PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ
A. CÁC CÔNG THỨC CẦN NHỚ
I. Công thức về ADN
1. Công thức liên quan chiều dài ADN (L) và số lượng nuclêôtit (N):
$N= \frac{L}{2}. 3,14$
2. Công thức chu kì xoắn
Số chu kì = $\frac{N}{20}=\frac{L}{34}$
3. Công thức tính tổng số nuclêôtit của gen:
$N=\frac{L}{3,14} .2= A+T+G+X=2A+3G$
4. Công thức tính khối lượng
$M=N.300=\frac{2L}{3,4}.300$
5. Công thức tính số liên kết hiđrô:
$H= 2A+3G$
6. Công thức tính số liên kết photphođieste:
P = N - 2
II. Công thức của quá trình tự sao
1. Số ADN con được tạo ra sau k lần tự phân của 1 ADN: 2k
Số ADN con được tạo ra sau k lần tự phân của n ADN: n.2k
2. Số nuclêôtit mà môi trường nội bào cung cấp:
Nmt = N. (2k - 1)
Amt = Tmt = A. (2k - 1) = T. (2k - 1)
Gmt = Xmt = G. (2k - 1) = X. (2k - 1)
3. Số ADN con có 2 mạch đều mới là: 2k - 2
4. Số liên kết hiđrô được hình thành/phá vỡ: Hhình thành = H.2k
III. Quá trình phiên mã
1. Số ribônuclêôtit cần sử dụng trong quá trình phiên mã:
$rN= \frac{N}{2}$
2. Liên hệ giữa chiều dài và số ribônuclêôtit:
$rN= \frac{N}{3,4}$
3. Khối lượng của ARN:
M = rN x 300 đvC
4. Số liên kết hoá trị giữa các ribônuclêôtit:
P = rN – 1.
IV. Quá trình dịch mã
1. Số axit amin cần sử dụng là cho 1 chuỗi pôlipeptit:
$aa= \frac{N}{2.3}-1= \frac{rN}{3}-1$
2. Số axit amin ở 1 chuỗi pôlipeptit hoàn chỉnh:
$aa= \frac{N}{2.3}-2= \frac{rN}{3}-2$
V. Số liên kết hiđrô của gen đột biến
- Đột biến đảo cặp nuclêôtit, số liên kết hiđrô được giữ nguyên.
- Đột biến thay thế:
• Thay 1 cặp A – T thành 1 cặp G – X: Hđột biến = H + 1
• Thay 1 cặp G – X thành 1 cặp A – T: Hđột biến = H – 1.
- Đột biến mất 1 cặp nuclêôtit:
• Mất 1 cặp A – T: Hđột biến = H – 2.
• Mất 1 cặp G – X: Hđột biến = H – 3.
- Đột biến thêm 1 cặp nuclêôtit:
• Thêm 1 cặp A – T: Hđột biến = H + 2
• Thêm 1 cặp G – X: Hđột biến = H + 3.
B. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Dưới đây là một phần trình tự nuclêôtit của một mạch trong gen 3’….. TATGGGXATGTAATGGGX……5′
a) Hãy xác định trình tự nuclêôtit của:
– Mạch ADN bổ sung trong gen với mạch nói trên.
– mARN được phiên mã từ mạch khuôn trên.
b) Có bao nhiêu côđon trong mARN?
c) Liệt kê các bộ ba đối mã với mỗi các côđon đó.
Trả lời:
Mạch khuôn (mạch có nghĩa) của gen: 3’… TATGGGXATGTAATGGGX … 5′
a) Mạch bổ sung: 5’… ATAXXXGTAXATTAXXXG … 3’
mARN: 5’… AUAXXXGUAXAUUAXXXG …3’
b) Có $\frac{18}{3}$ = 6 côđon trên mARN.
c) Các bộ ba đối mã của tARN đối với mỗi côđon: UAU, GGCi, XAU, GUA, AUG, GGX.
Bài 2: Tham khảo bảng mã di truyền và trả lời các câu hỏi sau:
a) Các côđon nào trong mARN mã hoá glixin?
b) Có bao nhiêu côđon mã hoá lizin? Đối với mỗi côđon hãy viết bộ ba đối mã bổ sung.
c) Khi côđon AAG trên mARN được dịch mã thì axit amin nào được bổ sung vào chuỗi pôlipeptit?
