Xác đinh số phân tử ADN và sỗ chuỗi polinucleotit được tạo ra trong quá trình nhân đôi

I.XÁC ĐỊNH SỐ PHÂN TỬ ADN VÀ CHUỖI POLINUCLEOTIT

a) Tính số phân tử ADN.
Trong quá trình nhân đôi ADN ta có : 

1 ADN mẹ qua 1 đợt tự nhân đôi tạo 2= 2¹ ADN con

1 ADN mẹ qua 2 đợt tự nhân đôi tạo 4= 2² ADN con

1 ADN mẹ qua 3 đợt tự nhân đôi tạo 8= 2³ ADN con

…………………………………………………..…..

1 ADN mẹ qua x đợt tự nhân đôi tạo ra  2^x ADN con

→Qua x đợt tự nhân đôi tổng số ADN con = 2^x

Trong   2^x phân tử ADN có 1 phân tử ADN mẹ ban đầu nên số phân tử AND con được tạo ra là : 2^x - 1

Chú ý : Trong số ADN con tạo ra có 2 ADN con mà mỗi ADN con này có chứa 1 mạch cũ của ADN mẹ. Vì vậy số ADN con có cả 2 mạch có nguyên liệu hoàn toàn từ  nucleotit mới của môi trường nội bào.

 =>  Số ADN con có 2 mạch mới hoàn toàn = 2^x – 2.

Ví dụ 1:  Một phân tử ADN nhân đôi liên tiếp 3 lần . Số phân tử ADN con được tạo ra là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải :

Áp dụng công thức số phân tử ADN con được tạo ra qua n lần nhân đôi là 2n

Số phân tử ADN con được tạo ra sau 3 lần nhân đôi => n = 3 => 2³ = 8 (phân tử)

Ví dụ 2:  Phân tử ADN ở vùng nhân của vi khuẩn Ecoli chỉ chứa N ¹⁵ . Nếu chuyển những vi khuẩn này sang môi trường chỉ có N¹⁴ thì mỗi tế bào vi khuẩn Ecoli sau 5 lần nhân đôi thì sẽ tạo ra bao nhiêu phân tử ADN  trong vùng nhân chỉ chứa N¹⁴ ?

\(\Leftrightarrow\) phân tử ADN có nguyên liệu hoàn toàn mới từ môi trường . 

Hướng dẫn giải :

Số phân tử ADN con được tạo ra sau 5 lần nhân đôi là

                          2⁵ = 32 phân tử

Số phân tử có nguyên liệu hoàn toàn mới sẽ là

                          32 - 2 = 30 phân tử

 Sau 5 lần nhân đôi trong môi trường có chứa N¹⁴ thì sẽ tạo ra 30 phân tử trong vùng nhân chỉ chứa N¹⁴

Ví dụ 3: Có 8 phân tử ADN tự nhân đôi một số lần bằng nhau đã tổng hợp được 112 mạch pôlinuclêôtit mới lấy nguyên liệu hoàn toàn từ môi trường nội bào. Số lần tự nhân đôi của mỗi phân tử ADN trên là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải :

Số mạch đơn mới  được tổng hợp từ một phân tử ADN là

112 : 8 = 14 mạch

Số phân tử AND mới được tổng hợp là 14 : 2 = 7

Ta có 7 + 1 = 8 = 2³

=> Mỗi phân tử ADN nhân đôi 3 lần.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

b) Tính số chuỗi polinucleotit.

Mỗi một phân tử ADN gồm có hai chuỗi polipeptit .

Sau k lần nhân đôi thì số chuỗi polipepetit được tạo ra là : 2 x 2^x

Sau k lần nhân đôi thì số chuỗi polipepetit có nguyên liệu hòan toàn từ môi trường được tạo tổng hợp là  : 2 x (2^x -1).

Ví dụ 4: Phân tử ADN ở vi khuẩn Ecoli chỉ chứa N¹⁵  phóng xạ . Nếu chuyển E.coli này sang môi trường  chỉ có chứa N¹⁴  thì sau 5 lần tự sao.

a)      Tính số mạch polinucleotit được tạo ra sau 5 lần nhân đôi bao nhiêu ?

b)      Tính tỷ lệ các  tỷ lệ các mạch polinucleotit chứa N¹⁵ trong tổng số các mạch được tổng hợp trong các phân tử con là bao nhiêu?

Sau 5 lần tự sao thì số mạch polinucleotit đưuọc tạo ra sau 5 lần nhân đôi là  2 × 2⁵ = 64 (mạch)

Khi chuyển các phân tử Ecoli này sang môi trường chỉ chứa N¹⁴ thì vẫn có 2 mạch gốc ban đầu chứa N¹⁵

=> Tỉ lệ các phân tử ADN chứa N¹⁵ trong các phân tử con là  2:64 = \(\frac{1}{32}\)

Bài 1 : Một gen nhân đôi một số lần đã tạo ra đưuọc 32 gen con . Xác định số lần nhân đôi ?

Bài 2 : Một gen nhân đôi một số lần tạo ra tất cả 16 mạch đơn . Xác định số lần nhân đôi ?

Bài 3 : Có 3 gen nhân đôi 4 lần bằng nhau . Xác định số gen con được tạo ra ?