1. Một gen có khối l¬ợng 540.000 đvC và có 27,5% Ađênin. Gen nhân đôi 4 lần. Xác định: a. Số l¬ợng nuclêôtit từng loại của gen b. Số liên kết hydro đ¬ợc hình thành và b

Lời giải chi tiết

1. Gen có khối lượng $540.000$ đvC

a) Số nuclêôtit từng loại

Lấy khối lượng trung bình của một nuclêôtit là $300$ đvC, tổng số nuclêôtit của gen là $N=\dfrac{540.000}{300}=1.800$.

Vì ADN mạch kép có $A=T$ và $G=C$, ta được $A=T=27,5\%\times1.800=495$ và $G=C=\dfrac{1.800-2\times495}{2}=405$.

b) Số liên kết hiđrô bị phá vỡ và được hình thành

Mỗi cặp $A-T$ có $2$ liên kết hiđrô, mỗi cặp $G-C$ có $3$ liên kết hiđrô. Một phân tử gen có $H=2A+3G=2\times495+3\times405=2.205$ liên kết hiđrô.

Qua $4$ lần nhân đôi, số phân tử ADN làm khuôn ở các lần lần lượt là $1$, $2$, $4$, $8$. Tổng số phân tử làm khuôn là $1+2+4+8=15$. Do đó, số liên kết hiđrô bị phá vỡ là $15H=15\times2.205=33.075$.

Mỗi phân tử ADN làm khuôn tạo ra $2$ phân tử ADN con; ở mỗi phân tử con, các liên kết hiđrô giữa hai mạch được hình thành. Vậy số liên kết hiđrô được hình thành là $2\times15H=2\times15\times2.205=66.150$.

2. Hai gen tạo ra tổng cộng $10$ gen con

a) Số lần nhân đôi

Một gen nhân đôi $k$ lần tạo ra $2^k$ gen con. Hai số là lũy thừa của $2$, có tổng bằng $10$ và số của gen I nhỏ hơn gen II là $2$ và $8$, vì $2+8=10$. Vậy gen I nhân đôi $1$ lần, gen II nhân đôi $3$ lần.

b) Chiều dài gen I

Hai gen con tạo ra từ gen I có tổng cộng $3.000$ nuclêôtit nên mỗi gen có $N_I=\dfrac{3.000}{2}=1.500$ nuclêôtit. Số cặp nuclêôtit của gen I là $\dfrac{1.500}{2}=750$. Mỗi cặp nuclêôtit làm gen dài thêm $0,34\,\mathrm{nm}$, nên $L_I=750\times0,34=255\,\mathrm{nm}$.

c) Khối lượng gen II

Tám gen con tạo ra từ gen II có tổng cộng $19.200$ nuclêôtit nên mỗi gen có $N_{II}=\dfrac{19.200}{8}=2.400$ nuclêôtit. Khối lượng gen II là $M_{II}=2.400\times300=720.000$ đvC.

Kiến thức cần nhớ

• Với ADN mạch kép: $A=T$, $G=C$; tổng số liên kết hiđrô của một gen là $H=2A+3G$.
• Một gen nhân đôi $k$ lần tạo ra $2^k$ gen con; tổng số phân tử làm khuôn qua các lần nhân đôi là $2^k-1$.
• Mỗi cặp nuclêôtit ứng với chiều dài $0,34\,\mathrm{nm}$; khối lượng trung bình của một nuclêôtit là $300$ đvC.

Lỗi thường gặp

• Nhầm $27,5\%$ ađênin với tỉ lệ của riêng một mạch ADN thay vì của cả gen.
• Cho rằng số liên kết hiđrô hình thành bằng số bị phá vỡ, mà quên mỗi phân tử làm khuôn tạo ra hai phân tử con.
• Dùng tổng số nuclêôtit của tất cả gen con để tính trực tiếp chiều dài hoặc khối lượng của một gen.