Phương pháp giải bài tập xác định số lượng, tỷ lệ % nucleotit của phân tử ADN Sinh học 9 năm 2020

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, TỈ LỆ PHẦN TRĂM CÁC LOẠI NUCLÊÔTIT CỦA PHÂN TỬ ADN SINH HỌC 9 NĂM 2020

1. Nội dung lý thuyết:

Xác định số lượng, hoặc tỉ lệ phần trăm các loại nuclêôtit trong phân tử ADN hay gen cũng là một trong những câu hỏi cơ bản của bài tập phân tử. Để giải đáp câu hỏi này trước tiên phải xác định được một số công thức cơ bản, từ đó để thấy được tương quan của các loại nuclêôtit trong phân tử ADN hay gen.   Phân tử ADN hay gen có 4 loại nuclêôtit là A, T, G,X. Về mặt số lượng nuclêôtit thì : A + T +X + G = N, về mặt tỉ lệ phần trăm thì A+ T +G + X = 100%. Theo nguyên tắc bổ sung thì số lượng, tỉ lệ phần trăm các loại nuclêôtit trong phân tử ADN hay gen bao giờ cũng là: A=T, G=X

- Xác lập tương quan giữa các loại nuclêôtit bổ sung với nhau. Công thức đó còn cho phép xác định được mối tương quan giữa các loại nuclêôtit  không bổ sung trong phân tử ADN hay gen.

Về mặt số lượng vì A = T, và G = X suy ra:

2A +2 X = N,  A+X =  \(\frac{N}{2}\)

Từ công thức trên, ta rút ra nhận xét:

Tổng số nuclêôtit của hai loại nuclêôtit không bổ sung với nhau trong 1 phân tử ADN ( hay gen) bao giờ cũng bằng một nửa số nuclêôtit của cả phân tử ADN đó ( hay gen) hoặc chính bằng số nuclêôtit trong một mạch đơn của phân tử ADN đó ( hay gen đó)

Cũng từ công thức trên suy ra:

\(A = \frac{N}{2} - X\) hoặc \(X = \frac{N}{2} - A\) 

- Từ các công thức trên cho phép xác định được số nuclêôtit từng loại trong phân tử ADN ( hay gen). Cụ thể là trong bài tập thường cho biết số nuclêôtit tổng số của gen và của một loại nuclêôtit cụ thể và yêu cầu xác định số lượng nuclêôtit còn lại.

- Phương pháp xác định số nuclêôtit từng loại trong ADN hay gen còn được tiến hành dựa trên số liên kết hiđrô của ADN hay gen.

- Theo NTBS, A liên kết với T bằng 2 liên kết hiđrô, còn G liên kết với X bằng 3 liên kết hiđrô. Tính theo số cặp nuclêôtit bổ sung từng loại ta xác lập được mối tương quan giữa số nuclêôtit và số liên kết hiđrô trong phân tử ADN hay gen như sau:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {2A{\text{ }} + {\text{ }}3X{\text{ }} = \;H} \\ {2A{\text{ }} + {\text{ }}2X{\text{ }} = \;N} \end{array}} \right.\)

- Ở đây H là tổng số liên kết hiđrô của gen. Từ công thức trên cho phép ta xác định được X rồi từ đó suy ra A của gen.

- Về mặt tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trong phân tử ADN hay gen được xác định dựa trên mối tương quan giữa hai loại nuclêôtit không bổ sung  trong ADN hay gen.

- Theo NTBS, %A = %T, %X = %G. Vậy ta có tỉ lệ phần trăm các loại nuclêôtit trong gen:

(% A). 2 + (% X). 2 = 100%

Chia 2 vế cho 2 ta được

\(\left\{ \begin{gathered} \% {\text{ }}A + {\text{ }}\% {\text{ }}X{\text{ }} = {\text{ }}50\% \hfill \\ A{\text{ }} + {\text{ }}X{\text{ }} = \frac{1}{2} \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

- Từ công thức trên ta rút ra kết luận sau:

Tổng tỉ lệ phần trăm của 2 loại nuclêôtit không bổ sung với nhau trong phân tử ADN hay gen luôn bằng 50% tổng số nuclêôtit của cả gen.

\(\left\{ \begin{gathered} \% {\text{ }}A{\text{ }} = {\text{ }}50\% {\text{ }} - {\text{ }}\% {\text{ }}X \hfill \\ A = \frac{1}{2} - X \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered} \% X = 50\% - \% A \hfill \\ X = \frac{1}{2} - A \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Vận dụng các công thức đã học cho phép xác định được  tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit  trong phân tử ADN hay gen.

