Công thức tính khối lượng của ADN

ADN là một đại phân tử sinh học được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân các đơn phân là nucleotit. Trong tự nhiên thì phân tử ADN có nhiều dạng cấu trúc nhưng dạng phổ biến nhất là cấu trúc ADN theo dạng B; Trong chương trình sinh học phổ thông thi chúng ta cũng chủ yếu bàn đến cấu trúc dạng B của ADN mà thôi.

Nếu bạn chưa biết cấu trúc ADN dạng B như thế nào thì hãy xem trước bài viết cấu trúc dạng B của phân tử ADN; Còn ở đây chúng ta chủ yếu bàn đến cách vận dụng lý thuyết về ADN vào giải những bài tập cụ thể liên quan đến cấu trúc ADN dạng B. Trước hết chúng ta bắt đầu với dạng bài tập đơn gian nhất trong series bài vết giải bài tập ADN cơ bản, và đây là bài đầu tiên sẽ hướng dẫn cách tính số nuclêôtit trong phân tử ADN [hay gen] khi biết một trong các đại lượng như: chiều dài ADN, khối lượng ADN, số liên kết hóa trị, số vòng xoắn. Sau đây chúng ta sẽ xem ví dụ về tính số nuclêôtit của ADN [có thể là phân tử ADN hoàn chỉnh hay chỉ là một đoạn ADN] cho từng trường hợp cụ thể:

Theo lý thuyết về cấu trúc ADN ta đã biết là phân tử ADN được cấu tạo từ các đơn phân là nuclêôtit [gọi tắc là nu], mà mỗi nuclêôtit có khối lượng trung bình là 300 đơn vị cacbon [đvC]; Như vậy nếu gọi tổng số nuclêôtit trong phân tử ADN là N và tổng khối lượng của ADN là M thì ta có tương quan: M = N x 300 [đvC]. Để rõ hơn các ban xem ví dụ sau:

Như đã trình bày ở trên thì ta suy luận rằng: cứ 1 nu có khối lượng là 300 đvC, suy ra đoạn ADN [gen] trên có 900.000đvC thì số nu là: M = N x 300 ⇒ N = M/300 = 900.000/300 = 3000 nu

Tư tự ta chỉ cần ráp vào công thức: N = M/300 = 720.000/300 = 2400 nu

Trong cấu trúc dạng B của ADN thì mỗi nuclêôtit có chiều dài 3,4 ăngstrong [Å]. Nhưng trong phân tử ADN thì gồm có 2 mạch pôli nuclêôtit xếp song song và ngược chiều; Có nghĩa là nếu N là tổng số nu của ADN thì số nu trong mỗi mạch sẽ là N/2. Vậy nếu ta xét trong 1 mạch pôli nuclêôtit thì sẽ có tương quan: L = N/2 x 3,4 ⇒ N = [2 x L]/3,4 [L là chiều dài của chuỗi pôli nuclêôtit]

Như đã nói trên, phân tử ADN gồm 2 chuỗi poli nucleotit xếp song song và ngược chiều, tức là chiều dài của 1 mạch poli nucleotit cũng chính là chiều dài của phân tử ADN. Vậy nếu biết chiều dai của phân tử ADN thì ta tìm số nucleotit bằng cách áp dụng công thức: N = [2 x L]/3,4

Ví dụ 3: Một gen có chiều dài 4080 ănstrong, xác định số nucleotit có trong gen trên?

Để giải bài này ta chỉ cần áp dụng công thức: N = [2 x L]/3,4 = 2 x 4080/3,4 = 2400 nu

Ví dụ 4: Một đoạn phân tử ADN có chiều dài 0,51 micrômet [µm]. Tính số nucleotit có trong đoạn phân tử này?

Các bạn cần lưu ý rằng, trong trường hợp đề cho đơn vị chiều dài không phai là ăngstrong [Å] mà cho các đơn vị như  nanômet [nm], micrômet [µm],  milimet [mm], centimet [cm],... thì trước khi giải các em cần đổi về đơn vị ăngstrong như sau:

$1angstrong=10^{-1}nanomet=10^{-4}micromet=10^{-7}milimet$

Như vậy theo đề bài ở trên thì ta phải đổi từ đơn vị micomet về đơn chi chuẩn là ăngstrong: 0,51µm = 5100Å. Từ đây các bạn áp dụng công thức như đã nói ở trên sẽ tính ra được kết quả là 3000 nu.

Ví dụ 5: Một gen có chiều dài 408nm. Hãy tính số nucleotit có trong gen đó?

Câu này các bạn cũng cần đổi từ đơn vị nanomet về đơn vị chuẩn ăngstrong trước khi áp dụng công thức. Đáp án của bài này là 2400, tuy nhiên bạn cần giải xem có khới vớ kết quả không nhé:

Phân tử ADN có cấu trúc như đã nói là gồm 2 chuỗi poli nucleotit xoắn song song và ngược chiều, xoắn quanh trục có tính chu kỳ và mỗi chu kỳ xoắn có chiều dài 34 ăngstrong [tương đường với 10 cặp hay 20 nu]. Như vậy nếu gọi C là số chu kỳ xoắn thì ta sẽ có tương quan: C = N/20 hay N = C x 20. Ta xét ví dụ cụ thể như sau:

Ví dụ 6: Một gen có 120 chu kỳ xoắn. Số nucleotit của gen là bao nhiêu?

Đối với bai này chỉ cần áp dụng công thức: N = C x 20 = 120 x 20 = 240 nu

Ví dụ 7: Một đoạn ADN ở tế bào nhân thực có 720 vòng xoắn. Hỏi đoạn ADN này có bao nhiêu nucleotit?

