Phần II. Nội dung và kết quả nghiên cứu
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
2.2. Biên soạn bài toán
2.2.3. Hệ thống các dạng bài toán
2.2.2.4. Bài toán về protein và cơ chế giải m∙
*Nhóm 1: Bài toán áp dụng công thức Bài 1:
Một gen dài 4080 A0, tiến hành phiên mã 3 lần. Trong quá trình tổng hợp protein trên mỗi phân tử mARN có 5 riboxom tr−ợt qua 1 lần không trở lại. Hãy tÝnh:
1. Số phân tử protein đ−ợc tạo ra biết 1 phân tử protein chỉ gồm 1 chuỗi polypeptit.
2. Số axit amin môi tr−ờng cung cấp cho quá trình giải mã của gen.
3. Số phân tử n−ớc đ−ợc tạo ra trong quá trình hình thành các liên kết peptit.
4. Số liên kết peptit trong mỗi phân tử protein hoàn chỉnh.
Biết gen này có 1 đoạn Intron gồm 300 nu.
Giải:
1. Số phân tử protein đ−ợc tạo ra là:
3.5 = 15 (phân tử)
2. Số axit amin môi tr−ờng cung cấp cho quá trình giải mã của gen:
- Tổng số nu của gen là:
2.4080
3, 4 =2400 (nu)
- Số axit amin môi tr−ờng cung cấp cho quá trình giải mã của gen là:
2400 300
1 15 5235 2.3
⎛ − − ⎞ =
⎜ ⎟
⎝ ⎠ (axit amin)
3. Số phân tử n−ớc đ−ợc tạo ra trong quá trình hình thành các liên kết peptit trong quá trình giải mã là:
2400 300
15 1 1 5220
2.3
⎛ − − − =⎞
⎜⎝ ⎠⎟ (phân tử n−ớc)
4. Số liên kết peptit trong mỗi phân tử protein hoàn chỉnh là:
2400 300
1 1 1 347 2.3
− − − − = (liên kết)
Bài 2
Gen A thực hiện nhân đôi 2 lần, các gen con tạo ra mỗi gen sao mã 3 lần.
Trên phân tử mARN có 5 riboxom tr−ợt qua không quay trở lại. Số phân tử protein đ−ợc tạo ra sau quá trình giải mã là:
Đáp số: 60
Bài 3
Một gen dài 0,408 μm. Sau khi giải mã tạo ra phân tử protein hoàn chỉnh có 300 axit amin. Đoạn Intron của gen có bao nhiêu nu:
Đáp số: 588 Bài 4
Một gen tiến hành phiên mã 3 lần đã hình thành nên 4497 liên kết hoá trị.
Sau đó các mARN tạo ra tiếp tục tham gia vào quá trình giải mã. Trên mỗi phân tử mARN chỉ có 3 riboxom tr−ợt qua và không quay trở lại. Biết gen đó có 2 đoạn Intron. Đoạn 1 dài 1020 A0; đoạn 2 có 300 nu.
1. Tính số phân tử protein đ−ợc tạo ra sau quá trình giải mã.
2. Tính số axit amin môi tr−ờng cung cấp cho quá trình giải mã 3.
Tính số liên kết peptit trong các phân tử protein hoàn chỉnh.
Đáp số:
1. 9
2. 3141
3. 3123 Bài 5
Một gen có 2400 nu. Gen này tiến hành nhân đôi 3 đợt liên tiếp. Sau đó các gen con đ−ợc tạo ra, mỗi gen phiên mã 3 lần. Trên mỗi phân tử mARN chỉ có 1 riboxom tr−ợt qua không trở lại
Tính số axit amin môi tr−ờng cung cấp cho quá trình giải mã.
(Gen không chứa Intron).
Đáp số:
1. 9576 axit amin.
*Nhóm 2: Bài toán vận dụng công thức Bài 1:
Một gen có 3600 liên kết hiđro và có A = 3
2G. Gen này tiến hành nhân
đôi 2 lần liên tiếp, các gen con tiếp tục phiên mã, mỗi gen con phiên mã 3 lần.
Trong quá trình tổng hợp protein, môi tr−ờng nội bào phải cung cấp 29940 axit amin.
1. Tính số phân tử riboxom tr−ợt trên 1 mARN.
2. Trong quá trình giải mã đó, có bao nhiêu phân tử nước được giải phóng?
Giả sử gen không có Intron.
Giải:
1. Số phân tử riboxom tr−ợt trên 1 mARN là:
- Theo bài ra ta có hệ ph−ơng trình:
2A 3G 3600
A 900
3 G 600
A G
2 + =
⎧ ⎧ =
⎪ ⇔
⎨ = ⎨ =⎩
⎪⎩
- Mỗi mạch của gen có: 900 + 600 = 1500 nu.
