Các dạng bài tập về quá trình nhân đôi ADN

Ban đầu có n phân tử chỉ chứa N¹⁵

Chuyển sang môi trường N¹⁴, nhân đôi 5 lần

→ tạo ra n.2⁵ = 512 phân tử ADN

→ n = 16

Theo qui tắc bán bảo toàn

→ 16 phân tử chỉ chứa N¹⁵ tạo ra 32 phân tử chứa 1 mạch N¹⁴, 1 mạch N¹⁵. Và 480 phân tử chỉ chứa N¹⁴

8 vi khuẩn N¹⁵ trong môi trường N¹⁴ trong 3 thế hệ

→ 8 × 2³ = 64 vi khuẩn con

Trong đó có:  

16 vi khuẩn có 2 mạch N¹⁵ và N¹⁴

48 vi khuẩn 2 mạch đều là N¹⁴

64 vi khuẩn trên nuôi trong môi trường N¹⁵ trong m thế hệ

→ 64 × 2^m vi khuẩn con

Trong tất cả các vi khuẩn con, số mạch N¹⁴ là: 16 + 48×2 = 112

→ Số mạch chứa N¹⁵ là: 64 × 2^m × 2 – 112 = 1936

→ m = 4

Tổng số vi khuẩn con được tạo ra là 64 × 2⁴ = 1024.

Một ADN tự sao k lần liền cần số nuclêôtit tự do là: N_mt = N × (2^k -1)

Tổng số nucleotide: N = L : 3,4 x 2 = 3000 nucleotide

Số nucleotide cần cho gen tự sao 5 lần là 3000 × (2⁵ – 1) = 93000

Số nuclêôtit của gen ban đầu:

A = T₁ + A₁  = 30 + 60 = 90

G = X₁ + G₁ = 120 + 80 = 200

ADN tự sao 1 lần → cần A = T = 90 nu và G = X = 200 nu

Số nucleotit của gen là: \(N = \frac{{2L}}{{3,4}} = 1600\)

Ta có N/2 = A₂ + T₂ +G₂ +X₂ = 800 ↔ 4X₂ + 2X₂ +4/3X₂ +X₂ =800 →X₂ =25/3X₂=800 →X₂ = 96

A=A₂ + T₂ = 6X₂ =576

ADN này nhân đôi liên tiếp 2 lần, môi trường nội bào đã cung cấp số nucleôtit loại A là: A_mt = A×(2² – 1)=1728

Gen có chiều dài là 5100Å → N= (5100 : 3,4) × 2= 3000 nuclêôtit

Gen có số liên kết hidro là 3900.

Ta có hệ phương trình $\left\{ \begin{gathered}2A + 3G = 3900 \hfill \\2A + 2G = 3000 \hfill \\\end{gathered}  \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{gathered}A = T = 600 \hfill \\G = X = 900 \hfill \\\end{gathered}  \right.$

Gen nhân đôi 2 lần thì lấy ở môi trường số nucleotide các loại là

A_MT =T_MT = A × (2²-1) = 1800

G_MT =X_MT = G × ( 2²-1) = 2700

Gen dài 3060Å ↔ có tổng số nu là: 2A + 2G = 3060 : 3,4 × 2 = 1800 nuclêôtit

Gen I có A_I = 20% → Gen I có A_I = T_I = 360

→ Vậy G_I = X_I = 540

Gen II có G_II = 3/2 A_I → Gen II có G_II = X_II = 3/2 × 360 = 540

→ Vậy A_II = T_II = 360

Gen I nhân đôi a lượt, gen II nhân đôi b lượt

Số loại nu X môi trường cung cấp là: 540(2^a – 1) + 540(2^b - 1) = 2160

Do a,b là số nguyên dương

→ Vậy a = 1 và b = 2 hoặc ngược lại.

Tổng số liên kết hidro được hình thành sau k lần nhân đôi là: 2H × (2^k -1).

N = 5100 : 3,4 × 2 = 3000 nuclêôtit.

A = 3000 × 1 : 3 = 1000 → G = 1500 - 1000 = 500 nuclêôtit.

Số liên kết H của gen là: 2 × 1000 + 3 × 500 = 3500

Tổng số liên kết H được hình thành sau 2 lần nhân đôi là: 3500 × 2 × (2² – 1) = 21000

2 x (2A + 3G) = 3800; 2 x (3G – 2A) = 1000 → A = 350; G = 400.

→ Số nu trên 1 mạch gen: A + G = 350 + 400 = 750.

→ Chiều dài gen: 750 x 3,4 = 2550 Å.

Số liên kết H bị phá vỡ là trong lần nhân đôi thứ k là: H = H× 2^{k – 1}

Tổng số liên kết hidro bị phá vỡ sau k lần nhân đôi là: H× (2^k -1).

N = 5100 : 3,4 × 2 = 3000

A = 3000 : 2 : 3 × 2 = 1000

G = A : 2 = 500

Số liên kết H bị hủy là: 1000 × 2 × (2² – 1) + 500 × 3 × (2² – 1) = 10500

Liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotit trong 1 mạch thì không bị phá vỡ.

%X = 50% - %A = 50% - 30% = 20%

N = X : 0,2 = 450 : 0,2 = 2250

Tổng số liên kết hóa trị được hình thành là (2250 – 2) × (2⁵ -1) = 69688

Số đoạn mồi cần cung cấp cho 1 đơn vị này tái bản = số đoạn Okazaki + 2

Vi khuẩn chỉ có một đơn vị tái bản.

Số đoạn mồi = số đoạn Okazaki + 2 = 50 +2 = 52

5 đơn vị tái bản ↔ có 10 chạc chữ Y

Mỗi chạc chữ Y có 1 mạch liên tục và 1 mạch gián đoạn

Xét đơn vị tái bản 1:

- có 14 đoạn Okazaki ↔ có 14 đoạn mồi

- có 2 mạch liên tục ↔ có 2 đoạn mồi

Vậy ta có thể tính số đoạn ARN mồi đã được tổng hợp để thực hiện quá trình nhân đôi ADN đoạn giữa trên là:  14 + 16 + 22 + 18 + 24 + 2 x 5 = 104

4 đơn vị tái bản với tổng 50 đoạn Okazaki

→ số đoạn mồi cần cho 1 phân tử ADN nhân đôi 1 lần là : 50 + 4×2 = 58

Giả sử phân tử ADN đề bài nhân đôi n lần

→ số đoạn mồi cần là 58 × (2ⁿ – 1) = 870

→n = 4