Tương tự áp dụng công thức, ta tính được số nu của đoạn phân tử ADN trên là: 720x20 =14400nu

Trong cấu trúc dạng B của phân tử ADN, liên kết cộng hóa trị gồm có: liên kết cộng hóa trị trong mỗi đơn phân [nucleotit] và liên kết hóa trị nối giữa các đơn phân với nhau. Hay nói cách khác là liên kết giữa cacbon ở vị trí số 5 của đường với gốc photphat [C5' -P] và số liên kết giữa cacbon ở vị trí số 3 của đường với gốc photphat [C3'-P]. Như vậy tùy theo đề bài có thể cho số liên kết cộng hóa trị nối giữa các nucleotit hoặc tổng số liên kết cộng hóa trị trong phân tử ADN mà ta tính cho phù hợp. Ví dụ sau sẽ giúp các bạn phân biệt được các thuật ngữ mà đề bài thường đề cập đến:

Ví dụ 8: Một gen có 5398 liên kết cộng hóa trị. Số nucleotit của gen là bao nhiêu?

Đề bài hỏi liên kết cộng hóa trị thì ta hiểu đây là tổng số liên kết cộng hóa trị có trong ADN [tổng số liên kết giữa đường với gốc photphat [Đ-P]].

Vậy tổng số liên kết hóa trị có trong ADN = số liên kết hóa trị có trong mỗi nucleotit + số liên kết hóa trị nối giữa các nucleotit = N + [N - 2] = 2N - 2 = 2[N-1].

Theo như phân tích ở trên, ở bài tập trong ví dụ 8 ta áp dụng công thức: 2N - 2 = 5398 ⇒ N = [5398 + 2]/2 = 2700 nu.

Ví dụ 9: Một gen của sinh vật nhân thực có 2998 liên kết photphodieste. Hãy cho biết gen trên có bao nhiêu nuclêôtit?

Đề bài cho gen có 2998 liên kết photphodieste, tức là chỉ cho số liên kết cộng hóa trị nối giưa các nucleotit trong gen [C3'-P]. Xác định được rồi thì chỉ thế vào công thức: N - 2 = 2998 ⇒ N = 2998 + 2 = 3000 nu

Loài ong mật có bộ NST lưỡng bội 2n=32. Hợp tử của loài trải qua nguyên phân. Hãy cho biết có bao nhiêu NST, crômatit, tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì của quá trình nguyên phân? Để giải bài tập sinh học trên trước hết các bạn cần nhớ một số vấn đề sau: NST nhân đôi ở kì trung gian [pha S] trở thành NST kép, tồn tài trong tế bào đến cuối kì giữa. Vào kì sau, NST kép bị chẻ dọc tại tâm động, tách thành 2 NST đơn, phân li đồng đều về 2 cực tế bào. Crômatit chi tồn tại ở NST kép, mỗi NST kép có 2 crômatit. Mỗi NST dù ở thể đơn hay kép đều mang một tâm động. Vậy có bao nhiêu NST trong tế bào thì sẽ có bấy nhiêu tâm động. Do vậy, gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì quá trình nguyên phân như bảng sau: Kì trung gian Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Số NST đơn 0 0 0 4n 2n Sô NST kép 2n 2n 2n 0 0 Số crômatit 4n 4n 4n 0 0 Số tâm động 2n 2n 2n 4n 2n T

Trong chương trình sinh học lớp 10 thì nội dung về chu kỳ tế bào, nguyên phân và giảm phân các em cần học kỹ và làm bài tập liên quan. Đây là kiến thức hết sức quan trọng để có thể học tiếp những kiến thức liên quan ở lớp tiếp tiếp theo. Cơ chế nguyên phân Cơ chế giảm phân Kiến thức các em đọc ở sách giáo khoa sinh học lớp 10, ở phần này tác giả chỉ trích một số câu hỏi thường gặp trong nội dung chuyên đề chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân. Câu 1. Trình bày khái niệm và nêu những giai đoạn của chu kì tế bào? – Chu kì tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp. Một chu kì tế bào bao gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân. Kì trung gian gồm ba pha theo thứ tự là G1 , S, G2, trong đó pha G1 là thời kì sinh trưởng chủ yếu của tế bào; pha S diễn ra sự nhân đôi của ADN và nhiễm sắc thể. Kết thúc pha S, tế bào sẽ chuyển sang pha G2, lúc này tế bào sẽ tổng hợp tất cả những gì còn lại cần cho quá trình phân bào. Nguyên phân diễn ra ngay sau pha G2

Vận dụng toán xác suất để giải nhanh các bài tập sinh học phần quy luật phân li độc lập như: xác định số loại kiểu gen, kiểu hình ở đời con hay tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con trong các phép lai khi biết kiểu gen của bố mẹ mà không cần viết sơ đồ lai. Theo quy luật phân li độc lập ta hiểu rằng: một phép lai có n cặp tính trạng, thực chất là n phép lai một cặp tính trạng. Như vậy khi đề bài cho biết kiểu gen có bố mẹ và tuân theo quy luật phân li độc lập thì ta chỉ cần dung toán xác suất để xác định nhanh số loại cũng như tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con theo quy tắc sau: Tỉ lệ KG khi xét chung nhiều cặp gen bằng các tỉ lệ KG riêng rẽ của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau. Số KH khi xét chung nhiều cặp tính trạng bằng số KH riêng của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau. Ví dụ:  Cho biết A - hạt vàng : a- hạt xanh; B- hạt trơn : b - hạt nhăn; D - thân cao : d- thân thấp. Tính trạng trội là trội hoàn toàn. Phép lai P: AabbDd x AaBbdd  sẽ cho số loại và tỉ lệ kiểu g