Lý thuyết và bài tập tắc nghiệm Sinh học 12 phần ADN, gen và mã di truyền

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. ADN

a, Thành phần hóa học

- Thành phần hóa học: ADN được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N và P.

- Nguyên tắc cấu tạo: Nguyên tắc đa phân (tạo thành từ nhiều đơn phân – nuclêôtit) à ADN vừa đa dạng vừa đặc thù.

- Đơn phân của ADN là nuclêôtit gồm 4 loại: Ađênin (A), Timin (T), Guanin (G), Xitôzin (X).

 + Mỗi nuclêôtit có khối lượng là 300 đvC, dài 3,4 Å.

 + Mỗi nuclêôtit gồm 3 thành phần: 1 phân tử đường đêôxiribôzơ (C₅H₁₀O₄), 1 phân tử axit phôtphoric (H₃PO₄) và một trong 4 loại bazơ nitơ A, T, G, X. Trong đó A và G và 2 loại bazơ lớn (Bazơ purin) còn T và X là 2 bazơ kích thước bé (bazơ pirimidin).

 + Phân tử đường liên kết với axit phôtphoric ở vị trí C₅ và liên kết với bazơ nitơ ở vị trí C₁.

-  Các nuclêôtit liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị (liên kết phôtphodieste) giữa nhóm OH của đường ở vị trí C₃ với nhóm OH của axit H₃PO₄ của nuclêôtit kế tiếp tạo nên chuỗi pôlinuclêôtit có chiều 5’ – 3’.

b, Cấu trúc không gian

- ADN có cấu trúc không gian gồm 2 mạch pôlinuclêôtit ngược chiều nhau và liên kết với nhau bằng các liên kết hiđro giữa các bazơ nitơ đứng đối diện nhau theo nguyên tắc bổ sung (NTBS): A (kích thước lớn) liên kết với T (kích thước bé) bằng 2 liên kết hiđro, G (kích thước lớn) liên kết với X (kích thước bé) bằng 3 liên kết hiđro.

- Hai mạch pôlinuclêôtit xoắn lại với nhau theo một trục tưởng tượng có chiều từ trái sang phải (xoắn trái) theo chu kì đều đặn (10 cặp nuclêôtit/chu kì).

c, Chức năng ADN

- Mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.

2. Gen

a, Khái niệm

- Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa chó một sản phẩm xác định ( chuỗi pôlipeptit hay ARN)

b, Cấu trúc

- Một gen mã hóa prôtêin  gồm 3 vùng trình tự nuclêôtit:

            + Vùng điều hòa nằm ở đầu 3’ mạch mã gốc của gen mang tín hiệu khởi động và kiểm soát quá trình phiên mã.

            + Vùng mã hóa thông tin mã hóa các axit amin

            + Vùng kết thúc nằm ở đầu 5’ mạch mã gốc của gen, mang tín hiệu kết thúc phiên mã.

c, Phân loại

- Gen cấu trúc là gen mang thông tin mã hóa cho các sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc hay chức năng của tế bào. Gen điều hòa là những gen tạo nên sản phẩm kiểm soát hoạt động của gen khác.

d, Gen liên tục và gen phân mảnh

- Gen ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên tục được gọi là gen không phân mảnh.

- Phần lớn gen ở sinh vật nhân thực có vùng mã hóa không liên tục, xen kẽ giữa các đoạn mã hóa axit amin (exon) là các đoạn không mã hóa axit amin (intron) được gọi là gen phân mảnh.

3. Mã di truyền

a, Khái niệm

- Là trình tự các nuclêôtit trong gen quy định trình tự các axit amin trong chuỗi pôlipeptit.

b, Đặc điểm của mã di truyền

- Mã di truyền là mã bộ 3: cứ 3 nuclêôtit kế tiếp nhau quy định 1 axit amin

- Mã di truyền được đọc theo chiều 5’ – 3’ trên mARN bắt đầu từ một điểm xác định và không chồng gối lên nhau.

- Mã di truyền có tính đặc hiệu: mỗi bộ ba chỉ mã hóa một axit amin

- Mã di truyền mang tính thoái hóa: một axit amin có thể được mã hóa bởi nhiều bộ 3.

