Câu hỏi:Trong quá trình nhân đôi ADN, vì sao trên mỗi chạc tái bản [chạc chữ Y] có một mạch được tổng hợp liên tục còn mạch kia được tổng hợp gián đoạn?
A.Vì enzim ADN polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 53.
B.Vì enzim ADN polimeraza chỉ tác dụng lên mạch khuôn có chiều 53.
C.Vì enzim ADN polimeraza chỉ tác dụng lên mạch khuôn có chiều 35.
D.Vì enzim ADN polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 35.
Lời giải:
Đáp án đúng:A.Vì enzim ADN polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 53.
Giải thích:
Nguyên nhân là do enzim ADN polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 53 nên trên mạch c có chiều 35, còn trên mạch 5 3 thìđược tổng hợp giánđoạn.
Cùng Top lời giải đi tìm hiểu về ADN và kiến thức nhân đôi ADN nhé.
I. Kiến thức về ADN
- ADN được cấu trúc theo nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc đa phân mà đơn phân là 4 loại nuclêôtit A, T, G, X. Nhờ được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân cho nên chỉ với 4 loại nuclêôtit nhưng có thể tạo ra vô số loại ADN khác nhau.
- Phân tử ADN mạch kép luôn có số nuclêôtit loại A = T; G = X. Nguyên nhân là vì ở ADN mạch kép, A của mạch 1 luôn liên kết với T của mạch 2 và G của mạch 1 luôn liên kết với X của mạch 2. Vì vậy, nếu một phân tử ADN có số nuclêôtit loạiA#T hoặc G#X thì chứng tỏ đó là ADN mạch đơn.
- ADN của sinh vật nhân thực và ADN của sinh vật nhân sơ đều có cấu trúc mạch kép. Tuy nhiên, ADN sinh vật nhân thực có dạng mạch thẳng còn ADN của sinh vật nhân sơ có dạng mạch vòng và không liên kết với prôtêin histon. ADN của ti thể, lục lạp có cấu trúc mạch vòng tương tự như ADN của vi khuẩn.
- Ở trong cùng một loài, hàm lượng ADN ở trong nhân tế bào là đại lượng ổn định và đặc trưng cho loài. Vì vậy, nếu tế bào gan có hàm lượng ADN ở trong nhân là x pg thì tế bào mắt cũng có hàm lượng ADN trong nhân là x pg.
- Hàm lượng ADN ở trong tế bào chất không ổn định cho nên không có tính đặc trưng cho loài. Hàm lượng ADN trong tế bào chất không ổn định vì số lượng bào quan ti thể, lục lạp không ổn định, thay đổi tùy từng loại tế bào.
II. Kiến thức về nhân đôi ADN
- Được gọi là nhân đôi ADN là vì từ 1 phân tử tạo thành 2 phân tử và cả 2 phân tử này hoàn toàn giống với phân từ ban đầu.
- Quá trình nhân đôi ADN cần nhiều loại enzym khác nhau, trong đó mỗi loại enzym chỉ có một hoạt tính nhất định.
+Enzymtháo xoắn làm nhiệm vụ tháo xoắn và tách 2 mạch của ADN.
+EnzymADNpôlimerazalàm nhiệm vụ gắn các nuclêôtit tự do vào đầu 3OH để kéo dài mạch pôlinuclêôtit theo chiều từ 5 đến 3.
+Enzym ligazalàm nhiệm vụ nối các đoạnOkazakiđể tạo mạch pôlinuclêôtit hoàn chỉnh.
- Mạch mới luôn được tổng họp kéo dài theo chiều từ 5 đến 3 là vì enzym ADN pôlimeraza có chức năng gắn nuclêôtit tự do vào đầu 3OH của mạch pôlinuclêôtit.
- Trong quá trình nhân đôi, trên mỗi phễu tái bản thì một mạch được tổng hợp liên tục, một mạch được tổng hợp gián đoạn. Nếu tính trên cả phân tử thì mạch nào cũng được tổng hợp gián đoạn [đầu này gián đoạn, đầu kia liên tục].
- Quá trình nhân đôi được tiến hành suốt chiều dọc của phân tử ADN. Do đó, tất cả các gen trên một phân tử ADN luôn có số lần nhân đôi bằng nhau. Ví dụ, hai gen A và B cùng thuộc một phân tử ADN thì nếu gen A nhân đôi 10 lần thì gen B cũng nhân đôi 10 lần.
- Quá trình nhân đôi ADN là cơ sở cho sự nhân đôi của NST, từ đó dẫn tới sự phân chia tế bào và sự sinh sản của cơ thể sinh vật.
* Các lưu ý để giải nhanh về nhân đôi ADN
-Mỗi loạienzymchỉ có một chức năng [ADNpôlimerazachỉ có chức năng tổng hợp nuclêôtit mới;Ligazachỉ có chức năng nối các đoạnOkazakiđể tạo mạch hoàn chỉnh].Nếuthấy đề nêu chức năng khác thì đó là phát biếu sai.