2. Các dạng bài tập:

Bài tập 1:   Khối lượng phân tử của một phân tử ADN bằng 6.10⁸ đvC . Trong phân tử ADN này số lượng nuclêôtit loại Timin ít hơn loại nuclêôtit khác là  2.10⁵ nuclêôtit . Xác định số lượng từng loại nuclêôtit trong phân tử ADN đó.

Giải:

Số nuclêôtit của cả phân tử ADN  đó là :

6.  10⁸ :  300 =  2.  10⁶

Loại nuclêôtit khác trong đề bài ta phải hiểu là loại không bổ sung với T, ví như G hoặc X, còn theo NTBS thì A = T.

\(\left\{ \begin{gathered} X + T = {10^6} \hfill \\ X - T = {2.10^5} \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Giải hệ phương trình ta được :

2T = 8. 10⁵ → T = 4. 10⁵

Vậy số X của phân tử ADN bằng :

4.10⁵ +  2.10⁵ =  6.10⁵

     Số nuclêôtit từng loại trong ADN là:

\(\left\{ \begin{gathered} A = T = {4.10^5} \hfill \\ G = X = {6.10^5} \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Một phân tử ADN dài 3,4.10⁶ Å . Số lượng nuclêôtit loại A trong phân tử ADN đó bằng \(\frac{1}{2}\) số nuclêôtit của cả phân tử ADN. Xác định số lượng từng loại nuclêôtit trong phân tử ADN.

Giải:

Số lượng nuclêôtit trên 1 mạch đơn của phân tử ADN là :

3,4. 10⁶  :  3,4 =  10⁶

Số nuclêôtit của cả phân tử ADN:

10⁶   x  2= 2.10⁶      

Số nuclêôtit loại A trong phân tử ADN là:

2. 10⁶ : 5  =  4. 10⁵

Số nuclêôtit loại X là:

X = 10⁶ – 4.10⁵ =  6.10⁵

Số nuclêôtit từng loại trong phân tử ADN là:

\(\left\{ \begin{gathered} A = T = {4.10^5} \hfill \\ G = X = {6.10^5} \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Bài tập 3:   

Một gen dài 0,51µm, có 3900 liên kết hiđrô . Xác định số nuclêôtit từng loại của gen.

Giải:

Số nuclêôtit của gen bằng:

\(N = \frac{{0,{{51.10}^4} \times 2}}{{3,4}} = 3000\)

Theo bài ra ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{gathered} 2A + 3X = 3900 \hfill \\ 2A + 2X = 3000 \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Giải hệ phương trình ta được X = 900

Từ X suy ra \(A = \frac{{3000}}{2} - 900 = 600\) nu

Vậy số nuclêôtit từng loại của gen là:

  A= T = 600 nu

  G = X = 900 nu

Bài tập 4:

Một gen có hiệu số giữa nuclêôtit loại Ađênin với 1 loại nuclêôtit khác bằng 20% và có 2760 liên kết hyđrô. Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen.

Giải:

Số lượng từng loại nu từng loại của gen

Gọi N là số nu của gen ta có:

\(\left\{ \begin{gathered} A - G = 20\% N \hfill \\ A + G = 50\% N \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered} G = X = 15\% N \hfill \\ A = T - 35\% N \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Gen có 2760 liên kết H. Ta có:  H = 2A + 3G = 2760

Hay: \(2.\frac{{35}}{{100}}N + 3.\frac{{15}}{{100}}N = 2760\)→\(75N + 45N = 276000 \to 115N = 2760 \to N = 2400\) 

Vậy số lượng từng loại nu là:

A = T = 35%. 2400 = 840 nu

G = X = 15% . 2400 = 360nu

Bài tập 5:   

  Một phân tử ADN có hiệu số  giữa T với loại nuclêôtit khác bằng 30%. Xác định tỉ lệ phẩn trăm các loại nuclêôtit trong phân tử ADN đó.

Giải:

Theo đề bài thì loại nuclêôtit khác ở đây là G và X , còn % A = %T. Dựa vào công thức đã học và đề bài ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{gathered} T + X = 50\% \hfill \\ T - X = 30\% \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

Giải hệ phương trình ta được: 2X = 20 % X = 10% = G

Suy ra: T=  50% - 10%  = 40%  = A

---