- Má di truyền có tính phổ biến: tất cả các loài sinh vật đều dùng chung bộ mã di truyền trư một vài ngoại lệ.

- Mã mở đầu là AUG quy định axit amin mêtiônin ở sinh vật nhân thực và foocminmêtiônin ở sinh vật nhân sơ. Bộ ba kết thúc là UAG, UGA và UAA.

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP CHỦ YẾU

1. Bài tập về cấu trúc ADN

- Tính chiều dài phân tử ADN hoặc gen: L = N/2 x 3,4 (Ǻ).

Trong đó, N là tổng số nuclêôtit của phân tử ADN.

Đổi đơn vị: 1mm = 10⁷ Ǻ; 1µm = 10⁴ Ǻ, 1nm = 10 Ǻ

- Tính khối lượng: M = N x 300 đvC

- Tính số chu kì xoắn S = L/34 = N/20 (chu kì)

- Số nuclêôtit:

            + A = T = N/2 – G = N/2 – X (nuclêôtit)

            + G = X = N/2 – A = N/2 – T (nuclêôtit)

            + A = T = A₁ + A₂ = T₁ + T₂ = A₁ + T₁ = A₂ + T₂

            + %A = %T = (%A₁ + %A₂)/2 = (%T₁ + %T₂)/2

Trong đó A₁, T₁, G₁, X₁ là số nuclêôtit mỗi loại trên mạch một của gen; A₂, T₂, G₂, X₂ là số nuclêôtit mỗi loại trên mạch 2 của gen.

- Số liên kết hiđro: H = 2A + 3G

- Số liên kết cộng hóa trị:

            + Giữa các phân tử đường với các phân tử axit phôtphoric trong một nuclêôtit trong toàn ADN: 2(N – 1)

            + Số liên kết cộng hóa trị giữa các nuclêôtit: N – 2

2. Bài tập về cấu trúc gen

- Xác định số đoạn intron và số đoạn exon của gen phân mảnh dựa trên nguyên tắc cấu trúc các đoạn exon xen kẽ các đoạn intron.

- Số exon = số intron + 1

- Số intron = Số exon – 1

3. Bài tập về mã di truyền

- Số kiểu bộ ba mã hóa tối đa = (số loại nuclêôtit tham gia)³

- Số cách mã hóa axit amin: A = (A₁)m₁(A₂)m₂ …(A_k)m_k, trong đó

m₁ là số axit amin thuộc loại 1 có A₁ bộ ba mã hóa.

m₂ là số axit amin thuộc loại 2 có A₂ bộ ba mã hóa.

m_k là số axit amin thuộc loại k có A_k bộ ba mã hóa.

III. CÁC VÍ DỤ MINH HỌA

1. Cấu trúc ADN

Ví dụ 1: Một gen dài 0,51 µm, có số nuclêôtit loại G là 900.

a, Tìm chiều dài, khối lượng của gen.

b, Tính số liên kết hiđro

c, Tính tổng số liên kết cộng hóa trị của gen trên.

Ví dụ 2: Một gen có tổng số liên kết hiđro là 3120. Hiệu số giữa nuclêôtit loại G với một loại nuclêôtit khác bằng 240.

a, Tính chiều dài, khối lượng phân tử ADN trên.

b, Tính số chu kì xoắn của ADN trên.

2. Cấu trúc gen

Ví dụ: Một gen ở sinh vật nhân thực (nhân chuẩn) có 3 đoạn intron. Hãy xác định số đoạn exon của gen đó.

3. Mã di truyền

Ví dụ : Một gen được tạo nên bởi 2 loại nuclêôtit là A và Tthif gen đó có tối đa bao nhiêu kiểu bộ 3? Xác định các loại kiểu bộ 3 đó.

IV. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM THAM KHẢO

Câu 1: Một gen ở sinh vật nhân thực có tổng số liên kết hiđro là 3900. Có hiệu số giữa nuclêôtit loại G và nuclêôtit loại khác là 300. Tỉ lệ (A + T)/(G + X) của gen trên là:

A. 0,67

B. 0,60

C. 1,50

D. 0,50

Câu 2: Bộ ba GUU chỉ mã hóa cho axit amin valin, đây là ví dụ chứng minh:

A. Mã di truyền có tính phổ biến C. Mã di truyền có tính thoái hóa

B. Mã di truyền có tính dặc hiệu D. Mã di truyền là mã bộ ba

Câu 3: Vùng mã hóa của một gen ở sinh vật nhân thực có 5 intron, số exon của gen trên là:

A. 4

B. 5

C. 6

D. 7

Câu 4: Trên vùng mã hóa của gen, trình tự nào sau đây là đúng?

