhiên, tỉ lệ của 4 loại nuclêôtit ở trên ADN là tương đương nhau, mỗi loại chiếm tỉ lệ

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

– Đoạn trình tự AGGXT có 5 nuclêôtit nên có xác suất

– Có một enzym cắt giới hạn cắt các đoạn ADN mạch kép ở đoạn trình tự nuclêôtit AGGXT. Khi sử dụng enzym này để cắt một phân tử ADN có tổng số 3.107 cặp nuclêôtit (bp) thì theo lí thuyết phân tử ADN này sẽ có số vị trí bị cắt là (vị trí cắt).
– Với 29296 vị trí cắt thì sẽ có số đoạn ADN là 29296 + 1 = 29297 đoạn .
2. Bài tập về ARN:

Bài 1: Một phân tử mARN có 720 đơn phân, trong đó tỉ lệ A : U : G : X = 1 : 3 : 2 : 4.
a. Theo lí thuyết, trên phân tử mARN này sẽ có tối đa bao nhiêu bộ ba ?
b. Tính số nuclêôtit mỗi loại của mARN này .
Hướng dẫn giải

a. Cứ 3 nuclêôtit quy định một bộ ba và các bộ ba được đọc liên tục, không gối lên nhau cho nên sẽ có tối đa số bộ ba là
Cần quan tâm rằng, bộ ba khởi đầu và bộ ba kết thúc không nằm ở hai đầu mút của mARN ( sau một trình tự nuclêôtit làm tín hiệu mở màn rồi mới đến bộ ba mở màn và sau mã kết thúc vẫn còn có nhiều nuclêôtit khác ). Do vậy một phân tử mARN có 720 đơn phân thì tối đa có 240 bộ ba .
b. Theo bài ra ta có

Cứ ba nuclêôtit đứng kế tiếp nhau quy định một bộ ba. Bộ ba mở đầu nằm ở đầu của mARN, bộ ba kết thúc nằm ở đầu 3′ của mARN.

Bài 2: Phân tích vật chất di truyền của một chủng gây bệnh cúm ở gà thì thấy rằng vật chất di truyền của nó là một phân tử axit nuclêic được cấu tạo bởi 4 loại đơn phân với tỉ lệ mỗi loại là 21%A, 24%U, 27%G, 28%X.
a. Xác định tên của loại vật chất di truyền của chủng gây bệnh này .
b. Mầm bệnh này do virut hay vi trùng gây ra ?
Hướng dẫn giải
a. – Axit nuclêic có 2 loại là ADN và ARN. Phân tử axit nuclêic này được cấu trúc bởi 4 loại đơn phân là A, U, G, X chứng tỏ nó là ARN chứ không phải là ADN .
– Ở phân tử ARN này, số lượng nuclêôtit loại A không bằng số lượng nuclêôtit loại U và số lượng nuclêôtit loại G không bằng số lượng nuclêôtit loại X chứng tỏ phân tử ARN này có cấu trúc mạch đơn .
b. Chỉ có virut mới có vật chất di truyền là ARN. Vậy, chủng gây bệnh này là virut chứ không phải là vi trùng ( vi trùng có vật chất di truyền là ADN mạch kép ) .

Vật chất di truyền có đơn phân loại U thì đó là ARN, có đơn phân loại T thì đó là ADN. Vật chất di truyền có cấu trúc mạch kép thì A = T, G = X (hoặc A = U, G = X).

Bài 3: Trong một ống nghiệm, có tỉ lệ 4 loại nuclêôtit A, U, G, X lần lượt là 10%; 20%; 30%; 40%. Từ 4 loại nuclêôtit này người ta đã tổng hợp nên một phân tử ARN nhân tạo. Theo lí thuyết, trên phân tử mARN nhân tạo này, xác suất xuất hiện bộ ba AAA là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Xác suất xuất hiện một bộ ba nào đó đúng bằng tích tỉ lệ của các nuclêôtit có trong bộ ba đó.

