Dưới đây là lời giải chi tiết cho 2 câu bài tập Sinh học phân tử về cấu trúc DNA (gene):
Một số công thức cần nhớ:
Chiều dài của gene ($L$): $L = \frac{N}{2} \times 3,4$ (đơn vị $\text{A}^\circ$), trong đó $N$ là tổng số nucleotide của gene. Suy ra tổng số nuclêôtit: $N = \frac{2 \times L}{3,4}$.
Nguyên tắc bổ sung: $A = T$ và $G = C$.
Tổng số nucleotide ($N$): $N = 2A + 2G$.
Số liên kết hydrogen ($H$): $H = 2A + 3G$.
CÂU 1
a. Xác định số nucleotide mỗi loại của đoạn gene:
Bước 1: Tính tổng số nucleotide ($N$) của đoạn gene.
Áp dụng công thức chiều dài:
$N = \frac{2 \times L}{3,4} = \frac{2 \times 4080}{3,4} = 2400 \text{ (nucleotide)}$
Bước 2: Lập hệ phương trình để tính số nucleotide mỗi loại.
Theo nguyên tắc bổ sung và công thức tổng số nu:
$2A + 2G = 2400 \Rightarrow A + G = 1200 \quad (1)$
Theo đề bài, tỉ lệ $\frac{A}{G} = \frac{2}{3} \Rightarrow 3A - 2G = 0 \quad (2)$
Bước 3: Giải hệ phương trình.
Từ $(1)$ ta có $G = 1200 - A$. Thay vào $(2)$:
$3A - 2(1200 - A) = 0$
$3A - 2400 + 2A = 0$
$5A = 2400 \Rightarrow A = 480 \text{ (nucleotide)}$
Suy ra: $G = 1200 - 480 = 720 \text{ (nucleotide)}$.
Kết luận số nu mỗi loại:
$A = T = 480 \text{ nucleotide}$
$G = C = 720 \text{ nucleotide}$
b. Xác định số liên kết hydrogen của đoạn gene:
Áp dụng công thức tính số liên kết hydrogen ($H$):
$H = 2A + 3G$
$H = 2 \times 480 + 3 \times 720 = 960 + 2160 = 3120 \text{ (liên kết)}$
Đáp số Câu 1:
a) $A=T=480$ nu, $G=C=720$ nu.
b) $3120$ liên kết hydrogen.
CÂU 2
Xác định chiều dài của gene:
Bước 1: Tìm số nu loại $A$ và $G$ dựa vào số liên kết hydrogen và tỉ lệ bài cho.
Theo đề bài ta có hệ phương trình:
$\begin{cases} 2A + 3G = 3600 \quad (1) \\ \frac{A}{G} = \frac{3}{2} \Rightarrow A = \frac{3}{2}G \quad (2) \end{cases}$
Bước 2: Thay $(2)$ vào $(1)$ để giải tìm $G$ và $A$:
$2 \times \left(\frac{3}{2}G\right) + 3G = 3600$
$3G + 3G = 3600$
$6G = 3600 \Rightarrow G = 600 \text{ (nucleotide)}$
Suy ra: $A = \frac{3}{2} \times 600 = 900 \text{ (nucleotide)}$.
Bước 3: Tính tổng số nucleotide ($N$) của gene:
$N = 2A + 2G = 2 \times 900 + 2 \times 600 = 1800 + 1200 = 3000 \text{ (nucleotide)}$
Bước 4: Tính chiều dài của gene ($L$):
$L = \frac{N}{2} \times 3,4 = \frac{3000}{2} \times 3,4 = 1500 \times 3,4 = 5100 \text{ (A}^\circ\text{)}$
Đáp số Câu 2:
Chiều dài của gene là $5100 \text{ A}^\circ$.