Hướng dẫn:
a) Đoạn chuỗi pôlipeptit: Arg Gly Ser Ser Val Asp Arg
b) mARN: 5′ AGG GGU uux uux GUX GAU AGG 3′
ADN sợi khuôn: 3’… TXX XXA AAG AAC XAG XT A TXX …5’
c) Sợi bổ sung: 5’… AGG GGT TTX TTX GTX GAT AGG… 3’
Bài 3: Một đoạn chuỗi pôlipeptit là Arg-Gly-Ser-Phe-Val-Asp-Arg được mã hoá bởi đoạn ADN sau:
- G GXT AGXT GXTTXTTT GGGGA-
- X XGATXGAXGAAGAAAXXXXT-
Mạch nào là mạch khuôn mã gốc? Đánh dấu mỗi mạch bằng hướng đúng của nó (5’ → 3’ hay 3’ → 5’).
Đáp án:
Arg Gly Ser Phe Val Asp Arg
mARN: 5’AGG GGU UXX UUX GUX GAU XGG 3’
ADN: Mạch mã gốc: 3’TXX XXA AGG AAG XAG XTA GXX 5’
Mạch bổ sung: 5’AGG GGT TXX TTX GTX GAT XGG 3’
Bài 4: Một đoạn pôlipeptit gồm các axit amin sau: ……. Val-Trp-Lys-Pro….....
Biết rằng các axit amin được mã hóa bởi các bộ ba sau : Val : GUU; Trp: UGG; Lys : AAG; Pro : XXA
a) Bao nhiêu côđon cần cho việc đặt các axit amin này vào mã hoá cho chuỗi đoạn pôlipeptit được tổng hợp đó?
b) Viết trình tự các nuclêôtit tương ứng trên mARN.
Đáp án:
a) Các côđon GGU, GGX, GGA, GGG trong mARN đều mã hoá glixin.
b) Có hai côđon mã hoá lizin
Các côđon trên mARN: AAA, AAG;
Các cụm đối mã trên tARN:UUU, UUX
c) Côđon AAG trên mARN được dịch mã thì lizin được bổ sung vào chuỗi pôlipeptit.
Bài 5: Một đoạn mARN có trình tự các nuclêôtit như sau: … XAUAAGAAUXUUGX….
a) Viết trình tự nuclêôtit của ADN đã tạo ra đoạn mARN này.
b) Viết 4 axit amin có thể được dịch mã từ điểm khởi đầu của đoạn mARN trên.
c) Cho rằng đột biến thay thế nuclêôtit xảy ra trong ADN ban đầu làm cho nuclêôtit thứ 3 là U của mARN được thay bằng G:5’….. XAG* AAGAAỨXUUGX..T.. .3′
Hãy viết trình tự axit amin của chuỗi pôlipeptit được tổng hợp từ đoạn gen bị biến đổi trên.
d) Cho rằng việc bổ sung thêm 1 nuclêôtit xảy ra trong ADN ban đầu làm cho G được bổ sung thêm vào giữa nuclêôtit thứ 3 và thứ 4 của mARN này:…..XAUG*AAGAAUXUUGX….
Hãy viết trình tự axit amin của chuỗi pôlipeptit được tổng hợp từ đoạn gen bị biến đổi trên.
e) Trên cơ sở những thông tin ở (c) và (d), loại đột biến nào trong ADN có ảnh hưởng lớn hơn lên prôtêin được dịch mã (thay thế nuclêôtit hay thêm nuclêôtit)? Giải thích.
Hướng dẫn bài 5:
a) mARN: 5’..XAU AAG AAU XUU GX ..3′
Mạch ADN khuôn: 3′.. GTA TTX TTA GAA XG ..5′
b) His Liz Asn Lix
c) 5′.. XAG’ AAG AAƯ xuu GX ..3’
Glu Liz Asn Liz
d) 5’… XAU G’AA GAA uxu UGX… 3’
His Glu Glu Ser Lys
e) Trên cơ sở những thông tin ở (c) và (d), loại đột biến thêm 1 nuclêôtit trong ADN có ảnh hưởng lớn hơn lên prôtêin do dịch mã, vì ở (c) là đột biến thay thế U bằng G’ ở cỏđon thứ nhất XAU —> XAG’, nên chịu ảnh hưởng tới 1 axit amin mà nó mã hoá (nghĩa là côđon mã hoá His thành côđon mã hoá Glu), còn ở (d) là đột biến thêm 1 nuclêôtit vào đầu côđon thứ hai, nên từ vị trí này, khung đọc dịch đi 1 nuclêôtit nên ảnh hưởng (làm thay đổi) tất cả các côđon từ vị trí thêm và tất cả các axit amin từ đó cũng thay đổi.
Bài 6: Số lượng NST lưỡng bội của một loài 2n = 10. Đột biến có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại thể ba ở loài này?