Bước 1: Tìm tỉ lệ của các loại nuclêôtit liên quan đến bộ ba cần tính xác suất
Tỉ lệ của nuclêôtit loại A là = 10 % = 0,1 .
Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất
Xác suất Open bộ ba AAA = ( 0,1 ) 3 = 0,001 = 10-3 .
Bài 4: Trong một ống nghiệm, có 4 loại nuclêôtit A, U, G, X với tỉ lệ lần lượt là A : U : G : X = 2 : 2 : 1 : 2. Từ 4 loại nuclêôtit này người ta đã tổng hợp nên một phân tử ARN nhân tạo.
a. Theo lí thuyết, trên phân tử mARN tự tạo này, Xác Suất Open bộ ba AUG là bao nhiêu ?
b. Nếu phân tử mARN này có 3000 nuclêôtit thì sẽ có bao nhiêu bộ ba AAG ?
Hướng dẫn giải

Bước 1: Tìm tỉ lệ của các loại nuclêôtit liên quan đến bộ ba cần tính xác suất

– Tỉ lệ của nuclêôtit loại A là

– Tỉ lệ của nuclêôtit loại U là

– Tỉ lệ của nuclêôtit loại G là

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

a. Theo lí thuyết, trên phân tử mARN nhân tạo này, xác suất xuất hiện bộ ba AUG là
b. Số bộ ba AAG trên phân tử mARN này :
– Theo lí thuyết, trên phân tử mARN nhân tạo này, xác suất xuất hiện bộ ba AAG là

– Phân tử mARN nhân tạo có 3000 nuclêôtit thì theo lí thuyết ngẫu nhiên sẽ có số bộ ba AAG
Như vậy, theo lí thuyết ngẫu nhiên thì trên mARN tự tạo này sẽ có khoảng chừng 34 đến 35 bộ ba AAG .
Bài 4: Một phân tử mARN có tỉ lệ các loại nuclêôtit là: . Hãy tính số nuclêôtit mỗi loại. Biết rằng phân tử mARN này có 70 nuclêôtit loại G.

Hướng dẫn giải
Theo bài ra, tỉ lệ các loại nuclêôtit là : A : U : G : X = 1 : 3 : 2 : 4 .

Bài 5: Một phân tử mARN có 1200 nuclêôtit, trong đó tỉ lệ A : U : G : X = 1 : 3 : 2 : 4.
a. Theo lí thuyết, trên phân tử mARN này sẽ có tối đa bao nhiêu bộ ba ?
b. Tính số nuclêôtit mỗi loại của mARN này .
Hướng dẫn giải

Xem thêm: GIẢI BÀI TOÁN BẰNG CÁCH LẬP PHƯƠNG TRÌNH – TOÁN LỚP 8

a. Cứ 3 nuclêôtit quy định một bộ ba và các bộ ba được đọc liên tục, không gối lên nhau cho nên sẽ có tối đa số bộ ba là .
Cần chú ý quan tâm rằng, bộ ba khởi đầu và bộ ba kết thúc không nằm ở hai đầu mút của mARN ( sau một trình tự nuclêôtit làm tín hiệu khởi đầu rồi mới đến bộ ba mở màn và sau mã kết thúc vẫn còn có nhiều nuclêôtit khác ). Do vậy, một phân tử mARN có 720 đơn phân thì tối đa có 240 bộ ba .
b. Theo bài ra ta có .

Cứ ba nuclêôtit đứng kế tiếp nhau quy định một bộ ba. Bộ ba mở đầu nằm ở đầu 5′ của mARN, bộ ba kết thúc nằm ở đầu 3′ của mARN.

