CÔNG THỨC GIẢI NHANH SINH HỌC - PHẦN 1
Công thức số 1:
Có a phân tử ADN được cấu tạo từ $N^{15}$ tiến hành nhân đôi đôi m lần trong môi trường chỉ có $N^{14}$; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có $N^{15}$ và tiếp tục tiến hành nhân đôi n lần thì :
- Số phân tử ADN chỉ có $N^{15}$ = $a. (2^{m+n}+2-2^{m+1})$
- Số phân tử ADN có $N^{14}$=$a.(2^{m+1}-2)$
Công thức số 2:
Khi sử dụng phân tử ARN để phiên mã ngược tổng hợp ADN mạch kép (phân tử ADN mạch kép này có chiều dài bằng chiều dài của ARN) thì số nuelêôtit mỗi loại của ADN mạch kép là:
$A_{ADN}=T_{ADN}=A_{ARN}+T_{ARN}$
$G_{ADN}=X_{ADN}=G_{ARN}+X_{ARN}$
Công thức số 3:
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 = $\frac{2^{k}}{2}-1$
Công thức số 4:
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 = $\frac{2^{k}}{4}-1$
Công thức số 5:
Một loài có bộ NST 2n, trên mỗi cặp NST xét 1 gen có 2 alen, trong đó alen lặn là alen đột biến.
- Số loại kiểu gen đột biến= $3^{n}-1$
- Số loại kiểu gen quy định kiểu hình đột biến= $3^{n}-2^{n}$
II. Ví dụ vận dụng
Ví dụ 1: Có 10 phân tử ADN được cấu tạo từ $N^{15}$ tiến hành nhân đôi đôi 2 lần trong môi trường chỉ có $N^{14}$; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyền sang môi trường chỉ có $N^{15}$ và tiếp tục tiến hành nhân đôi 3 lần. Hãy xác định:
Số phân tử ADN có $N^{14}$ là bao nhiêu?
Số phân tử ADN chỉ có $N^{15}$ là bao nhiêu?
Lời giải:
Vận dụng công thức giải nhanh, ta có:
- Số phân tử ADN có $N^{14}$=$a.(2^{m+1}-2)$= 60 phân tử.
- Số phân tử có $N^{15}$ = $a. (2^{m+n}+2-2^{m+1})$= 260 phân tử.
Ví dụ 2: Một phân tử mARN có tổng số 900 nuelêôtit và tỉ lệ A:U:G:X = 1:3:2:4. Sử dụng phân tử mARN này làm khuôn để tổng hợp phân tử ADN mạch kép. Nếu phân tử ADN mạch kép có 1800 nuelêôtit thì số nuelêôtit loại X của phân tử ADN này là bao nhiêu?
Lời giải:
- Xác định số nuclêôtit mỗi loại của mARN.
A=900: 10=90 ;U=90x3=270; G=90 x2 = 180; X=90 x4=360.
- Xác định số nuclêôtit loại X của ADN.
X=G= 180 +360 = 540.
Ví dụ 3: 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?
Lời giải:
Áp dụng công thức giải nhanh, ta có số gen đột biến = 16-1=15
Ví dụ 4: Một gen có chiều đài 5100A° và có số nucleotit loại A = 20%. Gen tiến hành nhân đôi 5 lần, trong quá trình này có l bazơ nitơ loại X trở thành dạng hiếm. Quá trình nhân đôi đã tạo ra 7 gen đột biến.
a)Trong trình nhân đôi, ở lần thứ máy thì xuất hiện X dạng hiếm?
b)Xác định số nucleotit mỗi loại mà môi trường cung cấp.
Lời giải:
Gen nhân đôi 5 lần, X dạng hiếm tham gia vào 3 lần cuối nên X dạng hiếm bắt đầu xuất hiện từ lần nhân đôi thứ 3.
Tổng số nucleotit của gen = 5100 x 2 : 3,4 = 3000.
- Số nueleotit mỗi loại của gen:
A=T=20% x 3000 = 600
G=X=30% x 3000 = 900.
Ví dụ 5: Ở một loài thực vật có bộ NST 2n = 24. Giả sử trên mỗi cặp NST chỉ xét l gen có 2 alen, trong đó alen lặn là alen đột biến.
a) Có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen đột biến?
b) Có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen quy định kiểu hình đột biến?
c) Có tối đa bao nhiêu loại kiều gen quy định kiểu hình đột biến về 6 tính trạng?
Lời giải:
- Số loại kiểu gen đột biến= $3^{10}$-1=59048
- Số loại kiểu gen quy định kiểu hình đột biến= $3^{10}$-$2^{10}$=58025
III. Bài tập tự luyện
Bài 1: 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?
Đáp án:
Số gen đột biến = 31
Bài 2: Gen A có tổng số 2400 nucleotit và có 3100 liên kết hidro. Gen A tiến hành nhân đôi 6 lân. Trong quá trình này đã có một phân tử 5BU liên kết với A của mạch khuôn. Quá trình nhân đôi đã tạo ra 3 gen đột biến.
a) Chất 5BU đã tham gia vào lần nhân đôi thứ mấy?
b) Hãy xác định số nucleotit mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi.
Đáp án:
Lần nhân đôi thứ 3
A=31496, G=44104, X=44103
Bài 3: Ở một loài thực vật có bộ NST 2n = 14. Giả sử trên mỗi cặp NST chỉ xét 1 gen có 2 alen, trong đó alen trội là alen đột biến.
a) Có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen đột biến?
b) Có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen quy định kiểu hình đột biến?
c) Có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen quy định kiểu hình đột biến về 3 tính trạng?
Đáp án:
2186 kiểu gen đột biến
2186 kiểu gen quy định kiểu hình đột biến
280 kiểu gen quy định kiểu hình đột biến về 3 tính trạng