A. 5’ – Vùng điều hòa – vùng mã hóa – vùng kết thúc - 3’

B. 3’ - Vùng điều hòa – vùng mã hóa – vùng kết thúc – 5’

C. 5’ - Vùng điều hòa – vùng phân mảnh – vùng kết thúc – 3’

D. 3’ - Vùng điều hòa – vùng phân mảnh – vùng kết thúc – 5’

Câu 5: Mã kết thúc của một gen nằm ở:

A. đầu vùng kết thúc C. cuối vùng kết thúc

B. giữa vùng kết thúc D. cuối vùng mã hóa

Câu 6: Gen  ở sinh vật nhân thực là:

A. gen phân mảnh C. phần lớn là gen phân mảnh

B. phần lớn là gen không phân mảnh D. gen không phân mảnh

Câu 7: Giả sử có 3 loại nuclêôtit A, T, X cấu tạo nên một gen cấu trúc thì số bộ ba tối đa của gen trên là:

A. 61 C. 27

B. 26 D. 24

Câu 8: Vùng kết thúc của gen nằm ở:

A. Nằm ở đầu 5’ mạch mã gốc của gen, mang tín hiệu kết thúc phiên mã.

B. Nằm ở đầu 3’ mạch mã gốc của gen, mang tín hiệu kết thúc phiên mã.

C. Nằm ở đầu 3’ mạch mã gốc của gen, mang tín hiệu kết thúc dịch mã.

D. Nằm ở đầu 5’ mạch mã gốc của gen, mang tín hiệu kết thúc dịch mã.

Câu 9: Đặc điểm nào không đúng với mã di truyền:

A. Mã di truyền có tính phổ biến tức là tất cả các loài sinh vật đều dùng chung bộ mã di truyền trừ một vài ngoại lệ.

B. Mã di truyền mang tính đặc hiệu tức là mỗi bộ ba chỉ mã hóa cho một axit amin

C. Mã di truyền mang tính thoái hóa tức mỗi bộ ba mã hóa cho nhiều axit amin

D. Mã di truyền là mã bộ ba.

Câu 10: Vùng trình tự của gen nằm ở đầu 3 mạch mã gốc của gen là:

A. Vùng điều hóa, mang tín hiệu khởi động phiên mã.

B. Vùng kết thúc, mang tín hiệu kết thúc phiên mã.

C. Vùng điều hòa, mang tín hiệu khởi động dịch mã.

D. Vùng kết thúc, mang tín hiệu kết thúc dịch mã.

Câu 11:  Intron các đoạn không mã hóa nằm trong vùng:

A. Mã hóa của gen cấu trúc

B. Vùng mã hóa của gen cấu trúc ở sinh vật nhân thực.

C. Vùng mã hóa của gen cấu trúc ở sinh vật nhân sơ.

D. Vùng mã hóa của gen cấu trúc ở tất cả sinh vật.

Câu 12: Mã di truyền mang tính đặc hiệu là:

A. Tất cả sinh vật đều dùng chung bộ mã di truyền

B. Mỗi bộ ba chỉ mã hóa cho một axit amin

C. Mỗi axit amin chỉ được mã hóa bởi một bộ ba

D. Một axit amin được mã hóa bởi nhiều bộ ba.

Câu 13: Một đoạn ADN chứa 3000 nuclêôtit. Tổng số liên kết cộng hóa trị giữa đường và axit của đoạn ADN trên là:

A. 2998 C. 3000

B. 5998 D. 6000

Câu 14: Mã di truyền mang tính thoái hóa nghĩa là:

A. Một bộ ba  mã hóa cho một axit amin

B. Một axit amin chỉ được mã hóa bởi một bộ ba

C. Một bộ ba mã hóa cho nhiều axit amin

D. Một axit amin được mã hóa bởi nhiều bộ ba.

Tải toàn bộ bài đăng và đáp án tại đây