Bài 6: Từ 4 loại nuclêôtit A, U, G, X. Hãy cho biết:
a. Có tối đa bao nhiêu loại bộ ba không chứa A và G ?
b. Có tối đa bao nhiêu loại bộ ba mà mỗi bộ ba luôn chỉ có một G và 2 loại nuclêôtit khác ?
Hướng dẫn giải
a. Bộ ba không chứa U và G có nghĩa là từ 2 loại nuclêôtit A và X hoàn toàn có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại bộ ba ?
=> Sẽ có số bộ ba = 23 = 8 loại .
b. Mỗi bộ ba chỉ có một nuclêôtit loại G và 2 loại nuclêôtit khác gồm các trường hợp :
– Bộ ba chứa G, A, U có số bộ ba là 3 ! = 3 x 2 x 1 = 6 bộ ba .
( gồm có GAU, GUA, AUG, AGU, UAG, UGA )
– Bộ ba chứa G, U, X có số bộ ba là 3 ! = 3 x 2 x 1 = 6 bộ ba .
( gồm có GXU, GUX, XUG, XGU, UXG, UGX )
– Bộ ba chứa G, A, X có số bộ ba là 3 ! = 3 x 2 x 1 = 6 bộ ba .
( gồm có GXA, GAX, XAG, XGA, AXG, AGX )
– Vậy có tổng số bộ ba là 6 + 6 + 6 = 18 bộ ba .

Phương pháp giải bài tập Nhân đôi ADN và đột biến gen

Bài 1. Một phân tử ADN nhân đôi 5 lần. Hãy xác định:
a. Số phân tử ADN được tạo ra .
b. Trong số các phân tử ADN được tạo ra, có bao nhiêu phân tử mang 1 mạch của ADN bắt đầu ?
c. Số phân tử ADN được cấu trúc trọn vẹn từ nguyên vật liệu môi trường tự nhiên .
Hướng dẫn giải:

Công thức giải nhanh:

Một phân tử ADN tiến hành nhân đôi k lần thì:

– Số phân tử ADN được tạo ra = 2k.

– Số phân tử ADN có cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường = số phân tử ADN được tạo ra – 2 = 2k – 2.

– Số nuclêôtit mỗi loại cần cung cấp = số nuclêôtit loại đó x (2k – l)

Amt = Tmt = Aạdn x (2k -1); Gmt =Xmt =Gadn x (2k – 1).

Chứng minh:
a. Số phân tử ADN có cấu trúc trọn vẹn từ nguyên vật liệu thiên nhiên và môi trường = 2 k – 2 .
Vì quy trình nhân đôi ADN diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn cho nên vì thế 2 mạch của ADN khởi đầu luôn đi vào 2 ADN con. Do đó, luôn có 2 phân tử ADN có chứa một mạch cũ và một mạch mới .
→ Số phân tử ADN trọn vẹn mới = 2 k – 2 .
b. Số nuclêôtit loại A mà môi trường cung cấp = Aadn x(2k – 1).
– Nhân đôi k lần thì tạo ra 2 k ADN. Do đó, tổng số nuclêôtit loại A của các ADN = 2 k ´ A .
– Ban đầu chỉ có 1 ADN do đó số nuclêôtit loại A mà khởi đầu có là A .
→ Số nuclêôtit môi trường tự nhiên phân phối = tổng số nuclêôtit được tạo ra – số nuclêôtit khởi đầu = 2 k ´ A – A = A x ( 2 k – 1 ) .
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :
a. Phân tử ADN nhân đôi 5 lần thí sẽ tạo ra số phân tử ADN = 25 = 32 .
b. Vì quy trình nhân đôi diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn do đó trong số các phân tử ADN con luôn có 2 phân tử ADN mang một mạch của ADN khởi đầu = 2 .
c. Số phân tử ADN được cấu trúc trọn vẹn từ nguyên vật liệu thiên nhiên và môi trường :
2 k – 2 = 25 – 2 = = 32-2 = 30 .
Ví dụ vận dụng: Một phân tử ADN có tổng số 20000 nuclêôtit và có 20% số nuclêôtit loại A. Phân tử ADN này nhân đôi 4 lần. Hãy xác định:
a. Số nuclêôtit mỗi loại của phân tử ADN .
b. Số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường tự nhiên cung ứng cho quy trình nhân đôi .
c. Số phân tử ADN được cấu trúc trọn vẹn từ nguyên vật liệu thiên nhiên và môi trường .
Hướng dẫn giải:
a. Số nuclêôtit mỗi loại của phân tử ADN .
A = T = 20 % x 20000 = 4000 ; G = X = 30 % x 20000 = 6000 .
b. Số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường tự nhiên phân phối cho quá trình tự nhân đôi .
Amt = Tmt = AADN x ( 2 k – 1 ) = 4000 x ( 24 – 1 ) = 60000 .
Gmt = Xmt = GADN x ( 2 k – 1 ) = 6000 x ( 24 – 1 ) = 90000 .
c. Số phân tử ADN được cấu trúc trọn vẹn từ nguyên vật liệu môi trường tự nhiên .
= 2 k – 2 = 24 – 2 = 14 ( phân tử ) .
Bài 2. Một phân tử ADN nhân đôi 3 lần đã cần môi trường cung cấp 28000 nuclêôtit loại A và 42000 nuclêôtit loại G. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen.

