Chào các em học sinh yêu quý của cô! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập khá thú vị về đột biến gen, dựa trên kiến thức chúng ta đã học trong Sách giáo khoa Sinh học lớp 12. Các em hãy chú ý lắng nghe và ghi chép lại các bước giải nhé!

Đầu tiên, chúng ta cần phân tích đề bài và xác định những thông tin đã cho:

1. Phân tích thông tin ban đầu của gen:
– Số vòng xoắn của gen: 150 vòng xoắn.
– Tỷ lệ nuclêôtit loại guanin (G): 10%.

2. Phân tích thông tin sau đột biến:
– Tổng số nuclêôtit của gen sau đột biến: 3000 nuclêôtit.
– Số liên kết hiđrô của gen sau đột biến: 3299 liên kết.

Mục tiêu của chúng ta là xác định dạng đột biến xảy ra. Để làm được điều này, chúng ta cần so sánh các đặc điểm của gen trước và sau đột biến.

Bước 1: Tính toán các đặc điểm ban đầu của gen.
Chúng ta biết rằng, một vòng xoắn của gen chứa 20 nuclêôtit.
Vậy, tổng số nuclêôtit ban đầu của gen là:
Số nuclêôtit ban đầu = Số vòng xoắn x 20 nuclêôtit/vòng xoắn
Số nuclêôtit ban đầu = 150 x 20 = 3000 nuclêôtit.

Đề bài cho biết tỉ lệ nuclêôtit loại G là 10%. Do gen là một phân tử ADN mạch kép, ta có các nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bằng 2 liên kết hiđrô, G liên kết với X bằng 3 liên kết hiđrô.
Tổng số nuclêôtit ban đầu là 3000.
Số nuclêôtit loại G ban đầu = 10% x 3000 = 0.10 x 3000 = 300 nuclêôtit.
Vì G liên kết bổ sung với X, nên số nuclêôtit loại X ban đầu cũng là 300 nuclêôtit.

Tổng số nuclêôtit loại G và X ban đầu là:
Số G + Số X = 300 + 300 = 600 nuclêôtit.

Số nuclêôtit còn lại là của loại A và T:
Số A + Số T = Tổng số nuclêôtit ban đầu – (Số G + Số X)
Số A + Số T = 3000 – 600 = 2400 nuclêôtit.

Vì A liên kết bổ sung với T, nên số nuclêôtit loại A ban đầu bằng số nuclêôtit loại T ban đầu:
Số A ban đầu = Số T ban đầu = 2400 / 2 = 1200 nuclêôtit.

Bây giờ, chúng ta tính số liên kết hiđrô ban đầu của gen:
Số liên kết hiđrô ban đầu = 2 x (Số A ban đầu + Số T ban đầu) + 3 x (Số G ban đầu + Số X ban đầu)
Số liên kết hiđrô ban đầu = 2 x (1200 + 1200) + 3 x (300 + 300)
Số liên kết hiđrô ban đầu = 2 x 2400 + 3 x 600
Số liên kết hiđrô ban đầu = 4800 + 1800 = 6600 liên kết.

Bước 2: Phân tích các đặc điểm của gen sau đột biến.
Đề bài cho biết gen sau đột biến có 3000 nuclêôtit và 3299 liên kết hiđrô.

Bước 3: So sánh và xác định dạng đột biến.
Ta thấy, tổng số nuclêôtit của gen sau đột biến (3000) bằng với tổng số nuclêôtit ban đầu (3000). Điều này cho thấy đột biến gen này không làm thay đổi chiều dài của gen. Các dạng đột biến có thể xảy ra là đột biến điểm (mất, thêm, thay thế một cặp nuclêôtit).

Bây giờ chúng ta so sánh số liên kết hiđrô.
Số liên kết hiđrô ban đầu = 6600 liên kết.
Số liên kết hiđrô sau đột biến = 3299 liên kết.

Rõ ràng, số liên kết hiđrô đã giảm đi rất nhiều. Điều này không phù hợp với các dạng đột biến điểm thông thường như thêm hoặc mất một cặp nuclêôtit (sẽ làm thay đổi số liên kết hiđrô theo một quy luật nhất định) hoặc thay thế một cặp nuclêôtit (có thể làm tăng, giảm hoặc không đổi số liên kết hiđrô).

