Vì sao ADN có tính đa dạng và đặc thù?

Câu hỏi: Vì sao ADN có tính đa dạng và đặc thù?

Trả lời: 

Tính đặc thù của phân tử ADN: do mỗi phân tử ADN được đặc trưng số lượng, thành phần và đặc biệt là trình tự sắp xếp của các nuclêôtit.

Tính đa dạng của phân tử ADN: do phân tử ADN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân (các đơn phân là 4 loại nuclêôtit A, T, G, X). Khi thay đổi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nucleotit thì có thể tạo vô số phân tử ADN khác nhau.

Cùng Top lời giải tìm hiểu về AND nhé!

I. CẤU TẠO HÓA HỌC CỦA PHÂN TỬ ADN

     ADN (axit dêôxiriboonuclêic) thường có trong nhân tế bào hoặc trong ti thể, lục lạp. Thành phần chính cấu tạo nên ADN là 5 nguyên tố hóa học cơ bản là C, O, H, N, P. ADN là phân tử có cấu trúc đa phân, gồm nhiều nuclêotit đơn phân.

     ADN là một chuỗi xoắn kép với 2 mạch pôlinuclêôtit xoắn quanh 1 trục theo chiều đều nhau từ trái sang phải. Các vòng xoắn của ADN có đường kính 20 Ăngstrôn và dài 34 Ăngstrôn, có tổng cộng 10 cặp nuclêôtit.

     AND cấu tạo theo nguyên tắc đa phân: với đơn phân là nuclêôtit.

- Cấu tạo 1 nuclêôtit gồm:

+ 1 phân tử đường (C₅H₁₀O₄).

+ 1 phân tử axit photphoric (H₃PO₄).

+ Bazo nito gồm 4 loại: ađenin (A), timin (T), xitozin (X) và guanin (G).

- Các nuclêôtit chỉ khác nhau ở thành phần bazo nitơ. Vì vậy, tên nucleotit thường được gọi bằng tên bazo nitơ.

- Mỗi phân tử ADN gồm hàng vạn, hàng triệu đơn phân.

- ADN có tính đa dạng và đặc thù thể hiện ở: số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong cấu trúc của ADN có thể tạo ra vô số các phân tử ADN khác nhau.

- Tính đa dạng và đặc thù của ADN là cơ sở cho tính đa dạng và đặc thù của các loài sinh vật.

II. CẤU TRÚC KHÔNG GIAN CỦA PHÂN TỬ ADN

Năm 1953, J. Oatxon và F. Crick công bố mô hình cấu trúc không gian của phân tử ADN.

Cấu trúc không gian của ADN là một trong những yếu tố quan trọng không thể bỏ qua mỗi khi nhắc đến ADN. Bản chất của cấu trúc không gian của ADN chính là có cấu tạo từ hai hệ mạch xoắn kép và song song với nhau, cả hai mạch này sẽ được duy trì xoắn đều tại một trục cố định theo chiều ngược kim đồng hồ hay nói cách khác là từ trái qua phải. 

Các nuclêôtit giữa hai mạch liên kết với nhau bằng các liên kết hiđro tạo thành cặp. 

Mỗi chu kì xoắn cao 34A°, gồm 10 cặp nuclêôtit. Đường kính vòng xoắn là 20A⁰.

- Hệ quả của nguyên tắc bổ sung được thể hiện ở những điểm sau:

+ Dựa vào tính chất bổ sung của hai mạch A liên kết với T, G liên kết với X, do đó khi biết trình tự đơn phân của một mạch thì suy ra được trình tự các đơn phân của mạch còn lại.

+ Về mặt số lượng và tỉ lệ các loại đơn phân trong ADN: A = T, G = X=> A + G = T + X

 Trình tự : 

 - A – T – G – X – X – T – G – A – T - G – (Mạch gốc).

 - T - A – X – G – G – A – X – T – A – X - (Mạch bổ sung).

III. LUYỆN TẬP

Bài 1: Cho biết một phân tử ADN, số nucleotit ( nu ) loại A bằng 100000 nu chiếm 20% tổng số nucleotit. 

a. Tính số nucleotit thuộc loại T, G, X 

b. Chiều dài của phân tử ADN là bao nhiêu mm

Đáp án:

a, Số nu loại A = T = 100000 và chiếm 20%.

Suy ra số nu của ADN là: 100000 : 20% = 500000.

Mà A + G = 50% nên G = X = 30%.

Số  nu loại G = X = 500000 x 30% = 150000

b, Chiều dài ADN là:

500000 : 2 x 3,4 = 850000 Angstrong.