Hướng dẫn giải:

Công thức giải nhanh:

– Một gen nhân đôi k lần đã cần môi trường cung cấp x nuclêôtit loại A thì số nuclêôtit loại A của gen là

– Một gen nhân đôi k lần đã cần môi trường cung cấp y nuclêôtit loại G thì số nuclêôtit loại G của gen là

Chứng minh:
ADN nhân đôi k lần thì số nuclêôtit loại A mà thiên nhiên và môi trường phân phối = AADN x ( 2 k – 1 )
→ Số nuclêôtit loại A của ADN

Tương tự, số nuclêôtit loại G

Vận dụng: Ở bài này, x = 28000; y = 42000; và k = 3.
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :
Số nuclêôtit loại A của ADN

Số nuclêôtit loại G của ADN

Ví dụ vận dụng: Một gen nhân đôi 4 lần đã cần môi trường cung cấp 9000 nuclêôtit loại A và 13500 nuclêôtit loại X. Hãy xác định tổng số liên kết hiđrô của gen.
Cách tính :
Ở bài này, x = 9000, y = 13500 và k = 4 .
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :
Số nuclêôtit loại A của gen

Số nuclêôtit loại G của gen
→ Tổng link hiđrô của gen = 2A + 3G = 2 x 600 + 3 x 900 = 3900 .
Bài 3. Một phân tử ADN có N15, tiến hành nhân đôi 5 lần trong môi trường chỉ có N14. Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N14?

Hướng dẫn giải:

Công thức giải nhanh:

Có a phân tử ADN được đánh dấu N15 tiến hành nhân đôi k lần trong môi trưừng chỉ có N14 thì số phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N14 là = ax(2k – 2).

Chứng minh :
– Vì quy trình nhân đôi ADN diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn cho nên vì thế bắt đầu có a phân tử ADN thì sẽ có số mạch ADN chứa N15 = 2 a → Số phân tử ADN có chứa mạch cũ ( chứa N15 ) = 2 a .
– Sau khi nhân đôi k lần thì sẽ tạo ra số phân tử ADN = a. 2 k phân tử .
→ Số phân tử ADN được cấu trúc trọn vẹn từ N14 ( từ nguyên vật liệu môi trường tự nhiên ) = tổng số ADN – số phân tử ADN có N15 = a. 2 k – 2 a = a X ( 2 k – 2 ) .

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có:
Số phân tử ADN chỉ có N14 = l x ( 25 – 2 ) = 30 .
Ví dụ vận dụng:

Ví dụ 1: Có 5 phân tử ADN được cấu tạo từ các nguyên tử N15, tiến hành nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N14. Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N14?

