Công thức phiên mã tạo RNA (Phương pháp giải bài tập chi tiết)

---

---

Bài viết Công thức phiên mã tạo RNA với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Công thức phiên mã tạo RNA.

Công thức phiên mã tạo RNA (Phương pháp giải bài tập chi tiết)

1. Công thức xác định trình tự RNA được tạo ra sau phiên mã

1.1. Công thức

- Bước 1: Xác định trình tự mạch mã gốc của gene.

- Bước 2: Xác định trình tự RNA

RNA được tổng hợp dựa trên mạch gốc của gene theo nguyên tắc bổ sung: A_gene sẽ liên kết với U_{tự do}, T_gene sẽ liên kết với A_{tự do}, G_gene sẽ liên kết với C_{tự do} và C_gene sẽ liên kết với G_{tự do}.

1.2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Mạch mã gốc của gene có trình tự các nucleotide: A – T – C – C – G – T – T – A. Hãy xác định trình tự các nucleotide của RNA được tổng hợp từ đoạn gene trên?

Lời giải:

- Bước 1: Trình tự mạch mã gốc của gene là A – T – C – C – G – T – T – A.

- Bước 2: Xác định trình tự RNA

Theo nguyên tắc bổ sung ⇒ RNA: U – A – G – G – C – A – A – U.

Ví dụ 2: Mạch bổ sung của gene có trình tự các nucleotide: A – T – C – C – G – T – T – A. Hãy xác định trình tự các nucleotide của RNA được tổng hợp từ đoạn gene trên?

Lời giải:

Mạch bổ sung của gene:A – T – C – C – G – T – T – A

⇒ Mạch mã gốc của gene: T – A – G – G – C – A – A – T

⇒ Trình tự trên RNA:A – U – C – C – G – U – U – A

Ví dụ 3: Một phân tử mRNA chỉ chứa 3 loại A, U và G. Nhóm các bộ ba nào sau đây có thể có trên mạch bổ sung của gene đã phiên mã ra mRNA nói trên?

A.TAG, GAA, AAT, ATG.

B. ATC, TAG, GCA, GAA.

C. AAG, GTT, TCC, CAA.

D. AAA, CCA, TAA, TCC.

Lời giải:

- Các nucleotide trên mạch bổ sung trên gene và các nucleotide trên mRNA cùng bổ sung với các nucleotide của mạch gốc trên gene. Do đó, các nucleotide trên mRNA giống với các nucleotide trên mạch bổ sung của gene, chỉ khác ở chỗ trên mRNA là U thì trên mạch bổ sung của gene là T.

- Theo giả thiết: mRNA chỉ chứa 3 loại nucleotide là A, U và G.

⇒ Mạch bổ sung của gene chỉ chứa 3 loại nucleotide là A, T và G.

⇒ Phương án nào có chứa C sẽ bị loại.

Chọn A.

2. Công thức xác định số lượng RNA, số nucleotide của RNA, số liên kết hóa trị hình thành sau phiên mã

2.1. Công thức

a. Số lượng phân tử RNA được tạo ra của 1 gene phiên mã k lần = 1 × k.

b. Số nucleotide của RNA được tạo ra sau phiên mã:

- Số nucleotide của 1 RNA = rN = A_RNA + U_RNA + C_RNA + G_RNA = $\frac{N}{2}$.

- Số nucleotide mỗi loại của RNA bổ sung với số nucleotide mỗi loại trên mạch mã gốc của gene: A_RNA = T_gốc; U_RNA = A_gốc; C_RNA = G_gốc, G_RNA = C_gốc.

(Chú ý: Các công thức tính số nucleotide của RNA chỉ được áp dụng đối với quá trình phiên mã của sinh vật nhân sơ có gene không phân mảnh, còn đối với những sinh vật nhân thực thì công thức này chỉ đúng với RNA sơ khai chưa bị cắt bỏ các đoạn không mã hóa.)

c. Nếu 1 gene phiên mã k lần thì số liên kết hóa trị được hình thành = (rN – 1) × k.

2.2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Trên mạch gốc của một gene có 300 A, 600 T, 400 G, 200 C. Gene phiên mã 5 lần. Hãy xác định:

a. Số nucleotide mỗi loại của phân tử RNA.

b. Số phân tử RNA được tổng hợp.

c. Số liên kết hóa trị được hình thành giữa các nucleotide trong quá trình phiên mã trên.

Lời giải:

a. Khi phiên mã, mạch gốc của gene được dùng để làm khuôn tổng hợp RNA, do vậy, số nucleotide mỗi loại của RNA bổ sung với số nucleotide của mạch gốc:

U_RNA = A_gốc = 300; A_RNA = T_gốc = 600; C_RNA = G_gốc = 400; G_RNA = C_gốc = 200.

b. Số phân tử RNA: Cứ 1 lần phiên mã thì tổng hợp được 1 phân tử RNA ⇒ Gene phiên mã 5 lần tổng hợp được 5 phân tử RNA.

c. Khi phiên mã, các nucleotide tự do của môi trường nội bào liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị để tạo nên phân tử RNA. Liên kết hóa trị được hình thành giữa nucleotide này với nucleotide kế tiếp. Do vậy, tổng số liên kết hóa trị bằng tổng số nucleotide trừ 1.

