Trả lời nhanh
Công thức cốt lõi của Sinh 9 phần ADN: N = 2A + 2G; A = T, G = X; chiều dài L = (N/2) × 3,4 Å; chu kì xoắn C = N/20; khối lượng M = N × 300 đvC; liên kết hiđro H = 2A + 3G. Với ARN: rN = N/2. Với protein: số bộ ba = N/6. Nhớ nguyên tắc bổ sung là giải được hầu hết bài tập.
1. Nền tảng cần nhớ trước khi dùng công thức
Mọi công thức trong bài đều xuất phát từ hai điều: ADN gồm hai mạch đơn xếp song song, và các nuclêôtit liên kết theo nguyên tắc bổ sung (NTBS): A với T bằng 2 liên kết hiđro, G với X bằng 3 liên kết hiđro.
Quy ước kí hiệu dùng trong bài:
- N: tổng số nuclêôtit của gen (hoặc đoạn ADN); A, T, G, X: số nuclêôtit từng loại trên cả hai mạch.
- A1, T1, G1, X1: số nuclêôtit từng loại trên mạch 1; tương tự cho mạch 2.
- rN, rA, rU, rG, rX: số ribônuclêôtit của mARN và từng loại.
- k: số lần nhân đôi hoặc số lần phiên mã.
2. Công thức về cấu trúc ADN (gen)
| Đại lượng | Công thức | Ghi chú |
|---|---|---|
| Tổng số nuclêôtit | N = A + T + G + X = 2A + 2G | Suy ra A + G = N/2 |
| Nguyên tắc bổ sung | A = T; G = X | Trên cả hai mạch; %A + %G = 50% |
| Quan hệ giữa hai mạch | A1 = T2; T1 = A2; G1 = X2; X1 = G2 | A = A1 + A2 = A1 + T1 |
| Chiều dài | L = (N/2) × 3,4 Å | 1 nm = 10 Å; 1 micrômét = 104 Å |
| Số chu kì xoắn | C = N/20 = L/34 | Mỗi chu kì có 10 cặp nuclêôtit, dài 34 Å |
| Khối lượng | M = N × 300 đvC | Mỗi nuclêôtit nặng trung bình 300 đvC |
| Số liên kết hiđro | H = 2A + 3G = N + G | A–T có 2 liên kết, G–X có 3 liên kết |
| Liên kết hoá trị giữa các nuclêôtit | N − 2 | Mỗi mạch có N/2 − 1 liên kết, hai mạch cộng lại |
Vì sao H = N + G?
Ta có H = 2A + 3G = 2(A + G) + G. Mà A + G = N/2 nên 2(A + G) = N. Vậy H = N + G. Công thức này rất tiện khi đề cho N và H, hoặc cho H và G.
Vì sao chiều dài chỉ tính bằng N/2?
ADN có hai mạch song song, mỗi cặp nuclêôtit chiếm 3,4 Å dọc theo trục. Số cặp là N/2 chứ không phải N, nên chiều dài là (N/2) × 3,4 Å. Đây là chỗ học sinh hay quên nhất.
3. Công thức về cơ chế nhân đôi ADN
Sau k lần nhân đôi liên tiếp từ một ADN mẹ, ta có các kết quả sau.
| Đại lượng | Công thức |
|---|---|
| Số ADN con tạo ra | 2k |
| Số ADN con có hai mạch hoàn toàn mới | 2k − 2 |
| Số mạch đơn mới được tổng hợp | 2k+1 − 2 |
| Tổng nuclêôtit môi trường cung cấp | N × (2k − 1) |
| Nuclêôtit từng loại môi trường cung cấp | Amt = Tmt = A × (2k − 1); Gmt = Xmt = G × (2k − 1) |
| Liên kết hiđro bị phá vỡ | H × (2k − 1) |
| Liên kết hiđro được hình thành | H × 2k |
Mẹo nhớ: “ADN con thì mũ k, môi trường cung cấp thì mũ k trừ 1” – vì một ADN mẹ ban đầu vốn đã có sẵn, không phải lấy từ môi trường.