Cách tính:
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có : số ADN chỉ có N14 = 5 x ( 22 – 2 ) = 15 .
Ví dụ 2: Có 10 phân tử ADN được cấu tạo từ các nguyên tử N14, tiến hành nhân đôi 5 lân trong môi trường chỉ có N15. Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được câu tạo từ N15?
Cách tính : Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :
Số phân tử ADN chỉ có N15 = 10 x ( 25 – 2 ) = 300 .
Bài 4. Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N15 nhân đôi 3 lần trong môi trường chỉ có N14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi 5 lần. Hãy xác định:
a ) Có bao nhiêu phân tử ADN có N14 ?
b ) Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ có N15 ?
Hướng dẫn giải:

Công thức giải nhanh:

Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N15 nhân đôi m lần trong môi trường chỉ có N14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi n lần thì số phân tử ADN có N14 = 2m+1 – 2. Số phân tử ADN chỉ có N15 = tổng số phân tử ADN con – tổng số phân tử ADN có N14 = 2m+n – (2m+1 – 2) = 2m+n + 2 – 2m+1.

Chứng minh:

a) Số phân tử ADN có N14 = 2m+1 – 2.
– Ở m lần nhân đôi trong môi trường tự nhiên có N14, số phân tử ADN được tạo ra là 2 m .
– Trong tổng số 2 m phân tử ADN này, có 2 mạch phân tử có N15 và số mạch
phân tử ADN có N14 = 2 ´ 2 m – 2 = 2 m + l – 2 .
b) Số phân tử chỉ chứa N15 = 2m+n +2 – 2m+1.
– Ở n lần nhân đôi tiếp theo trong môi trường tự nhiên có N15, số phân tử ADN được tạo ra là 2 m ´ 2 n = 2 m + n phân tử .
– Tổng số ADN chỉ có N15 = 2 m + n – ( 2 m + 1 – 2 ) = 2 m + n + 2 – 2 m + 1 .
Áp dụng công thức giải nhanh ta có:
a ) Số phân tử ADN có N14 = 2 m + l – 2 = 23 + 1 – 2 = 14 phân tử .
b ) Số phân tử ADN chỉ có :
N15 = 2 m + n + 2 – 2 m + 1 = 23 + 5 + 2 – 23 + 1 = 28 + 2 – 24 = 242
Ví dụ vận dụng: Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N15 nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi 3 lần. Hãy xác định:
a ) Có bao nhiêu phân tử ADN có N14 ?
b ) Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ có N15 ?
Cách tính:
Áp dụng công thức giải nhanh ta có :
a ) Số phân tử ADN có N14 = 2 m + 1 – 2 = 22 + l – 2 = 6 phân tử .
b ) Số phân tử ADN chỉ có : N15 = 2 m + n + 2 – 2 m + 1 = 22 + 3 + 2 – 22 + 1 = 25 + 2 – 23 = 26 .
Bài 5. Có 10 phân tử ADN được cấu tạo từ N15 tiến hành nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi 3 lần. Hãy xác định:
a ) Số phân tử ADN có N14 là bao nhiêu ?
b) Số phân tử ADN chỉ có N15 là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Công thức giải nhanh:

Có a phân tử ADN được cấu tạo từ N15 tiến hành nhân đôi m lần trong môi trường chỉ có N14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi n lần thì số phân tử ADN có N14 = a x (2m+1 – 2); Số phân tử chỉ có N15 = ax(2m+n + 2 – 2m+1).

