Chuyên đề Hệ thống một số dạng bài tập về phiên mã và dịch mã

 Chuyên đề: HỆ THỐNG MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ – SINH HỌC 10
PHẦN I. LÍ DO LỰA CHỌN
 - Đây là nội dung kiến thức chuyên sâu của chương trình Sinh học 10, ứng dụng giải nhiều bài 
tập trong các đề thi.
 - Thời gian học phần này trong chương trình sinh học 12 quá ít nên học sinh không biết cách 
giải các bài tập liên quan.
 - Các bài tập rất đa dạng nên việc xây dựng hệ thống bài tập theo các dạng đặc thù là cần thiết, 
giúp học sinh học kiến thức một cách logic, dễ hiểu và có khả năng ứng dụng cao.
PHẦN II. NỘI DUNG
A. PHIÊN MÃ
I. Lí thuyết về phiên mã
1. Cấu trúc của ARN
- ARN là một loại axit Nucleic, được cấu tạo từ các nguyên tố hoá học C, H, O, N, P
- ARN thuộc loại đại phân tử có kích thước và khối lượng lớn nhưng nhỏ hơn nhiều so với ADN
- ARN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, bao gồm nhiều đơn phân, đơn phân là các Nucleotit, mỗi 
Nu có khối lượng trung bình là 300đvC kích thước TB là 3,4Å, bao gồm 3 thành phần
 +1 phân tử axit photphoric (H3PO4)
 +1 phân tử đường 5C (pentozo): đường Ribozo (C5H10O5)
 +1 trong 4 loại bazo nito: A, U, G, X
- Các loại Nu liên kết với nhau bằng liên kết hoá trị (là liên kết được hình thành giữa axit photphoric 
của Nu này với đường 5C của Nu kế tiếp để hình thành nên chuỗi poliNucleotit
- 4 loại Nu sắp xếp với số lượng, thành phần, trình tự khác nhau tạo cho ARN có tính đa dạng và đặc 
thù
- Có 3 loại ARN
*ARN thông tin (mARN)
 +Cấu trúc: Mạch thẳng
 +Chức năng: Làm khuôn để tổng hợp Protein tại riboxom. Sau khi tổng hợp xong protein, 
mARN thường được các enzim phân huỷ
*ARN vận chuyển (tARN)
 +Cấu trúc: Có 1 bộ ba đối mã đặc hiệu (antincodon), có thể nhận ra và bắt đôi bổ sung với bộ 
ba trên ARN thông tin
 +Chức năng: Vận chuyển axit amin tới riboxom
 Vai trò như một “người phiên dịch” dịch trên ARN thông tin thành trình tự các 
axit amin trên chuỗi polipeptit
*ARN riboxom (tARN)
 +Cấu trúc: ARN riboxom kết hợp với protein tạo nên riboxom
 Riboxom gồm 2 tiểu đơn vị tồn tại riêng rẽ trong tế bào chất
 +Chức năng: Là nơi tổng hợp protein
2. So sánh giữa ADN và ARN
- Giống nhau
 +Đều là đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân bao gồm nhiều đơn phân, đơn phân là các 
Nucleotit
 +Một Nu gồm 3 thành phần: 1 phân tử H3PO4, 1 phân tử đường 5C, 1 trong 4 loại bazo nito
 +Có 3 loại bazo nito giống nhau là A, G, X
 +Trên một mạch, các Nu liên kết với nhau bằng liên kết hoá trị
 +Đều có tính đa dạng và đặc thù do số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các đơn phân
- Khác nhau
 ADN ARN
 1 Bài tập 1: Một gen có chiều dài 5100Å, trên mạch 1 của gen có A = 150, T = 450. Mạch 2 có G = 600. 
Tính số lượng và tỉ lệ % từng loại Nu của phân tử ARN thông tin được tổng hợp được nếu mạch 1 là 
mạch gốc?
Bài giải
 Tổng số Nu của gen là: N = 2L/3,4 = 3000Nu
 Theo NTBS có: A1 = 150Nu, T1 = 450Nu, X1 = G2 = 600
 G1 = N/2 – (A1 + T1 + X1) = 300
 rN = N/2 = 1500
 rA = Tgốc = T1 = 450, %rA = 30%
 rU = Agốc = A1 = 150Nu, %rU = 10%
 rG = Xgốc = X1 = 600Nu, %rG = 40%
 rX = Ggốc = G1 = 300Nu, %rX = 20%
3, Dạng 3: Tính chiều dài, khối lượng và số liên kết hoá trị của phân tử ARN thông tin
a, Công thức
 N
 L ARN = Lgen = x 3,4 = rN x 3,4
 2
 N
 MARN = rN x 300 đvC = x 300 đvC
 2
 Tổng số liên kết hoá trị trong phân tử ARN = 2rN – 1 = N – 1
b, Bài tập
Bài tập 1: Phân tử ARN thông tin có A = 2U = 3G = 4X và có khối lượng 27.104đvC
 a, Tính chiều dài của gen?
 b, Tính số lượng từng loại Nu của ARN thông tin?
 c, Tính số liên kết hóa trị giữa axit và đường của phân tử ARN thông tin?
 d, Khi gen nhân đôi 3 lần thì số lượng từng loại Nu MT cung cấp là bao nhiêu?