Bài 2: Cho biết trong một phân tử ADN, số nu loại G là 650000, số nu loại A bằng 2 lần số nu loại G. Khi phân tử này tự nhân đôi (1 lần), nó sẽ cần bao nhiêu lần nu tự do trong môi trường nội bào.

Đáp án:

- Số Nu loại A của ADN là:

650000 × 2 = 1300000 Nu

- Tổng số Nu của gen là:

2 × 1300000 + 2 × 650000 = 3900000 Nu

⇒ Khi gen nhân đôi 1 lần môi trường nội bào cần cung cấp cho gen 3900000 Nuclêôtit tự do

Bài 3: Chiều dài của một phân tủ ADN là 0,102mm. a. Khi phân tử ADN này tự nhân đôi nó cần bao nhiêu nu tự do. b. Cho biết trong phân tử ADN, số nu A bằng 160000. tính số lượng mỗi loại nu còn lại.

Đáp án:

 1 mm = 10 000 000 angtronm

0.102mm = 1020000 angtrom

Số nu gen N = 1020:3,4x2= 600 000nu

a, Khi ADN nhân đôi số nu mt cung cấp là 600 000 nu

b, Ta có A=T = 160 000 nu

=> G=X = N: 2 -A= 300 000 - 160 000 = 140 000 nu

Bài 4: Một nu có chiều dài 0,408 mm và có hiệu số giữa nu loại G với loại nu khác là 10% số nu của gen. 

a. Tìm khối lượng của gen. Biết khối lượng trung bình của một nu là 300 đvC. 

b. Tỷ lệ % và số lượng từng loại nu của gen. 

c. Tính số liên kết hidro của gen.

Đáp án:

a. 720000

b. 20%/30%

c. 3120

Giải thích các bước giải:

a. Khối lượng gen: M=N×300=720000đvC

b. ta có

c. ta có N= 2A+2G= 100% →H = 2A+3G= 130%N = 3120 liên kết.

Bài 5: Mạch đơn thứ nhất của gen có 10%A, 30%G. mạch đơn thứ hai gủa gen có20%A. a. Khi gen tự nhân đôi cần tỷ lệ % từng loại nu của môi trường nội bào bằng bao nhiêu? b. Chiều dài của gen là 5100 A . Tính số lượng từng loại nu của mỗi mạch.

Đáp án:

a. Mạch 1 có

A₁=t₂=10%  , G₁=X₂=30% ,

Mạch 2 có : A₂=T₁=20% suy ra X₁=100%-10%-30%-20%=40%

 Ta có A_mt =(A₁+A₂)/2=15% =T_mt 

G_mt=X_mt=(G₁+G₂)/2=35% 

b. Số Nu của gen là 

N=2l/3,4=3000 Nu 

A₁=T₂=10% x1500=150 

G₁=X₂=30%x1500=450 

A₂=T=20%x1500=300

X₁=G₂=40%x1500=600

Bài 7: Một gen có phân tử lượng là 480.10 đvC.

Gen này có tổng nu loại A và một loại nu khác là 480 nu.

a. Tính số nu từng loại của gen. 

b. Gen nói trên gồm bao nhiêu chu kì xoắn.

Đáp án: 

a, Tổng số nucleotit của gen là:

480.10³:300=1600 nucleotit

Theo bài ra ta có:

A+T=480=>A=T=480:2=240 

Số nucleotit mỗi loại của gen là:

(1600−480):2=560 

b, Số chu kì xoắn của gen là

1600:20=80 chu kì xoắn

Bài 8: Một gen có chiều dài 5100A , trong đó nu loại A chiếm 20%. 

a. Số lượng từng loại nu của gen bằng bao nhiêu? 

b. Khi tế bào nguyên phân 3 đợt liên tiếp đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp từng loại nu bằng bao nhiêu? 

c. Tính số liên kết hidro của gen. 

d. Tính số liên tiếp cộng hóa trị của gen.

Đáp án:

a. Số nu của gen là: (5100 : 3.4) x 2 = 3000 nu 

b. Số nu từng loại là: 

A = T = 20% x 3000 = 600 nu 

G = X = (3000 : 2) - 600 = 900 nu 

+ Số nu môi trường cung cấp cho gen nguyên phân 3 lần là: 

Amt = Tmt = 600 x (23 - 1) = 4200 nu 

Gmt = Xmt = 900 x (23 - 1) = 6300 nu 

c. Số liên kết H của gen là: 2A + 3G = 2 x 600 + 3 x 900 = 3600 liên kết 

d. Số liên kết hóa trị của gen là: 2N - 2 = 2 x 3000 - 2 = 5998 liên kết