-Quá trình nhân đôi luôn diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn; Có khi không theo nguyên tắc bố sung.
-Trong điều kiện không có đột biến thì các phân tử ADN ở trong nhân tế bào sẽ có số lần nhân đôi bằng nhau. Các phân tử ADN trong tế bào chất có sổ lần nhân đôi không bằng nhau. Vì vậy, nếu đề Bài nói rằng: tất cả các phân tử ADN trong tế bào đều có số lần nhân đôi bằng nhau thì đó là phát biểu sai.
-Trên mỗi ADN dạng vòng thì chỉ có một điểm khỏi đầu nhân đôi ADN; Trên mỗi ADN mạch thẳng thì có nhiều điểm khói đầu nhân đôi ADN. Vì vậy, ADN của vi khuẩn, ADN của tế bào chất chỉ có 1 điểm khỏi đầu nhân đôi.
III. Phương pháp giải các dạng bài tập về quá trình nhân đôi ADN
1. Xác đinh số lần tự nhân đôi,số phân tử ADN và sỗ chuỗi polinucleotit được tạo ra trong quá trình nhân đôi
a] Tính số phân tử ADN:
1 ADN mẹ qua 1 lần tự nhân đôi tạo 2= 21ADN con
1 ADN mẹ qua 2 lần tự nhân đôi tạo 4= 22ADN con
1 ADN mẹ qua 3 lần tự nhân đôi tạo 8= 23ADN con
1 ADN mẹ qua k lần tự nhân đôi tạo ra 2kADN con
Quak lần tự nhân đôi
Tổng sốADN tạo thành=2k
Trong 2kphân tử ADN tạo thành có một phân tử ADN mẹ ban đầu.
Tổng sốADN conTổng số ADN con=2k1
Dù ở đợt tự nhân đôi nào, trong số ADN con tạo ra từ 1 ADN ban đầu, vẫn có 2 ADN con mà mỗi ADN con này có chứa 1 mạch cũ của ADN mẹ.Có nghĩa là luôn có 2 mạch ADN ban đầu.
Vì vậy số ADN con còn lại có cả 2 mạch có nguyên liệu hoàn toàn từ nucleotit mới của môi trường nội bào.
SốADN con có2 mạch mới hoàn toànSố ADN con có 2 mạch mới hoàn toàn=2k2
b] Tính số chuỗi polinucleotit.
Mỗi một phân tử ADN gồm có hai chuỗi polinucleotit. Sau k lần nhân đôi thì số chuỗi polinucleotit được tạo ra là:
2×2k
Sau k lần nhân đôi thì số chuỗi polinucleotit có nguyên liệu hoàn toàn từ môi trường được tổng hợp là:
2×[2k1]
2. Tính số nucleotit môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi.
Phân tử ADN mới được tạo ra có thành phần cấu tạo và số lượng các loại nucleotit giống với phân tử ADN ban đầu.
-Khi gen nhân đôi một lần:
Nmt= Ngen
Amt= Tmt= Agen= Tgen
Gmt= Xmt= Ggen= Xgen
-Từ đó nếu phân tử ADN nhân đôi k lần thì sẽ có:
Nmt=N×[2k1]
Amt=Tmt=T×[2k1]=A×[2k1]
Gmt=Xmt=G×[2k1]=X×[2k1]
3. Xác định số liên kếthiđrô và liên kết cộng hóa trị được hình thành và bị phá hủy trong nhân đôi.
a] Tính số liên kết hiđrô [H].
Số liên kết H trong một phân tử ADN là:2A + 3G= 2A + 2G + G =N + G
Số liên kết H được hình thành trong lần nhân đôi thứ k là Hht= H× 2k
Tổng số liên kết hidro được hình thành sau k lần nhân đôi [bao gồm cả các lần nhân đôi từ 1 k] là:
H=H×[21+22+...+2k]=2H×[2k1]
Số liên kết H bị phá vỡ là trong lần nhân đôi thứ k là: H = H× 2k-1
Tổng số liên kết hidro bị phá vỡ sau k lần nhân đôi là:
H=H×[20+21+...+2k -1]=H×[2k1]
b] Tính số liên kết cộng hóa trị
Liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotit trong 1 mạch thì không bị phá vỡ, sau khi nhân đôi thì số lượng liên kết hóa trị tăng lên gấp đôi.
Sau khi nhân đôi k lần thì số liên kết hóa trị của phân tử là
HThinhthanh=HT×[2k1]
4. Tính số đoạn mồi và đoạn Okazaki xuất hiện trong nhân đôi
Xét với một chạc chữ Y:
Mạch được tổng hợp liên tục có 1 đoạn mồi để khởi đầu, 0 đoạn Okazaki.
Mạch được tổng hợp gián đoạn có: số đoạn mồi = số đoạn Okazaki
Trong một đơn vị tái bản thì có hai chạc chữ Y
Số đoạn mồi xuất hiện trong một chạc chữ Y là
Số đoạn mồi=Số đoạn okazaki+2