Giải bài 6:
Theo đề ra, 2n = 10 => n = 5.
Số lượng NST ở thể 1 là 2n -1 → ( 2x 5) – 1 = 9.
Số lượng NST ở thể 3 là 2n + 1 → (2 x 5) + 1 = 11.
Số lượng NST ở thể 4 là 2n + 2 → (2 x 5) + 2 = 12.
Số lượng NST ở thể 3 kép là 2n + 1 + 1 → (2 x 5) + 1 + 1 = 12.
Số lượng NST ở thể không là 2n — 2 → (2 x 5) – 2 = 8.
Đột biến có thể tạo ra tối đa 12 loại thể ba ở loài này.
Bài 7: Giả sử rằng ở cây cà độc dược thuộc loại thể ba nhiễm về NST số 2 (sự bất cặp của các NST số 2 trong quá trình giảm phân xảy ra theo kiểu hai NST số 2 bắt đôi với nhau và NST số 2 còn lại đứng một mình). Giả sử sự phối hợp và phân li giữa các NST xảy ra hoàn toàn ngẫu nhiên.
Có bao nhiêu loại cây con có thể được sinh ra và mỗi loại chiếm tỉ lệ bao nhiêu khi cây ba nhiễm trên được thụ phấn bằng phấn của cây lưỡng bội bình thường.
Giải:
Cây cà độc dược thể ba đối với NST C, tức là trong bộ NST lưỡng bội của cây này có 3 NST C (CCC)
Cây lưỡng bội bình thường có 2 NST C (CC). Như vậy, theo để ra ta có sơ đồ lai:
P: CCC x CC
Gp: (1/2 CC, 1/2C) ; C
F1: 1/2CCC; 1/2 CC
Như vậy, có 2 loại cây con, mỗi loại chiếm 50%, tức là 50% số cây con là thể 3 (CCC) và 50% số cây con là lưỡng bội bình thường (CC).
Bài 8: Bộ lưỡng bội NST của một loài sinh vật 2n = 24.
a) Có bao nhiêu NST được dự đoán ở thể đơn bội, thể tam bội và thể tứ bội?
b) Trong các dạng đa bội trên, dạng nào là đa bội lẻ, dạng nào là đa bội chẵn?
c)Nếu cơ chế hình thành các dạng đa bội trên.
Hướng dẫn
a) Số lượng NST được dự đoán ở:
Thể đơn bội n = 1 X 12 = 12.
Thể tam bội 3n = 3 X 12 = 36.
Thể tứ bội 4n = 4 X 12 = 48.
b) Trong các dạng đa bội trên, tam bội là đa bộ lẻ, tứ bội là đa bội chẵn.
c) Cơ chế hình thành
Thể tam bội được hình thành do sự kết hợp các giao tử 2n với giao tử n bình thường trong thụ tinh (2n + 1n → 3n).
Thể tứ bội có thể hình thành nhờ:
Nguyên phân: Trong lần nguyên phân đẩu tiên của hợp tử 2n, các NST đã tự nhân đôi nhưng không phân li dẫn đến hình thành thể tứ bội 4n.
Giảm phân và thụ tinh: Trong quá trình phát sinh giao tử, sự không phân li của tất cả các cặp NST tương đồng dẫn đến hình thành giao tử 2n.
Thụ tinh: 2n + 2n → 4n.
C. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Ở một loài thực vật, bộ NST lưỡng bội 2n = 16. Quá trình nguyên phân liên tiếp 5 lần từ tế bào sinh dục sơ khai đã cần moi trường cung cấp nguyên liệu tương đưỡng 527 NST. Tế bào sinh dục sơ khai có bộ NST như thế nào?