Bài giải:
a, Tính chiều dài của gen
 Theo đề bài có 
 4
 M ARN = 27.10 = rN x 300 → rN = 900Nu
 L = rN x 3,4 = 900 x 3,4 = 3060Å
b, Tính số liên kết hóa trị giữa axit và đường của phân tử ARN thông tin
 Theo bài ra có rA = 2rU = 3rG = 4rX → rU = rA/2, rG = rA/3, rX = rA/4
 Mà rN = N/2 = rA + rU + rG + rX = rA + rA/2 + rA/3 + rA/4 = 900
 → rA = 432 Nu, rU = 216Nu, rG = 144Nu, rX = 108Nu
c, Số liên kết hoá trị giữa axit và đường
 Hht = 2rN – 1 = 1799 liên kết
d, Theo NTBS có A = T = rA + rU = 648Nu
 G = X = rG + rX = 252Nu
 3
 Amt = Tmt = (2 – 1)648 = 4536Nu
 3
 Gmt = Xmt = (2 – 1)252 = 1764Nu
Bài tập 2: Một gen có chiều dài 4080Å và có 20%A. Mạch 1 của gen có A + G = 42% và A – G = 6%
 a, Tính số lượng từng loại Nu của gen và số lượng từng loại Nu trên mỗi mạch đơn của gen?
 b, Tính số lượng từng loại Nu của mARN được tổng hợp từ gen nói trên nếu mạch 2 của gen là 
 mạch gốc?
 c, Khi gen nói trên nhân đôi 3 lần liên tiếp, tính số lượng từng loại Nu môi trường cung cấp cho 
quá trình nhân đôi của gen?
Bài tập 3: Bốn loại ribonucleotit A, U, G, X của một phân tử ARN lần lượt phân chia theo tỉ lệ: 2 : 4 : 
3 : 6. Số liên kết hóa trị Đ-P của ARN là 2999.
 a, Tính chiều dài của ARN đó?
 b, Tính số lượng từng loại ribonucleotit?
 3 Lại có: A – G = 20%.
Theo NTBS có : A + G = 50%.
→ A = T= 840, G = X = 360
Số lượng từng loại Nu của ARN là
rA = Tgốc = T1 = A2 = A – A1=540
rU = Agốc = A1=300
rG=Xgốc = X1=G2=G-G1=150
rX=Ggốc=G1=210
b. Số lần sao mã của gen:
Theo đề bài có: Umt = n.rU=1800 →n = 1800/300=6
c. Số lượng từng loại Nu môi trường cung cấp:
rUmt = 1800
rAmt = 6 . 540 = 3240
rGmt = 6 . 150 = 900
rXmt = 6 . 210 = 1260
Bài tập 5: Một gen có 150 chu kì xoắn, gen có 3600 liên kết hidro. Trên mạch 1 (mạch gốc) của gen 
có A = 600, G = 225. Gen sao mã đã đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp 9000Nu.
 a, Tính số lượng và tỉ lệ phần trăm từng loại Nu của gen và của từng mạch đơn?
 b, Tính số lượng và tỉ lệ phần trăm từng loại Nu của một phân tử mARN?
 c, Tính số lượng từng loại Nu MT cung cấp cho quá trình sao mã của gen?
Bài giải
a. - Tổng số Nu của gen: N = 150 x 20 = 3000
- Theo NTBS có 2A + 2G = 3000
 2A + 3G5 = 3600
→ A = T = 900 → %A = %T = 30%
G = X = 600 → %G = %X = 20%
- Số lượng và tỉ lệ phần trăm từng loại Nu trên mỗi mạch đơn
b. Số lượng và tỉ lệ từng loại Nu của ARN là
rA = Tgốc = T1 = A2 = A – A1=300→ %rA = 20%
rU = Agốc = A1=600 → %rU = 40%
rG=Xgốc = X1=G2=G-G1=375 → %rG = 25%
rX=Ggốc=G1=225 → %rX = 15%
c. - Tính số lần sao mã của gen:
n = 9000/1500 = 6
- Số lượng từng loại Nu môi trường cung cấp:
rUmt = 6 . 600 = 3600
rAmt = 6 . 300 = 1800
rGmt = 6 . 375 = 2250
rXmt = 6 . 225 = 1350
Bài tập 6: Một gen có chiều dài 4080Å. Trên mạch thứ nhất của gen có T = 200Nu, X = 250Nu. Trên 
mạch thứ 2 của gen có X= 350Nu. Gen trên sao mã một số lần, môi trường nội bào đã cung cấp 750Nu 
loại X và 1200Nu loại A.
 a, Mạch nào là mạch gốc của gen?
 b, Xác định số lần sao mã của gen?