Cô xin lỗi các em, ở đây có một sự nhầm lẫn nhỏ trong quá trình phân tích dữ liệu đề bài. Hãy cùng cô xem lại đề bài một lần nữa.

“Sau đột biến gen có 3000 nuclêôtit và số liên kết hiđrô là 3299.”
Ah, các em thấy không, đề bài cho gen sau đột biến có 3000 nuclêôtit.
Số nuclêôtit ban đầu chúng ta tính được là 3000.
Vậy là, tổng số nuclêôtit của gen không thay đổi sau đột biến. Điều này khẳng định đây là một dạng đột biến gen xảy ra ở cấp độ phân tử, cụ thể là đột biến gen dạng thay thế một cặp nuclêôtit.

Bây giờ, chúng ta cần xác định xem cặp nuclêôtit nào đã bị thay thế.
Chúng ta có:
Số nuclêôtit ban đầu = 3000.
Số G ban đầu = 300, Số X ban đầu = 300.
Số A ban đầu = 1200, Số T ban đầu = 1200.
Số liên kết hiđrô ban đầu = 6600.

Sau đột biến:
Tổng số nuclêôtit = 3000.
Số liên kết hiđrô = 3299.

Gọi số cặp A-T bị thay thế là x, và số cặp G-X bị thay thế là y.
Do tổng số nuclêôtit không đổi, nên số cặp nuclêôtit thay thế cho nhau phải bằng nhau. Tức là, nếu 1 cặp A-T bị thay thế, thì nó có thể thay thế bằng 1 cặp G-X hoặc ngược lại. Tuy nhiên, đề bài chỉ hỏi dạng đột biến, và việc tổng số nuclêôtit không đổi cho thấy đây là đột biến thay thế.

Hãy gọi số cặp A-T ban đầu là N_AT và số cặp G-X ban đầu là N_GX.
N_AT = 1200, N_GX = 300.
Tổng số liên kết hiđrô ban đầu = 2 N_AT + 3 N_GX = 2 1200 + 3 300 = 2400 + 900 = 3300.

Cô lại tiếp tục nhầm lẫn trong phép tính. Hãy nhìn lại đề bài kỹ hơn: “Một gen có 150 vòng xoắn, có số nuclêôtit loại guanin chiếm 10%.”

Số nuclêôtit ban đầu = 150 vòng xoắn * 20 nuclêôtit/vòng xoắn = 3000 nuclêôtit.
Số G ban đầu = 10% * 3000 = 300 nuclêôtit.
Do đó, số X ban đầu = 300 nuclêôtit.
Số G+X ban đầu = 300 + 300 = 600 nuclêôtit.
Số A+T ban đầu = 3000 – 600 = 2400 nuclêôtit.
Số A ban đầu = 1200 nuclêôtit.
Số T ban đầu = 1200 nuclêôtit.

Số liên kết hiđrô ban đầu = 2*A + 3*G = 2*1200 + 3*300 = 2400 + 900 = 3300 liên kết.

Bây giờ, ta có thông tin sau đột biến:
Tổng số nuclêôtit = 3000.
Số liên kết hiđrô = 3299.

Số liên kết hiđrô đã giảm đi so với ban đầu (3300 – 3299 = 1).

Vì tổng số nuclêôtit không đổi (3000), nên đây là đột biến gen thay thế một cặp nuclêôtit.
Khi một cặp A-T (2 liên kết hiđrô) bị thay thế bằng một cặp G-X (3 liên kết hiđrô), số liên kết hiđrô tăng thêm 1.
Khi một cặp G-X (3 liên kết hiđrô) bị thay thế bằng một cặp A-T (2 liên kết hiđrô), số liên kết hiđrô giảm đi 1.

Trong trường hợp này, số liên kết hiđrô đã giảm đi 1.
Điều này chứng tỏ: 1 cặp G-X đã bị thay thế bằng 1 cặp A-T.

Vậy, dạng đột biến xảy ra trong gen là đột biến thay thế 1 cặp G-X bằng 1 cặp A-T.

Các em thân mến, trong quá trình làm bài tập Sinh học, việc đọc kỹ đề bài, ghi chép cẩn thận các dữ kiện và thực hiện từng bước tính toán là vô cùng quan trọng. Đôi khi, một chút nhầm lẫn trong phép tính cũng có thể dẫn đến kết quả sai. Cô hy vọng qua bài tập này, các em đã nắm vững cách phân tích và giải quyết dạng bài tập về đột biến gen. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!