Lưu ý: nhân đôi theo nguyên tắc bán bảo toàn, nên luôn chỉ có 2 ADN con chứa mạch cũ của ADN mẹ, dù k bằng bao nhiêu.
4. Công thức về ARN và quá trình phiên mã
mARN được tổng hợp trên mạch gốc của gen theo NTBS, với U thay cho T: A–U, T–A, G–X, X–G.
| Đại lượng | Công thức |
|---|---|
| Số ribônuclêôtit | rN = rA + rU + rG + rX = N/2 |
| Chiều dài mARN | LARN = rN × 3,4 Å = Lgen |
| Khối lượng mARN | M = rN × 300 đvC |
| Liên kết hoá trị giữa các ribônuclêôtit | rN − 1 |
| Quan hệ với mạch gốc | rA = Tgốc; rU = Agốc; rG = Xgốc; rX = Ggốc |
| Quan hệ với cả gen | A = T = rA + rU; G = X = rG + rX |
| Phiên mã k lần: nuclêôtit môi trường cung cấp | rN × k (mỗi loại: rA × k, rU × k, rG × k, rX × k) |
Một gen có thể phiên mã nhiều lần, nhưng chỉ dùng một mạch làm khuôn, nên mỗi lần chỉ tạo một mARN. Khác với nhân đôi, phiên mã không có chuyện “trừ 1”.
5. Công thức về protein và quá trình dịch mã
Cứ 3 ribônuclêôtit liên tiếp trên mARN (một bộ ba mã hoá, hay côđon) quy định một axit amin. Từ đó có chuỗi quan hệ: gen → mARN → axit amin.
| Đại lượng | Công thức |
|---|---|
| Số bộ ba trên mARN | rN/3 = N/6 |
| Số bộ ba mã hoá axit amin | N/6 − 1 (trừ bộ ba kết thúc không mã hoá axit amin) |
| Số axit amin của phân tử protein hoàn chỉnh | N/6 − 2 (trừ thêm axit amin mở đầu bị cắt bỏ) |
| Số liên kết peptit | Số axit amin − 1 |
| Khối lượng protein | M ≈ số axit amin × 110 đvC |
Lưu ý quan trọng: nhiều đề Sinh 9 chỉ yêu cầu “số axit amin = N/6 − 1” hoặc thậm chí “N/6”. Em cần đọc kĩ đề và theo cách tính thầy cô đã dạy. Nếu đề không nhắc đến bộ ba kết thúc và axit amin mở đầu, hãy ghi rõ giả thiết của mình trong bài làm.
6. Ví dụ minh hoạ có lời giải
Ví dụ. Một gen có A = 600 nuclêôtit, G = 900 nuclêôtit. Hãy tính: (a) N, L, C, M, H; (b) số nuclêôtit môi trường cung cấp khi gen nhân đôi 3 lần; (c) số ribônuclêôtit của mARN và số axit amin của chuỗi hoàn chỉnh.
Giải.
- N = 2A + 2G = 1200 + 1800 = 3000 nuclêôtit.
- L = (3000/2) × 3,4 = 5100 Å; C = 3000/20 = 150 chu kì; M = 3000 × 300 = 900 000 đvC.
- H = 2 × 600 + 3 × 900 = 3900. Kiểm tra lại: N + G = 3000 + 900 = 3900 ✓.
- Nhân đôi 3 lần: số ADN con = 23 = 8. Môi trường cung cấp N × (23 − 1) = 3000 × 7 = 21 000 nuclêôtit; trong đó A = T = 600 × 7 = 4200, G = X = 900 × 7 = 6300.
- rN = N/2 = 1500; số bộ ba = 1500/3 = 500; số axit amin của chuỗi hoàn chỉnh = 500 − 2 = 498; số liên kết peptit = 497.
7. Lỗi sai thường gặp
- Quên chia 2 khi tính chiều dài: dùng N × 3,4 thay vì (N/2) × 3,4.
- Nhầm đơn vị: chiều dài cho bằng nm hay micrômét mà không đổi sang Å trước khi tính N.