Chứng minh:

a) Số phân tử ADN có N14 = a´(2m+1 – 2).
– Ở m lần nhân đôi trong môi trường tự nhiên có N14, số phân tử ADN được tạo ra là ax2m .
– Trong tổng số ax2m phân tử ADN này, có số mạch phân tử ADN chứa N15 là 2 a ; Số mạch phân tử ADN có N14 = 2 ax2m – 2 a = a ( 2 m + 1 – 2 ) .
b) Số phân tử chỉ chứa N15 = a´(2m+n + 2 – 2m+1).
– Ở n lần nhân đôi tiếp theo trong môi trường tự nhiên có N15, số phân tử ADN được tạo ra là
ax2m x 2 n = ax2m + n phân tử .
– Tống số ADN chỉ được cấu trúc từ :
N15 = ax2m + n – ax ( 2 m + 1 – 2 ) = ax ( 2 m + n + 2 – 2 m + 1 ) .
Vận dụng công thức giải nhanh, ta có:
a ) Số phân tử ADN có N14 = a x ( 2 m + 1 – 2 ) = 10 x ( 22 + 1 – 2 ) = 60 phân tử .
b ) Số phân tử có N15 = a x ( 2 m + n + 2 – 2 m + l ) = 10 x ( 22 + 3 + 2 – 22 + l ) = 260 phân tử .
Ví dụ vận dụng: Có 5 phân tử ADN được cấu tạo từ N15 tiến hành nhân đôi 3 lần trong môi trường chỉ có N14; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N15 và tiếp tục tiến hành nhân đôi 5 lần. Hãy xác định:
a ) Số phân từ ADN có N14 là bao nhiêu ?
b ) Số phân tử ADN chỉ có N15 là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Vận dụng công thức giải nhanh, ta có :
a. Số phân tử ADN có N14 = a x ( 2 m + 1 — 2 ) = 5 x ( 23 + l – 2 ) = 70 phân tử .
b. Số phân tử có N15 = ax ( 2 m + n + 2 – 2 m + l ) = 5 x ( 23 + 5 + 2 – 23 + l ) = 1210 phân tử .
2. Bài tập về đột biến gen

Bài 1: Một gen tiến hành nhân đôi 6 lần. Khi bắt đầu bước vào nhân đôi lần thứ nhất, có một phân tử bazơ A của gen trở thành dạng hiếm và trạng thái dạng hiếm được dưy trì kéo dài suốt quá trình nhân đôi nói trên. Theo lí thuyết, sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu gen đột biến?

Công thức giải nhanh:

Trong quá trình nhân đôi của một gen, giả sử có 1 bazơ nitơ dạng hiếm thì trải qua k lần nhân đôi sẽ tạo ra số gen đột biến

Chứng minh:
Giả sử bazơ nitơ dạng hiếm loại A * thì quy trình nhân đôi của gen sẽ làm phát sinh gen đột biến theo sơ đồ sau đây :

Gen nhân đôi k lần thi sẽ tạo ra được số gen = 2k. Trong tổng số 2k gen này thì có số gen không bị đột biến; số gen còn lại có một gen ở dạng tiền đột biến (vì quá trình nhân đôi của ADN diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn, trong cácphân tử ADN con luôn có một phân tử ADN có mang bazơ nitơ dạng hiếm của ADN ban đầu). Vậy số gen bị đột biến là

Cách tính:

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có số gen đột biến

Ví dụ vận dụng: Một gen tiến hành nhân đôi 5 lần. Khi bắt đầu bước vào nhân đôi lần thứ nhất, có một phân tử bazơ A của gen trở thành dạng hiếm và trạng thái dạng hiếm được duy trì kéo dài suốt quá trình nhân đôi nói trên. Theo lí thuyết, sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu gen đột biến?

Cách tính:

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có số gen đột biến

Bài 2: Một gen tiến hành nhân đôi 4 lần. Ở lần nhân đôi thứ nhất, có một phân tử 5BU bám vào và liên kết với A của mạch khuôn mẫu. Theo lí thuyết, sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu gen đột biến?

