Tổng hợp lý thuyết bài tập nhân đôi adn có đáp án chi tiết sinh học lớp 12

PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP NHÂN ĐÔI ADN

Bài 1. Một phân tử ADN nhân đôi 5 lần. Hãy xác định:
a. Số phân tử ADN được tạo ra.
b. Trong số các phân tử ADN được tạo ra, có bao nhiêu phân tử mang 1 mạch của ADN ban đầu?
c. Số phân tử ADN được cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường.

Lời giải chi tiết:

Công thức giải nhanh:

Một phân tử ADN tiến hành nhân đôi k lần thì:

–       Số phân tử ADN được tạo ra = 2^k.

–      Số phân tử ADN có cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường = số phân tử ADN được tạo ra – 2 = 2^k – 2.

–     Số nuclêôtit mỗi loại cần cung cấp = số nuclêôtit loại đó ´ (2^k – l)

A_mt = T_mt = A_ạdn ´ (2^k -1); G_mt =X_mt =G_adn ´ (2^k – 1).

Chứng minh:

a)       Số phân tử ADN có cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường = 2^k – 2.

Vì quá trình nhân đôi ADN diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn cho nên 2 mạch của ADN ban đầu luôn đi vào 2 ADN con. Do đó, luôn có 2 phân tử ADN có chứa một mạch cũ và một mạch mới.

 

→ Số phân tử ADN hoàn toàn mới = 2^k – 2.

b)       Số nuclêôtit loại A mà môi trường cung cấp = A_adn ´(2^k – 1).

–   Nhân đôi k lần thì tạo ra 2^k ADN. Do đó, tổng số nuclêôtit loại A của các ADN = 2^k ´ A.

–     Ban đầu chỉ có 1 ADN cho nên số nuclêôtit loại A mà ban đầu có là A.

→ Số nuclêôtit môi trường cung cấp = tổng số nuclêôtit được tạo ra – số nuclêôtit ban đầu = 2^k ´ A – A = A ´ (2^k – 1).

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có:

1.    Phân tử ADN nhân đôi 5 lần thí sẽ tạo ra số phân tử ADN = 2⁵ = 32.
2.  Vì quá trình nhân đôi diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn cho nên trong số các phân tử ADN con luôn có 2 phân tử ADN mang một mạch của ADN ban đầu = 2.
3.    Số phân tử ADN được cấu trúc hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường:

2^k – 2 = 2⁵ – 2 = = 32-2 = 30.

Bài tập vận dụng:

Một phân tử ADN có tổng số 20000 nuclêôtit và có 20% số nuclêôtit loại A. Phân tử ADN này nhân đôi 4 lần. Hãy xác định:

1.    Số nuclêôtit mỗi loại của phân tử ADN.
2.    Số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi.
3.     Số phân tử ADN được cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường.

Lời giải chi tiết:

1.    Số nuclêôtit mỗi loại của phân tử ADN.

A = T = 20% ´ 20000 = 4000; G = X = 30% ´ 20000 = 6000.

2.    Số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình tự nhân đôi.

A_mt = T_mt = A_ADN ´ (2^k – 1) = 4000 ´ (2⁴ – 1) = 60000.

G_mt = X_mt= G_ADN ´ (2^k – 1) = 6000 ´  (2⁴ – 1) = 90000.

3.     Số phân tử ADN được cấu tạo hoàn toàn từ nguyên liệu môi trường.

= 2^k – 2 = 2⁴ – 2 = 14 (phân tử).

Bài 2. Một phân tử ADN nhân đôi 3 lần đã cần môi trường cung cấp 28000 nuclêôtit loại A và 42000 nuclêôtit loại G. Hãy xác định số nuclêôtit mỗi loại của gen.

Lời giải chi tiết:

Công thức giải nhanh:

 – Một gen nhân đôi k lần đã cần môi trường cung cấp x nuclêôtit loại A thì số nuclêôtit loại A của gen là = $\frac{\operatorname{x}}{{{2}^{k}}-1}$.

– Một gen nhân đôi k lần đã cần môi trường cung cấp y nuclêôtit loại G thì số nuclêôtit loại G của gen là = $\frac{\operatorname{y}}{{{2}^{k}}-1}$.

Chứng minh:

ADN nhân đôi k lần thì số nuclêôtit loại A mà môi trường cung cấp = A_ADN ´ (2^k – 1)

→ Số nuclêôtit loại A của ADN = $\frac{\operatorname{x}}{{{2}^{k}}-1}$.

Tương tự, số nuclêôtit loại G = $\frac{\operatorname{y}}{{{2}^{k}}-1}$.