- Tính H sai: viết H = 2A + 2G hoặc H = 3A + 2G, trong khi A–T chỉ có 2 liên kết, G–X có 3.
- Nhầm “tạo ra” với “môi trường cung cấp”: số ADN con là 2k, còn nuclêôtit lấy từ môi trường là N × (2k − 1).
- Quên U thay T: trong ARN không có T; rU được tạo ra từ A của mạch gốc.
- Dùng cả gen thay cho một mạch: rN = N/2, không phải N.
8. Bài luyện tập có đáp án
Bài 1. Một gen dài 4080 Å, có G chiếm 20% tổng số nuclêôtit. Tính số nuclêôtit từng loại, số liên kết hiđro và số chu kì xoắn.
Đáp án: N = (4080 : 3,4) × 2 = 2400. G = X = 20% × 2400 = 480; A = T = 30% × 2400 = 720. H = 2 × 720 + 3 × 480 = 2880 (kiểm tra: N + G = 2400 + 480 = 2880 ✓). C = 2400/20 = 120.
Bài 2. Gen ở Bài 1 nhân đôi 4 lần. Tính số ADN con, số nuclêôtit loại A môi trường cung cấp và số liên kết hiđro bị phá vỡ.
Đáp án: Số ADN con = 24 = 16. A môi trường = 720 × (16 − 1) = 10 800. Liên kết hiđro bị phá vỡ = 2880 × 15 = 43 200.
Bài 3. Một phân tử mARN dài 2550 Å. Tính số ribônuclêôtit của mARN, số nuclêôtit của gen tổng hợp ra nó và số bộ ba trên mARN.
Đáp án: rN = 2550 : 3,4 = 750. Ngen = 750 × 2 = 1500. Số bộ ba = 750/3 = 250.
Bài 4. Mạch gốc của một gen có A = 150, T = 200, G = 300, X = 350. Tính số ribônuclêôtit từng loại của mARN do gen này tạo ra và số nuclêôtit loại A của cả gen.
Đáp án: rA = Tgốc = 200; rU = Agốc = 150; rG = Xgốc = 350; rX = Ggốc = 300 (tổng rN = 1000). A của gen = Agốc + Tgốc = 150 + 200 = 350, cũng bằng rA + rU = 350 ✓.
9. Cách ôn tập hiệu quả
- Chép bảng công thức ra một tờ giấy nhỏ, mỗi mục chỉ ghi công thức, không ghi ví dụ.
- Làm bài theo thứ tự: tìm N trước, sau đó mới tính các đại lượng khác.
- Luôn thử lại bằng công thức kiểm tra như H = N + G hoặc A = rA + rU.
- Trình bày rõ đơn vị (Å, đvC, nuclêôtit) để không bị trừ điểm.
Câu hỏi thường gặp
Công thức tính số nuclêôtit của gen khi biết chiều dài là gì?
Từ L = (N/2) × 3,4 Å suy ra N = (L : 3,4) × 2, trong đó L tính bằng Å. Nếu đề cho nm thì đổi sang Å (1 nm = 10 Å) trước khi tính.
Tính số liên kết hiđro của gen như thế nào?
H = 2A + 3G, vì cặp A–T có 2 liên kết hiđro và cặp G–X có 3 liên kết. Có thể dùng dạng rút gọn H = N + G để kiểm tra kết quả.
Gen nhân đôi k lần thì môi trường cung cấp bao nhiêu nuclêôtit?
Môi trường cung cấp N × (2^k − 1) nuclêôtit. Với từng loại: A = T = A × (2^k − 1), G = X = G × (2^k − 1). Phải trừ 1 vì ADN mẹ ban đầu đã có sẵn.
Số axit amin của phân tử protein tính thế nào?
Số bộ ba trên mARN là rN/3 = N/6. Bộ ba kết thúc không mã hoá axit amin nên có N/6 − 1 axit amin được lắp ráp, và chuỗi hoàn chỉnh còn N/6 − 2 vì axit amin mở đầu bị cắt bỏ. Cần theo yêu cầu của đề bài.