- Tổng số nucleotide của phân tử RNA này là: 600 + 300 + 400 + 200 = 1500 (nu).

- Tổng liên kết hóa trị được hình thành giữa các nucleotide là: 1500 - 1 = 1499 (liên kết).

- Khi gene phiên mã 1 lần thì số liên kết cộng hóa trị được hình thành là 1499. Gene sao mã 5 lần thì số liên kết cộng hóa trị là: 5 × 1499 = 7495 (liên kết).

Ví dụ 2: Một gene ở vi khuẩn có tổng số 2400 nucleotide. Trên mạch bổ sung của gene có tỉ lệ A : T : G : C = 2 : 3 : 3 : 4. Gene phiên mã 10 lần. Hãy xác định:

a. Số nucleotide mỗi loại của mạch gốc.

b. Số nucleotide mỗi loại của phân tử RNA.

c. Số liên kết hóa trị được hình thành giữa các nucleotide trong quá trình sao mã.

Lời giải:

a. Số nucleotide mỗi loại của mạch gốc:

- Tổng số nucleotide của mạch bổ sung = mạch gốc = 2400 : 2 = 1200 (nu).

- Theo bài ra, trên mạch bổ sung của gene có: A : T : G : C = 2 : 3 : 3 : 4

$\Rightarrow \frac{A}{2}=\frac{T}{3}=\frac{G}{3}=\frac{C}{4}=\frac{A+T+G+C}{2+3+3+4}=\frac{1200}{12}=100.$

Vậy số nucleotide mỗi loại trên mạch bổ sung của gene là:

$\frac{A_{bs}}{2}=100\Rightarrow A_{bs}=200.$ $\frac{T_{bs}}{3}=100\Rightarrow T_{bs}=300.$

$\frac{G_{bs}}{3}=100\Rightarrow G_{bs}=300.$ $\frac{C_{bs}}{4}=100\Rightarrow C_{bs}=400.$

- Vì hai mạch của gene liên kết bổ sung với nhau nên số nucleotide mỗi loại trên mạch gốc của gene là: A_gốc = T_bs = 300; T_gốc = A_bs = 200; G_gốc = C_bs = 400; C_gốc = G_bs = 300.

b) Số nucleotide mỗi loại của RNA: Số nucleotide mỗi loại của RNA bổ sung với số nucleotide mỗi loại của mạch gốc $\Rightarrow$A_RNA = T_gốc = 200; U_RNA = A_gốc = 300; C_RNA = G_gốc = 400; G_RNA = C_gốc = 300.

c) Số liên kết hóa trị được hình thành: Trong quá trình phiên mã, các nucleotide của môi trường liên kết với nhau để tạo nên phân tử RNA. Vì vậy, số liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotide có trên RNA chính là các liên kết hóa trị vừa mới được hình thành $\Rightarrow$ Tổng số liên kết hóá trị được hình thành = tổng số liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotide trên các RNA = 10 × (1200 – 1) = 11990 (liên kết).

3. Công thức xác định số lượng nucleotide môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã

3.1. Công thức

Nếu 1 gene phiên mã k lần thì:

- Số lượng nucleotitde môi trường cung cấp là: rN_mt = rN × k = $\frac{N}{2}\times k.$

- Số nucleotide mỗi loại mà môi trường cung cấp là: A_mt = k × T_gốc; U_mt = k × A_gốc; G_mt = k × C_gốc; C_mt = k × G_gốc.

(Chú ý: Các công thức tính này chỉ được áp dụng đối với quá trình phiên mã của sinh vật nhân sơ có gene không phân mảnh, còn đối với những sinh vật nhân thực thì công thức này chỉ đúng với RNA sơ khai chưa bị cắt bỏ các đoạn không mã hóa.)

3.2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Mạch mã gốc của 1 gene ở vi khuẩn có A = 100, T = 200, G = 300, C = 400. Gene này tiến hành phiên mã 3 lần. Hãy xác định số nucleotide mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình tổng hợp RNA trên?

Lời giải:

Số nucleotide mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình tổng hợp RNA trên:

A_mt = k × T_gốc = 3 × 200 = 600.

U_mt = k × A_gốc = 3 × 100 = 300.

G_mt = k × C_gốc = 3 × 400 = 1200.

C_mt = k × G_gốc = 3 × 300 = 900.

