Một gen có chiều dài 5100 angstron thì chuỗi axit amin hoàn chỉnh được tổng hợp …
Lần phân bào nào có sự phân ly độc lập của các cặp NST tương đồng? *
Chúng ta có hai câu hỏi cần giải đáp. Cô sẽ đi vào chi tiết từng câu một nhé.
Câu hỏi 1: Một gen có chiều dài 5100 angstron thì chuỗi axit amin hoàn chỉnh được tổng hợp từ khuôn mẫu mẫ của gen có số axit amin là:
Đầu tiên, chúng ta cần hiểu mối liên hệ giữa chiều dài của gen và số lượng axit amin trong chuỗi protein.
Bước 1: Tính số nucleotit của gen.
Chúng ta biết rằng, 1 nucleotit trên gen có chiều dài trung bình là 3.4 angstron.
Do đó, số nucleotit của gen sẽ được tính bằng công thức:
Số nucleotit (N) = Chiều dài gen / Chiều dài trung bình của 1 nucleotit
Trong trường hợp này:
N = 5100 angstron / 3.4 angstron/nucleotit
N = 1500 nucleotit
Bước 2: Xác định số bộ ba trên gen.
Mỗi bộ ba nucleotit trên gen mã hóa cho một axit amin. Tuy nhiên, gen có hai mạch, và quá trình tổng hợp protein chỉ sử dụng một mạch làm khuôn mẫu (mạch mã gốc). Số bộ ba trên mạch khuôn mẫu sẽ quyết định số axit amin.
Số bộ ba trên gen = Số nucleotit của gen / 3
Trong trường hợp này:
Số bộ ba = 1500 nucleotit / 3 nucleotit/bộ ba
Số bộ ba = 500 bộ ba
Bước 3: Xác định số axit amin trong chuỗi protein hoàn chỉnh.
Trong quá trình tổng hợp protein, bộ ba mở đầu (AUG) sẽ mã hóa cho axit amin mở đầu là methionine. Tuy nhiên, khi chuỗi protein hoàn chỉnh được hình thành, axit amin mở đầu này thường bị cắt bỏ. Ngoài ra, mỗi bộ ba sẽ mã hóa cho một axit amin, trừ bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) không mã hóa cho axit amin nào mà chỉ có vai trò kết thúc quá trình dịch mã.
Do đó, số axit amin trong chuỗi protein hoàn chỉnh sẽ là:
Số axit amin = (Số bộ ba mã hóa / 3) – 1 (bộ ba kết thúc)
Vì số bộ ba mà chúng ta tính ở Bước 2 là tổng số bộ ba trên gen, trong đó có cả bộ ba kết thúc.
Số bộ ba mã hóa cho axit amin = Số bộ ba trên gen – 1 (bộ ba kết thúc)
Số bộ ba mã hóa cho axit amin = 500 bộ ba – 1 bộ ba kết thúc = 499 bộ ba
Vậy, số axit amin trong chuỗi protein hoàn chỉnh sẽ là:
Số axit amin = Số bộ ba mã hóa cho axit amin
Số axit amin = 499 axit amin
Tuy nhiên, theo quy ước thông thường trong các bài tập Sinh học lớp 9, khi đề bài không nói rõ về việc loại bỏ axit amin mở đầu hay bộ ba kết thúc, chúng ta thường tính dựa trên số bộ ba mã hóa. Nếu coi mỗi bộ ba trên mạch mã gốc (trừ bộ ba kết thúc) đều mã hóa cho một axit amin, thì số axit amin sẽ là:
Số axit amin = Số bộ ba trên gen – 1 (bộ ba kết thúc)
Số axit amin = 500 – 1 = 499 axit amin.
Nhưng nếu ta hiểu “chuỗi axit amin hoàn chỉnh được tổng hợp từ khuôn mẫu mẫ của gen” là số axit amin được mã hóa trực tiếp bởi các bộ ba trên mạch mã gốc, thì số axit amin là:
Số axit amin = Số bộ ba trên gen – 1 (bộ ba kết thúc) = 500 – 1 = 499 axit amin.
Trong một số cách hiểu khác, nếu chiều dài gen cho phép bao nhiêu bộ ba thì sẽ có bấy nhiêu axit amin sau khi loại bỏ axit amin mở đầu và bộ ba kết thúc.
Số bộ ba mã hóa = (Số nucleotit / 3) – 1 (bộ ba kết thúc)
Số bộ ba mã hóa = (1500 / 3) – 1 = 500 – 1 = 499 bộ ba.
Số axit amin = 499 – 1 (axit amin mở đầu) = 498 axit amin.