Vận dụng:

Ở bài này, x = 28000; y = 42000; và k = 3.

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có:

Số nuclêôtit loại A của ADN = $\frac{\operatorname{x}}{{{2}^{k}}-1}=\frac{28000}{{{2}^{3}}-1}=\frac{28000}{7}=4000$.

Số nuclêôtit loại G của ADN = $\frac{42000}{{{2}^{3}}-1}=\frac{42000}{7}=6000$.

Bài tập vận dụng:

Một gen nhân đôi 4 lần đã cần môi trường cung cấp 9000 nuclêôtit loại A và 13500 nuclêôtit loại X. Hãy xác định tổng số liên kết hiđrô của gen.

Cách tính:

Ở bài này, x = 9000, y = 13500 và k = 4.

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có:

Số nuclêôtit loại A của gen = $\frac{9000}{{{2}^{4}}-1}=\frac{9000}{15}=600$.

Số nuclêôtit loại G của gen = $\frac{13500}{{{2}^{4}}-1}=\frac{13500}{15}=900$.

→ Tổng liên kết hiđrô của gen = 2A + 3G = 2 ´ 600 + 3 ´ 900 = 3900.

Bài 3. Một phân tử ADN có N¹⁵, tiến hành nhân đôi 5 lần trong môi trường chỉ có N¹⁴. Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N¹⁴?

Lời giải chi tiết:

Công thức giải nhanh:

Có a phân tử ADN được đánh dấu N¹⁵ tiến hành nhân đôi k lần trong môi trưừng chỉ có N¹⁴ thì số phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N¹⁴ là = a´(2^k – 2).

Chứng minh:

–    Vì quá trình nhân đôi ADN diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn cho nên ban đầu có a phân tử ADN thì sẽ có số mạch ADN chứa N¹⁵ = 2a → Số phân tử ADN có chứa mạch cũ (chứa N¹⁵) = 2a.

–     Sau khi nhân đôi k lần thì sẽ tạo ra số phân tử ADN = a.2^k phân tử.

→ Số phân tử ADN được cấu tạo hoàn toàn từ N¹⁴ (từ nguyên liệu môi trường) = tổng số ADN – số phân tử ADN có N¹⁵ = a.2^k – 2a = a X (2^k – 2).

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có:

Số phân tử ADN chỉ có N¹⁴ = l ´ (2⁵ – 2) = 30.

 

Bài tập vận dụng:

Bài tập 1: Có 5 phân tử ADN được cấu tạo từ các nguyên tử N¹⁵, tiến hành nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N¹⁴. Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ N¹⁴?

Cách tính:

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có: số ADN chỉ có N¹⁴ = 5´(2² – 2) = 15.

Bài tập 2: Có 10 phân tử ADN được cấu tạo từ các nguyên tử N¹⁴, tiến hành nhân đôi 5 lân trong môi trường chỉ có N¹⁵. Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ được câu tạo từ N¹⁵?

Cách tính: Áp dụng công thức giải nhanh, ta có:

Số phân tử ADN chỉ có N¹⁵ = 10´(2⁵ – 2) = 300.

Bài 4. Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N¹⁵ nhân đôi 3 lần trong môi trường chỉ có N¹⁴; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N¹⁵ và tiếp tục tiến hành nhân đôi 5 lần. Hãy xác định:

a)       Có bao nhiêu phân tử ADN có N¹⁴?

b)       Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ có N¹⁵?

Lời giải chi tiết:

Công thức giải nhanh:

Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N¹⁵ nhân đôi m lần trong môi trường chỉ có N¹⁴; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N¹⁵ và tiếp tục tiến hành nhân đôi n lần thì số phân tử ADN có N¹⁴ = 2^m+1 – 2. Số phân tử ADN chỉ có N¹⁵ = tổng số phân tử ADN con – tổng số phân tử ADN có N¹⁴ = 2^m+n – (2^m+1 – 2) = 2^m+n + 2 – 2^m+1.

Chứng minh:

a)  Số phân tử ADN có N¹⁴ = 2^m+1 – 2.

–     Ở m lần nhân đôi trong môi trường có N¹⁴, số phân tử ADN được tạo ra là 2^m.

–     Trong tổng số 2^m phân tử ADN này, có 2 mạch phân tử có N¹⁵ và số mạch

phân tử ADN có N¹⁴ = 2´2^m -2 = 2^m+l – 2.

b)   Số phân tử chỉ chứa N¹⁵ = 2^m+n +2 – 2^m+1.

–     Ở n lần nhân đôi tiếp theo trong môi trường có N¹⁵, số phân tử ADN được tạo ra là 2^m ´ 2ⁿ = 2^m+n phân tử.