Ví dụ 2: Một gene của sinh vật nhân sơ dài 6375Åvà có 4570 liên kết hydrogen. Gene trên nhân đôi 3 lần, mỗi gene con phiên mã 2 lần. Biết gene sử dụng mạch 1 để phiên mã và số nucleotide loại A bằng $\frac{1}{5}$ số nucleotide của mạch, số nucleotide loại G bằng $\frac{1}{3}$ số nucleotide của mạch. Số lượng nucleotide mỗi loại cần cung cấp cho quá trình phiên mã trên là

A. A_mt = 680; U_mt = 375; G_mt = 195; C_mt = 625.

B. A_mt = 750; U_mt = 1360; G_mt = 1250; C_mt = 390.

C. A_mt = 3000; U_mt = 5440; G_mt = 5000; C_mt = 1560.

D. A_mt = 10880; U_mt = 6000; G_mt = 3120; C_mt = 10000.

Lời giải

- Xác định số nucleotide mỗi loại của gene:

Số nucleotide của gene là: $\frac{6375\times 2}{3,4}=3750.$

$\Rightarrow$Gene đã cho có: $\{\begin{array}{c}2A+2G=3750\\ 2A+3G=4570\end{array}\iff \{\begin{array}{c}A=T=1055\\ G=C=820\end{array}$.

- Xác định số nucleotide mỗi loại của của mạch 1:

$A_1=\frac{1}{5}\times \frac{N}{2}=\frac{1}{5}\times \frac{3750}{2}=375.$

$T_1=A_2=A-A_1=1055-375=680.$

$G_1=\frac{1}{3}\times \frac{N}{2}=\frac{1}{3}\times \frac{3750}{2}=625.$

$C_1=G_2=G-G_1=820-625=195.$

- Xác định số gene tham ra phiên mã: Một gene nhân đôi 3 lần $\Rightarrow$ Số gene tham gia phiên mã là: 2³ = 8.

- Xác định số nucleotide mỗi loại mà môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã:

Có 8 gene tham gia vào quá trình phiên mã, mỗi gene phiên mã 2 lần.

$\Rightarrow$ Số lượng nucleotide mỗi loại cần cung cấp cho quá trình phiên mã là:

A_mt = 8 × 2 × T₁ = 8 × 2 × 680 = 10880.

U_mt = 8 × 2 × A₁ = 8 × 2 × 375 = 6000.

G_mt = 8 × 2 × C₁ = 8 × 2 × 195 = 3120.

C_mt = 8 × 2 × G₁ = 8 × 2 × 625 = 10000.

Chọn D.

Ví dụ 3: Mạch đơn thứ nhất của một gene ở vi khuẩn có 1199 liên kết hóa trị giữa các nucleotide, có T = 420 và C = 30% số nucleotide của mạch. Gene có số liên kết hydrogen giữa A và T bằng số liên kết hydrogen giữa G và C. Quá trình phiên mã cần được môi trường cung cấp 900 nucleotide loại A. Mạch gốc là mạch thứ mấy và gene đã phiên mã bao nhiêu lần?

A. Mạch 2 và 2 lần.

B. Mạch 2 và 3 lần.

C. Mạch 1 và 3 lần.

D. Mạch 1 và 2 lần.

Lời giải:

- Xác định số lượng nucleotide mỗi loại của gene:

Liên kết hóa trị giữa các nucleotide có trong 1 mạch là $\frac{N}{2}-1=1199\Rightarrow N=2400=2A+2G.$(1)

Gene có số liên kết hydrogen giữa A và T bằng số liên kết hydrogen giữa G và C $\Rightarrow$ 2A = 3G. (2)

Từ (1) và (2) $\Rightarrow$ A = T = 720 và G = C = 480.

- Xác định số nucleotide loại T trên từng mạch của gene:

Ta có: T₁ = 420 mà T = 720 $\Rightarrow$ T₂ = 720 – 420 = 300.

- Xác định mạch gốc:

Quá trình phiên mã cần được môi trường cung cấp 900 nucleotide loại A $\Rightarrow$ Số nucleotide loại T ở mạch gốc phải là ước của 900 $\Rightarrow$ Mạch 2 là mạch mã gốc.

- Xác định số lần phiên mã:

Vì A_mt = k.T_gốc $\Rightarrow$ Số lần phiên mã k = 900 : 300 = 3 lần.

Chọn B.

Xem thêm công thức Sinh học 9 với phương pháp giải chi tiết, hay khác:

• Công thức dịch mã tạo protein
• Công thức đột biến gene
• Công thức nguyên phân
• Công thức giảm phân
• Công thức di truyền liên kết

Mục lục các chuyên đề Sinh học 9:

• Chuyên đề: Các qui luật di truyền
• Chuyên đề: Nhiễm sắc thể
• Chuyên đề: Phân tử
• Chuyên đề: Di truyền người
• Chuyên đề: Ứng dụng di truyền
• Chuyên đề: Sinh thái

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---

---

---