A. Tế bào có bộ NST là 2n+ 1
B. Tế bào có bộ NST là 2n
C. Tế bào có bộ NST là 2n - 1
D. Tế bào có bộ NST là 2n +2
Câu 2: Nếu số lượng NST trong một tế bào lưỡng bội ở pha G1 của chu kì tế bào là 24, thì số phan tử ADN của một tế bào ở kì sau của giảm phân I sẽ là
A. 96 B. 12
C. 24 D. 48
Câu 3: Một đoạn polipeptit gồm 4 axit amin có trình tự: Val – Trp – Lys – Pro. Biết rắng các codon mã hóa các axit amin tương ứng như sau: Trp – UGG; Val – GUU; Lys – AAG; Pro – XXA. Đoạn mạch gốc của gen mang thông tin mã hóa cho đoạn polipeptit nói trên có trình tự nucleotit là:
A. 5’ XAA – AXX – TTX – GGT 3’
B. 5’ TGG – XTT – XXA – AAX 3’
C. 5’ GUU – UGG – AAG – XXA 3’
D. 5’ GTT – TGG – AAG – XXA 3’
Câu 4: Một gen ở tế bào nhân sơ có 2400 nucleotit. Trên mạch 1 của gen, hiệu số tỉ lệ % giữa A với T bằng 20% số nucleotit của mạch. Trên mạch 2 có số nucleotit loại A chiếm 15% số nucleotit của mạch và bằng 1/2 spps nucleotit của G. Khi gen phiên mã mộ số lần đã lấy từ môi trường nội bào 540 nucleotit loại U. Số lượng nucleotit từng loại trên mARN được tổng hợp từ gen nói trên là:
A. A=180, U=420, X=360, G=240
B. A=840, U=360, X=720, G=480
C. A=180, U=420, X=240, G=360
D. A=420, U=180, X=360, G=240
Câu 5: Nhận xét nào sau đây không đúng với cơ chế điều hòa hoạt động gen trong operon Lac ở vi khuẩn đường ruột E. coli?
A. Khi môi trường có lactozo và không có lactozo, gen R đều tổng hợp protein ức chế để điều hòa hoạt động của operon Lac.
B. Vùng khởi động là trình tự nucleotit mà enzim ARN polimeraza bám vào để khởi đầu phiên mã.
C. Mõi gen cấu trúc Z, Y, A đều có một vùng điều hòa bao gồm vùng khởi động và vùng vận hành.
D. Vùng vận hành là trình tự nucleotit có thể liên kết với protein ức chế làm ngăn cản sự phiên mã.
Câu 6: Mỗi gen trong cặp gen dị hợp đều chứa 2998 liên kết photphodieste nối giữa các nucleotit. Gen trội D chứa 17,5% số nucleotit loại T. Gen lặn d có A = G = 25%. Trong trường hợp chỉ xét riêng cặp gen này, tế bào mang kiểu gen Ddd giảm phân bình thường thì loại giao tử nào sau đây không thể được tạo ra?
A. Giao tử có 1275 T
B. Giao tử có 1275 X
C. Giao tử có 525 A
D. Giao tử có 1500 G
Câu 7: Phân tử mARN sơ khai và mARN trưởng thành được phiên mã từ một gen cấu trúc ở tế bào nhân thực thì loại mARN nào ngắn hơn? Tại sao?
A. Không có loại ARN nào ngắn hơn vì mARN là bản sao của ADN, trên đó làm khuôn mẫu sinh tổng hợp protein
B. mARN trưởng thành ngắn hơn vì sau khi được tổng hợp, mARN sơ khai đã loại bỏ vùng khởi đầu và vùng kết thúc của gen.
C. Không có loại mARN nào ngắn hơn vì sau khi được tổng hợp, mARN sơ khai đã loại bỏ vùng khởi đầu và vùng kết thúc của gen
D. mARN trưởng thành ngắn hơn vì sau khi được tổng hợp, mARN sơ khia đã được loại bỏ các đoạn intron và nối các đoạn exon để tạo thành mARN trưởng thành.
Câu 8: Ở một loài thực vật, các đổ biến thể một nhiễm vẫn có sức sống và khả năng sinh sản. Cho thể đột biến (2n – 1) tự thụ phấn, biết rằng các giao từ (n – 1) vẫn có khả năng thụ tinh những các thể đột biến không nhiễm (2n – 2) đều bị chết. Tính theo lí thuyết, trong số các hợp tử sống sotsm tỉ lệ các hợp tử mang bộ NST 2n được tạo ra là bao nhiêu?
A. 1/3 B. 1/2
C. 1/4 D. 2/3
Câu 9: Trong phòng thí nghiệm, người ta sử dụng 3 loại nucleotit cấu tạo nên ARN để tổng hợp 1 phân tử mARN nhân tạo. Phân tử mARN này chỉ có thể thực hiện được dịch mã khi 3 loại nucleotit được sử dụng là
A. U, G và X
B. G, A và X
C. G, A và U
D. U, X và A
Câu 10: Nhận định nào sau đây không đúng khi nói về gen cấu trúc?
A. Exon là đoạn ADN mã hóa các axit amin nằm trong vùng điều hòa của gen
B. Vùng kết thúc của gen ở vi khuẩn có những trình tự nucleotit không mã hóa axit amin
C. Mỗi gen cấu trúc có 3 trình tự nucleotit theo thứ tự: vùng điều hòa – mã hóa – kết thúc
D. Vùng điều hào của gen là vùng mang tín hiệu khởi động và kiểm soát phiên mã
Câu 11: Nhận định nào sau đây là đúng với đột biến cấu trúc đỏa đoạn NST?