5, Dạng 5: Tính số liên kết hidro của gen và số liên kết hoá trị của ARN trong quá trình sao mã 
của gen
a, Công thức
 - Tổng số liên kết hidro bị phá vỡ Hphã vỡ = nxH = n(2A + 3G)
 - Tổng số liên kết hidro được hình thành = H
 - Tổng số liên kết hoá trị được hình thành = n (rN-1)
 5 1. Tính tỉ lệ % từng loại ribo nucleotit môi trường cung cấp cho gen sao mã?
2. Nếu gen đó nhân đôi 3 lần, mỗi gen con tạo ra đều sao mã 4 lần và trong quá trình nhân đôi của gen, 
môi trường đã cung cấp 3780G. Xác định:
 a. Chiều dài, khối lượng của mARN?
 b. Số lượng từng loại ribo Nucleotit môi trường cung cấp cho quá trình sao mã của các gen trên?
Bài tập 9: Gen có L = 4080Å, A = 20%, A1 + G1 = 42%, A1 - G1 = 6%. Gen nhân đôi 3 lần liên tiếp, 
mỗi gen con tạo ra sao mã 2 lần
1. Tính số lượng từng loại Nu trên mỗi mạch đơn?
2. Tính số lượng từng loại ribo Nucleotit của mỗi mARN?
3. Tính số lượng từng loại ribo Nucleotit môi trường cung, số liên kết hidro bị phá vỡ số liên kết hoá trị 
hình thành trong toàn bộ quá trình nhân đôi và sao mã trên?
6, Dạng 6: Xác định thời gian sao mã
a, Công thức
 - Đối với mỗi lần sao mã
 +Thời gian sao mã: Là thời gian để mạch gốc của gen tiếp nhận và liên kết các ribonucleotit tự 
do thành phân tử ARn
 +Gọi thời gian để tiếp nhận 1 RN là dt thì thời gian sao mã là
 TGsm (1 lần) = dt. rN
 +Gọi tốc độ sao mã là Vsm (là số RN liên kết được/1giây)
 rN
 TGsm (1 lần)= 
 Vsm
 - Đối với nhiều lần sao mã
 +Nếu thời gian chuyển tiếp giữa 2 lần sao mã không đáng kể thì thời gian sao mã nhiều lần là
 TGsm (nhiều lần) = n. TGsm (1 lần) 
 +Nếu thời gian chuyển tiếp giữa 2 lần sao mã là đáng kể (Δt) thì thời gian sao mã nhiều lần là:
 TGsm (nhiều lần) = n. TGsm (1 lần) + (n – 1)Δt
b, Bài tập
Bài tập 2: Một phân tử ARN có số ribonucleotit loại G = 420 và G chiếm 35% tổng số ribonucleotit. 
Thời gian để gen tiếp nhận và liên kết tất cả ribonucleotit G của ARN là 4,2 giây
 a, Tính tốc độ sao mã của ARN nói trên?
 b, Tính thời gian sao mã tổng hợp ARN?
 c, Nếu gen nói trên sao mã 5 lần liên tiếp, thời gian chuyển tiếp giữa 2 lần sao mã là 2 giây thì 
quá trình sao mã này mất bao nhiêu giây?
Bài giải:
a, Tốc độ sao mã của ARN là
 Vsm = 420/4,2 = 100 rbonucleotit/s
 420x100
 Số RN của phân tử ARN là: rN = = 1200 ribonucleotit
 35
b, Thời gian tổng hợp ARN là
 TGsm = 1200/100 = 12 giây
c, Thời gian sao mã 5 lần
 TGsm (5 lần) = 5 x 12 + 2 (5-1) = 68 giây
Bài tập 3: Gen có chiều dài 0,255µm tiến hành sao mã 4 lần. Biết thời gian để tách liên kết hidro và 
tiếp nhận các ribo Nucleotit của môi trường ở mỗi vòng xoắn là 0,01 giây. Cho biết quá trình sao mã là 
liên tục từ phân tử ARN này sang phân tử ARN khác.
1. Tính tốc độ sao mã và thời gian sao mã của gen nói trên?
2. Nếu quá trình sao mã là không liên tục, giữa các lần sao mã có một khoảng thời gian gián đoạn đều 
nhau là 0,75 giây thì thời gian của quá trình sao mã là bao nhiêu?
 7