Bài toán Xác định số phân tử ADN và chuỗi Polinucleotit trong quá trình nhân đôi

XÁC ĐỊNH SỐ PHÂN TỬ ADN VÀ CHUỖI POLINUCLEOTIT 
TRONG QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI 
I.XÁC ĐỊNH SỐ PHÂN TỬ ADN VÀ CHUỖI POLINUCLEOTIT 
Tính số phân tử ADN. 
1 ADN mẹ qua 1 đợt tự nhân đôi tạo 2= 21 ADN con 
1 ADN mẹ qua 2 đợt tự nhân đôi tạo 4= 22 ADN con 
1 ADN mẹ qua 3 đợt tự nhân đôi tạo 8= 23 ADN con 
.... 
1 ADN mẹ qua x đợt tự nhân đôi tạo ra 2x ADN con 
→Qua x đợt tự nhân đôi tổng số ADN con = 2x 
 Trong 2x phân tử ADN có 1 phân tử ADN mẹ ban đầu nên số phân tử AND con được tạo ra là : 2x - 1 
Dù ở đợt tự nhân đôi nào, trong số ADN con tạo ra từ 1 ADN ban đầu, vẫn có 2 ADN con mà mỗi ADN con 
này có chứa 1 mạch cũ của ADN mẹ. Vì vậy số ADN con còn lại là có cả 2 mạch có nguyên liệu hoàn toàn từ 
nucleotit mới của môi trường nội bào. 
 => Số ADN con có 2 mạch mới hoàn toàn = 2x – 2. 
b) Tính số chuỗi polinucleotit. 
Mỗi một phân tử AND gồm có hai chuỗi polipeptit . 
Sau k lần nhân đôi thì số chuỗi polipepetit được tạo ra là : 2× 2x 
Sau k lần nhân đôi thì số chuỗi polipepetit có nguyên liệu hòan toàn từ môi trường được tạo tổng hợp là : 2× 
(2x -1). 
II. VÍ DỤ MINH HỌA – HƯỚNG DẪN GIẢI. 
Ví dụ 1: Một phân tử ADN nhân đôi liên tiếp 3 lần . Số phân tử ADN con được tạo ra là bao nhiêu ? 
Hướng dẫn giải : 
Áp dụng công thức số phân tử ADN con được tạo ra qua n lần nhân đôi là 2n 
Số phân tử ADN con được tạo ra sau 3 lần nhân đôi => n = 3 => 23 = 8 (phân tử) 
Ví dụ 2: Phân tử ADN ở vùng nhân của vi khuẩn Ecoli chỉ chứa N 15 . Nếu chuyển những vi khuẩn này sang 
môi trường chỉ có N14 thì mỗi tế bào vi khuẩn Ecoli sau 5 lần nhân đôi thì sẽ tạo ra bao nhiêu phân tử ADN 
trong vùng nhân chỉ chứa N14 ? 
Gợi ý : Khi chuyển vi khuẩn sang môi trường chỉ có N14, các phân tử ADN trong vùng nhân chỉ chứa N14 
 phân tử AND có nguyên liệu hoàn toàn mới từ môi trường . 
Hướng dẫn giải : 
Số phân tử ADN con được tạo ra sau 5 lần nhân đôi là 
 2
5 
= 32 phân tử 
Số phân tử có nguyên liệu hoàn toàn mới sẽ là 
 32 - 2 = 30 phân tử 
 Sau 5 lần nhân đôi trong môi trường có chứa N14 thì sẽ tạo ra 30 phân tử trong vùng nhân chỉ chứa N14. 
Ví dụ 3: Phân tử ADN ở vi khuẩn Ecoli chỉ chứa N15 phóng xạ . Nếu chuyển E.coli này sang môi trường chỉ 
có chứa N14 thì sau 5 lần tự sao thì tỷ lệ các tỷ lệ các mạch polinucleotit chứa N15 trong tổng số các mạch được 
tổng hợp trong các phân tử con là bao nhiêu? 
Hướng dẫn giải : 
Sau 5 lần tự sao thì số mạch ADN có trong các phân tử ADN con là 
2 × 2
5 = 64 (mạch) 
Khi chuyển các phân tử Ecoli này sang môi trường chỉ chứa N14 thì vẫn có 2 mạch gốc ban đầu chứa N15 
=> Tỉ lệ các phân tử ADN chứa N15 trong các phân tử con là 2:64 = 1/32 
Đáp án D 
Ví dụ 4: Có 8 phân tử ADN tự nhân đôi một số lần bằng nhau đã tổng hợp được 112 mạch pôlinuclêôtit mới lấy 
nguyên liệu hoàn toàn từ môi trường nội bào. Số lần tự nhân đôi của mỗi phân tử ADN trên là bao nhiêu ? 
Hướng dẫn giải : 
Số mạch đơn mới được tổng hợp từ một phân tử ADN là 
112 : 8 = 14 mạch 
Số phân tử AND mới được tổng hợp là 14 : 2 = 7 
Ta có 7 + 1 = 8 = 2
3
 Mỗi phân tử ADN nhân đôi 3 lần. 
III. BÀI TẬP ÁP DỤNG 
Bài 1 : Một gen nhân đôi một số lần đã tạo ra đưuọc 32 gen con . Xác định số lần nhân đôi ? 
Bài 2 : Một gen nhân đôi một số lần tạo ra tất cả 16 mạch đơn . Xác định số lần nhân đôi ? 
Bài 3 : Có 3 gen nhân đôi 4 lần bằng nhau . Xác định số gen con được tạo ra ?
Bài 4 : Nuôi 6 vi khuẩn (mỗi vi khuẩn chỉ chứa ADN và ADN đươc̣ cấu taọ từ các nuclêôtit có N
15
) vào môi 
trường nuôi chỉ có N
14
. Sau môṭ thời gian nuôi cấy, người ta thu lấy toàn bô ̣các vi khuẩn, phá màng tế bào của 
chúng và thu lấy các phân tử AND (quá trình phá màng tế bào khôg làm đứt gãy ADN). Trong các phân tử ADN 
này, loại ADN có N15 chiếm tỉ lê ̣6,25%. Sô lượng vi khuẩn đa ̃bi ̣ phá màng tế bào là bao nhiêu ? 
Đáp số : 192 phân tử