A. Đảo đoạn là nguyên nhân gây bệnh ung thư máu ở người
B. Đảo đoạn không làm thay đổi trình tự phân bố gen trên các NST
C. Đảo đoạn làm tăng hoạt tính enzim amilaza ở lúa đại mạch
D. Đảo đoạn góp phần tạo nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.
Câu 12: Một gen của vi khuẩn E. coli có 120 chu kì xoắn, nhân đôi liên tiếp 3 lần tạo ra các gen con. Mỗi gen con phiên mã 5 lần tạo mARN. Tất cả các phân tử mARN đều tham gia dịch mã và mỗi mARN có 5 riboxom trượt qua một lần. Số chuỗi polipeptit được tồng hợp và số axit amin cần cung cấp cho quá trình dịch mã là
A. 200 và 80000
B. 25 và 59850
C. 200 và 79800
D. 75 và 29925
Câu 13: Một loài động vật có bộ NST 2n = 12. Khi quan sát quá trình giảm phân của 2000 tế bào sinh tinh, người ta thấy 20 tế bào có cặp NST số 2 không phân li trong kì sau I, các tế bào khác giảm phân diễn ra bình thường. Theo lí thuyết, khi tất cả các tế bào hoàn tất quá trình giảm phân thì số loại giao tử có 7 NST chiếm tỉ lệ
A. 2% B. 0,5%
C. 19% D. 0,25%
Câu 14: Cơ chế phát sinh đột biến thể lệch bội là do tác nhân gây đột biến
A. làm rối loạn sự phân li của 1 cặp NST ở kì sau của giảm phân
B. làm cho NST bị đứt gãy rồi tái kết hợp bất bình thường
C. làm cho một hoặc một số cặp NST không phân li trong phân bào
D. làm rối loạn quá trình nhân đôi hoặc trao đổi chéo của NST trong phân bào
Câu 15: Trong các phát biểu sau, có bao nhiêu phát biểu đúng?
(1) Khi riboxom tiếp xúc với codon 5’UGA3’ trên mARN thì quá trình dịch mã dừng lại.
(2) Mỗi phân tử mARN có thể có nhiều riboxom cùng dịch mã.
(3) Khi dịch mã, riboxom dịch chuyển theo chiều 5’ → 3’ trên phân tử mARN.
(4) Mỗi phân tử tARN có nhiều bộ ba đối mã (anticodon).
A. 1 B. 2
C. 3 D. 4
Đáp án - Hướng dẫn giải
.png)
Câu 4:
A2 = 15% = T1 = 15% x 2400/2 = 180 → A1 = 35% = 420.
G2 = 2A2 = 30% = X1 = 360.
G1 = 100% - 30% - 35% - 15% = 20% → X2 = 240.
⇒ Môi trường cung cấp 540U = 180 x 3 = 3T1 → Mạch 1 là mạch bổ sung, mạch 2 là mạch gốc → Am = 420, Um = 180, Gm = 240, Xm = 360.
Câu 6:
Mỗi gen trong cặp gen dị hợp đều chứa 2998 liên kết photphodieste nối giữa các nucleotit → N – 2 = 2998 → N = 3000.
Gen trội D chứa 17,5% số nucleotit loại T → T = A = 525, G = X = 975.
Gen lặn d có A = G = 25% = 750.
Tế bào mang kiểu gen Ddd giảm phân bình thường thì cho các loại giao tử D, d, dd hoặc Dd.
Giao tử ở đáp án A có thể có vì 1275T = 750 + 525 tức là giao tử Dd.
Giao tử ở đáp án B có thể có vì 1275X = 750 + 525 = A + T chứ không thể là X.
Giao tử ở đáp án C có thể có vì giao tử có 525 A là giao tử D.
Giao tử ở đáp án D có thể có vì giao tử 1500 G = 750 x 2 tức là giao tử dd.
Câu 8:
Thể đột biến (2n – 1) cho giao tử n và n – 1.
Cơ thể 2n – 1 tự thụ phấn:
F1: 1/2(2n – 1) : 1/4(2n) : 1/4(2n – 2). Vì thể 2n – 2 chết nên thể 2n = 1/3.
Câu 13:
Một tế bào có cặp NST số 2 không phân li trong kì sau I cho giao tử n – 1 và n + 1 với tỉ lệ là 1/2.
20 tế bào tức là 20/2000 = 1% tế bào không phân li ở giảm phân I cho giao tử n + 1 (có 7 NST) = 1/2 x 1% = 0,5%.