Hướng dẫn giải:

Công thức giải nhanh:

Trong quá trình nhân đôi ADN, nếu có 1 phân tử 5-BU liên kết với A của mạch gốc thì trải qua k lần nhân đôi sẽ tạo ra số gen đột biến

Chứng minh:
Quá trình nhân đôi của gen sẽ làm phát sinh gen đột biến theo sơ đồ sau đây :

– Nếu gen nhân đôi k lần thì số gen thuộc nhóm bất thường có số lượng
Trong số các gen không bình thường thì có 1 gen ở dạng tiền đột biến ( G-5BU ), các gen còn lại đều là gen đột biến .
– Số gen bị đột biến là

Vận dụng tính:

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có số gen đột biến

Ví dụ vận dụng: Một gen tiến hành nhân đôi 7 lần. Ở lần nhân đôi thứ nhất, có một phân tử 5BU bám vào và liên kết với A của mạch khuôn mẫu. Theo lí thuyết, sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu gen đột biến?

Cách tính:

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có số gen đột biến

Bài 3: Một gen có chiều dài 4080Å và có tổng số 3050 liên kết hiđrô. Gen bị đột biến làm giảm 5 liên kết hiđrô nhưng chiều dài của gen không bị thay đổi. Hãy xác định:
a. Số nuclêôtit mỗi loại của gen lúc chưa đột biến .
b. Số nuclêôtit mỗi loại của gen khi đã đột biến .
Hướng dẫn giải:

– Muốn xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen đột biến thì phải dựa vào gen lúc chưa đột biến và dựa vào loại đột biến.