Tuy nhiên, cách giải phổ biến nhất và được chấp nhận trong chương trình Sinh học lớp 9 khi đề bài chỉ cho chiều dài gen và hỏi về số axit amin, là coi mỗi bộ ba trên mạch mã gốc (trừ bộ ba kết thúc) sẽ tương ứng với một axit amin. Số bộ ba trên mạch mã gốc sẽ là N/6 (vì gen có 2 mạch, mỗi mạch có N/2 nucleotit, chia cho 3 nucleotit/bộ ba).
Số bộ ba mã hóa = Số nucleotit của gen / 6
Số bộ ba mã hóa = 1500 / 6 = 250 bộ ba.
Mỗi bộ ba này sẽ mã hóa cho 1 axit amin. Vậy số axit amin là 250.
Cô xin đính chính lại cách hiểu phổ biến và chính xác nhất theo Sách giáo khoa.
1. Tính số nucleotit của gen:
N = Chiều dài gen / 3.4 = 5100 / 3.4 = 1500 nucleotit.
2. Tính số bộ ba trên gen:
Số bộ ba = N / 3 = 1500 / 3 = 500 bộ ba.
3. Tính số axit amin:
Số axit amin = Số bộ ba trên gen – 1 (bộ ba kết thúc) = 500 – 1 = 499 axit amin.
Tuy nhiên, thông thường ta xem xét số bộ ba mã hóa trên mạch mã gốc.
Số bộ ba mã hóa trên mạch mã gốc = Số nucleotit của gen / 6 = 1500 / 6 = 250 bộ ba.
Mỗi bộ ba mã hóa này sẽ cho 1 axit amin.
Vậy số axit amin là 250.
Đáp án cho câu hỏi 1 là: 250 axit amin.
Câu hỏi 2: Lần phân bào nào có sự phân ly độc lập của các cặp NST tương đồng?
Câu hỏi này liên quan đến quá trình giảm phân, một hình thức phân bào đặc biệt để tạo giao tử.
Bước 1: Nhắc lại các giai đoạn của giảm phân.
Giảm phân bao gồm hai lần phân bào liên tiếp: Giảm phân I và Giảm phân II.
Bước 2: Xem xét hiện tượng phân ly độc lập của các cặp NST tương đồng.
Hiện tượng phân ly độc lập của các cặp NST tương đồng là một trong những cơ chế quan trọng tạo ra sự đa dạng di truyền. Hiện tượng này xảy ra khi các cặp NST tương đồng xếp song song trên mặt phẳng xích đạo của tế bào và sau đó tách nhau ra, di chuyển về hai cực của tế bào.
Bước 3: Xác định thời điểm xảy ra phân ly độc lập.
Trong quá trình giảm phân:
– Giảm phân I: Bao gồm các kỳ như Tiền kỳ I, Trung kỳ I, Hậu kỳ I, Cuối kỳ I. Ở kỳ Trung kỳ I, các cặp NST kép xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo. Sau đó, ở kỳ Hậu kỳ I, các NST tương đồng trong mỗi cặp sẽ tách nhau ra và di chuyển về hai cực của tế bào. Chính ở kỳ Hậu kỳ I này xảy ra sự phân ly độc lập của các cặp NST tương đồng.
– Giảm phân II: Tương tự như nguyên phân, ở kỳ Hậu kỳ II, các nhiễm sắc tử (nữa NST kép) sẽ tách nhau ra và di chuyển về hai cực của tế bào.
Vậy, sự phân ly độc lập của các cặp NST tương đồng xảy ra trong lần phân bào đầu tiên của giảm phân.
Đáp án cho câu hỏi 2 là: Lần phân bào I (Giảm phân I).
Các em đã hiểu rõ chưa nào? Nếu có thắc mắc gì, đừng ngần ngại hỏi cô nhé. Bài tập này giúp chúng ta củng cố kiến thức về cấu trúc gen, quá trình tổng hợp protein và cơ chế phân bào.
Số nucleotit của gen la:
\(5100 : 3,4 × 2 = 3000\)
Số nucleotit trên mARN:
\(3000 : 2 = 1500\)
Số bộ ba trên mARN:
\(1500 : 3 = 500\)
Số axit amin trên chuỗi polipeptit hoàn chỉnh:
\(500 – 1 – 1 = 498\) (1 bộ ba kết thúc không mã hóa, 1 axit amin mở đầu bị cắt đi trong quá trình hoàn thiện)
Sự phân ly độc lập của các cặp NST tương đồng diễn ra ở lần phân bào 1 của giảm phân.