–     Tổng số ADN chỉ có N¹⁵ = 2^m+n – (2^m+1 – 2) = 2^m+n +2 – 2^m+1.

Áp dụng công thức giải nhanh ta có:

a)   Số phân tử ADN có N¹⁴ = 2^m+l – 2 = 2³⁺¹ – 2 = 14 phân tử.

b)  Số phân tử ADN chỉ có:

N¹⁵ = 2^m+n + 2 – 2^m+1 = 2³⁺⁵ + 2 – 2³⁺¹ = 2⁸ + 2 – 2⁴= 242

Bài tập vận dụng:

Một phân tử ADN được cấu tạo từ các nuclêôtit có N¹⁵ nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N¹⁴; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N¹⁵ và tiếp tục tiến hành nhân đôi 3 lần. Hãy xác định:

 

a)   Có bao nhiêu phân tử ADN có N¹⁴?

b)  Có bao nhiêu phân tử ADN chỉ có N¹⁵?

Cách tính:

Áp dụng công thức giải nhanh ta có:

a)   Số phân tử ADN có N¹⁴ = 2^m+1 – 2 = 2^2+l – 2 = 6 phân tử.

b)  Số phân tử ADN chỉ có: N¹⁵ = 2^m+n + 2 – 2^m+1 = 2²⁺³ + 2 – 2²⁺¹ = 2⁵ + 2 – 2³ = 26.

Bài 5. Có 10 phân tử ADN được cấu tạo từ N¹⁵ tiến hành nhân đôi 2 lần trong môi trường chỉ có N¹⁴; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N¹⁵ và tiếp tục tiến hành nhân đôi 3 lần. Hãy xác định:

a)   Số phân tử ADN có N¹⁴ là bao nhiêu?

b)   Số phân tử ADN chỉ có N¹⁵ là bao nhiêu?

Lời giải chi tiết:

Công thức giải nhanh:

Có a phân tử ADN được cấu tạo từ N¹⁵ tiến hành nhân đôi m lần trong môi trường chỉ có N¹⁴; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N¹⁵ và tiếp tục tiến hành nhân đôi n lần thì số phân tử ADN có N¹⁴ = a´ (2^m+1 – 2); Số phân tử chỉ có N¹⁵ = a´(2^m+n + 2 – 2^m+1).

Chứng minh:

a)  Số phân tử ADN có N¹⁴ = a´(2^m+1 – 2).

–     Ở m lần nhân đôi trong môi trường có N¹⁴, số phân tử ADN được tạo ra là a´2^m.

–    Trong tổng số a´2^m phân tử ADN này, có số mạch phân tử ADN chứa N¹⁵ là 2a; Số mạch phân tử ADN có N¹⁴ = 2a´2^m – 2a = a(2^m+1 – 2).

b)  Số phân tử chỉ chứa N¹⁵ = a´(2^m+n + 2 – 2^m+1).

–    Ở n lần nhân đôi tiếp theo trong môi trường có N¹⁵, số phân tử ADN được tạo ra là

a´2^m ´ 2ⁿ = a´2^m+n phân tử.

–     Tống số ADN chỉ được cấu tạo từ:

N¹⁵ = a´2^m+n – a´(2^m+1 – 2) = a´(2^m+n +2 – 2^m+1).

Vận dụng công thức giải nhanh, ta có:

a)   Số phân tử ADN có N¹⁴ = a´ (2^m+1 – 2) = 10 ´ (2²⁺¹ – 2) = 60 phân tử.

b)   Số phân tử có N¹⁵ = a´ (2^m+n + 2 – 2^m+l) = 10´ (2²⁺³ + 2 – 2^2+l) = 260 phân tử.

Bài tập vận dụng:

Có 5 phân tử ADN được cấu tạo từ N¹⁵ tiến hành nhân đôi 3 lần trong môi trường chỉ có N¹⁴; Sau đó tất cả các ADN con đều chuyển sang môi trường chỉ có N¹⁵ và tiếp tục tiến hành nhân đôi 5 lần. Hãy xác định:

a)   Số phân từ ADN có N¹⁴ là bao nhiêu?

b)   Số phân tử ADN chỉ có N¹⁵ là bao nhiêu?

Lời giải chi tiết:

 

Vận dụng công thức giải nhanh, ta có:

a)   Số phân tử ADN có N¹⁴ = a ´ (2^m+1 — 2) = 5´(2^3+l – 2) = 70 phân tử.

b)   Số phân tử có N¹⁵ = a´(2^m+n + 2 -2^m+l) = 5´(2³⁺⁵ + 2 – 2^3+l) = 1210 phân tử.