– Đột biến thay thế cặp nuclêôtit không làm thay đổi chiều dài của gen. Đột biến thay thế cặp A-T bằng cặp G-X sẽ làm tăng số liên kết hiđrô, đột biến thay thế cặp G-X bằng cặp A-T sẽ làm giảm số liên kết hiđrô của gen.
a. Số nuclêôtit mỗi loại của gen lúc chưa đột biến .
– Tổng số nuclêôtit của gen là: (nuclêôtit)
N = A + T + G + X = 2A + 2G ( vì A = T, G = X )
– Ta có hệ phương trình :
Tổng số nuclêôtit của gen là 2A + 2G = 2400 ( 1 )
Tổng link hiđrô của gen là 2A + 3G = 3050 ( 2 )
Lấy ( 2 ) trừ ( 1 ) ta được G = 650 .
Thay G = 650 vào ( 1 ) ta được A = 550 .
Vậy số nuclêôtit mỗi loại của gen lúc chưa đột biến là
A = T = 550 ; G = X = 650 .
b. Số nuclêôtit mỗi loại của gen khi đã đột biến .
– Trong 3 dạng đột biến gen thì đột biến sửa chữa thay thế cặp không làm thay đối chiều dài của gen ; đột biến mất cặp nuclêôtit làm giảm chiều dài ; đột biến thêm cặp nuclêôtit làm tăng chiều dài của gen .
– Đột biến không làm thay đổii chiều dài của gen chứng tỏ đây là dạng đột biến thay thế sửa chữa cặp nuclêôtit này bằng cặp nuclêôtit khác. Nếu thay thế sửa chữa 1 cặp A-T bằng 1 cặp G-X thì sẽ tăng 1 link hiđrô .
– Đột biến làm giảm 5 link hiđrô chứng tỏ đây là đột biến sửa chữa thay thế 5 cặp G – X bằng 5 cặp A-T .
– Số nuclêôtit mỗi loại của gen khi đã đột biến là : A = T = 550 + 5 = 555 .
G = X = 650 – 5 = 645 .
Bài 4: Gen M có 5022 liên kết hiđrô và trên mạch hai của gen có G = 2A = 4T; Trên mạch một của gen có G = A + T. Gen M bị đột biến điểm làm tăng 1 liên kết hiđrô trở thành alen m. Hãy xác định:
a. Số nuclêôtit mỗi loại của gen M .
b. Số nuclêôtit mỗi loại của gen m .
c. Số nuclêôtit mỗi loại của cặp gen Mm .
d. Số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường tự nhiên cung ứng khi cặp gen Mm nhân đôi 3 lần .
Hướng dẫn giải:
a. Số nuclêôtit mỗi loại của gen M :
– Tổng số link hiđrô của gen là 2A gen + 3G gen = 5022 .
Mà Agen = A2 + T2, Ggen = G2 + X2 .
Nên ta có 2A gen + 3G gen = 2 ( A2 + T2 ) + 3 ( G2 + X2 ) = 5022 .
– Theo bài ra, trên mạch 2 có : G2 = 2A2 = 4T2 → G2 = 4T2, A2 = 2T2 .
Trên mạch 1 có G1 = Al + T1 mà A1 = T2 và T1 = A2 nên
→ G1 = T2 + 2T2 = 3T2. Vì G1 = X2 nên X2 = 3T2 .
– Nên ta có 2 ( 2T2 + T2 ) + 3 ( 3T2 + 4T2 ) = 6T2 + 21T2 = 5022 .
= 27T2 = 5022 →
Agen = A2 + T2 = 2T2 + T2 = 3T2 = 3 x 186 = 558 .
Ggeri = G2 + X2 = 4T2 + 3T2 = 7T2 = 7 x 186 = 1302 .
b. Số nuclêôtit mỗi loại của gen đột biến ( gen m ) :
Vì đột biến điếm nên chỉ tương quan tới 1 cặp nuclêôtit. Đột biến điếm này làm tăng 1 link hiđrô nên đây là đột biến thay 1 cặp A-T bằng 1 cặp G-X .
Vậy số nuclêôtit mỗi loại của gen m là .
A = T = 558 – 1 = 557 ; G = X = 1302 + 1 = 1303 .
c. Số nuclêôtit mỗi loại của cặp gen Mm :
A = T = Agen M + Agen m = 557 + 558 = 1115 .
G = X = Ggen M + Ggen m = 13 02 + 13 03 = 2605 .
d. Số nuclêôtit mỗi loại mà thiên nhiên và môi trường cung ứng cho cặp gen Mm nhân đôi 2 lần :
Amt = Tmt = 1115 x ( 23 – 1 ) = 7805 .
Gmt = Xmt = 2605 x ( 23 – 1 ) = 18235 .
Bài 5: Gen D cps chiều dài 510nm và có tỉ lệ . Trên mạch 2 của ADN có G = A = 15%. Gen D bị đột biến mất 1 cặp A-T trở thành alen d. Hãy xác định:
a. Tỉ lệ % số nuclêôtit mỗi loại của gen D .
b. Tỉ lệ % số nuclêôtit mỗi loại ở mạch 2 của gen D .
c. Số nuclêôtit mỗi loại của gen D .
d. Số nuclêôtit mỗi loại của gen d .
Hướng dẫn giải:
a. Tỉ lệ % số nuclêôtit mỗi loại của phân tử gen D .
Tỉ lệ → A = 3/2´G.
Mà A + G = 50 % ( 1 )
nên thay vào (1) ta có
→ G = 20 % → A = 30 % .
Tỉ lệ số nuclêôtit mỗi loại của phân tử gen D là
A = T = 30 % ; G = X = 20 % .
b. Tỉ lệ % số nuclêôtit mỗi loại của mạch 2 .
Ta có % A2 + % T2 = 2 x % Aadn. Và % G2 + % X2 = 2 x % Gadn .
→ A2 = 15 % → T2 = 2 x 30 % – 15 % = 45 % .
G2 = 15 % → X2 = 2 x 20 % – 15 % = 25 % .
c. Só nuclêôtit mỗi loại của gen D

=> A = T = 30 % x 3000 = 900 ; G = X = 20 % x 3000 = 600
d. Số nuclêôtit mỗi loại của gen d .
A = T = 900 – 1 = 899 ; G = X = 600 .