- Số phân tử mARN tham gia vào quá trình giải mã là:
22 . 3 = 12 (phân tử)
- Gọi số phân tử protein đ−ợc tạo ra là x Ta cã: 1500
1 x 29940 x 60 3
⎛ − ⎞ = ⇔ =
⎜ ⎟
⎝ ⎠
- Số phân tử riboxom tr−ợt trên 1 phân tử mARN không trở lại là:
60
12 =5 (phân tử) 2. Số phân tử n−ớc đ−ợc giải phóng
1500 1 1 60 29880 3
⎛ − − ⎞ =
⎜ ⎟
⎝ ⎠
Bài 2
Một gen có 2400 nu. Gen này nhân đôi 3 lần liên tiếp sau đó mỗi gen con phiên mã 3 lần. Trong quá trình giải mã, mỗi phân tử mARN cho 5 riboxom tr−ợt qua. Tính số liên kết peptit trong các phân tử protein hoàn chỉnh. Biết gen đó có 1 đoạn Intron dài 1020 A0.
Đáp số: 35640 Bài 3
Một gen sau quá trình tổng hợp protein đã tạo ra 60 phân tử protein. Và trong quá trình tổng hợp đã có 23880 phân tử nước được loại ra.
1. Tính số lần phiên mã của gen biết mỗi mARN có 5 riboxom tr−ợt qua không trở lại.
2. Tính số nu của phân tử mARN tr−ởng thành và của gen, biết gen có
đoạn Intron gồm 600 nu.
3. Tính số axit amin có trong tất cả các phân tử protein hoàn chỉnh.
4. Tính số axit amin môi tr−ờng cung cấp cho quá trình giải mã.
Đáp số:
1. 12 lÇn.
2. 1200; 3000.
3. 23880.
4. 23940.
Bài 4
Cho biết các bộ ba mã hoá cho các axit amin t−ơng ứng nh− sau:
UUU: Phêninalanin. GAA: glutamic.
XUU: Lơxin. GGA: glixin.
XXU: Prôlin. AUG: Mêtiônin.
AXX: Threônin.
Một phân tử protein đ−ợc tổng hợp chứa 25 phêninalanin, 30 lơxin, 40 prôlin, 42 threônin, 45 glutamic, 48 glixin.
1. Tính chiều dài gen đã mã hóa phân tử protein này. Biết gen này có 1
đoạn Intron có 108 nu.
2. Tính số nu từng loại của phân tử mARN. Giả sử bộ ba kết thúc là UAG.
Đáp số:
1. 2550 A0.
2. A = 182 nu; G = 143 nu;
U = 177 nu; X = 194 nu.
Bài 5
Một phân tử protein hoàn chỉnh có 400 aa. Với tỷ lệ các loại nh− sau: 15%
Tirôzin, 30% glutamic, 20% valin, 10% xistein, 25% glixin.
1. Tính số l−ợng từng loại axit amin của phân tử protein.
2. Số axit amin môi trường đã cung cấp cho quá trình giải mã.
3. Số liên kết peptit đ−ợc hình thành trong quá trình sao mã.
4. Chiều dài của gen tổng hợp nên phân tử protein này.
(Gen không chứa Intron).
Đáp số:
1. Tirôzin: 60 axit amin;
Glutamic: 120 axit amin;
Valin: 80 axit amin;
Xistein: 40 axit amin;
Glixin: 100 axit amin.
2. 401; 3. 400 ; 4. 4100,4 A0. 2.2.2.5. Bài tập tổng hợp
Bài 1
Một gen dài 5100 A0. Có 3900 liên kết hiđro. A1 = 250; G2 = 400. Khi gen phiên mã môi tr−ờng cung cấp 1050 U.
1. Tính số nu từng loại của gen và của từng mạch đơn.
2. Tính số nu từng loại môi tr−ờng cung cấp cho quá trình phiên mã.
3. Để hoàn tất quá trình tổng hợp protein cần cung cấp bao nhiêu axit amin tù do.
(Gen không chứa Intron).
Đáp số:
1. A = T = 600 nu.
G = X = 900 nu.
A1 = T2 = 250 nu; G1 = X2 = 500 nu.
T1 = A2 = 350 nu; X1 = G 2 = 400 nu.
2. Amtcc = 750 nu; Umtcc = 1050 nu;
Gmtcc = 1500 nu; Xmtcc = 1200 nu.
3. 10479 axit amin.
Bài 2
Một phân tử mARN dài 4080 A0; Có G + A = 40% và G - A = 10% số nu của mARN. Mạch khuôn của gen có: G = 30% so với số nu của mạch. Phân tử
mARN đó đ−ợc dùng để tổng hợp protein. Biết quá trình giải mã đó đã lấy của môi tr−ờng 2793 axit amin.
1. Tính số nu mỗi loại của mARN.
2. Số phân tử protein đã đ−ợc tổng hợp và số l−ợng riboxom đã tham gia giải mã. (Gen không chứa Intron, các phân tử riboxom tr−ợt trên mARN một lần không trở lại).
Đáp số:
1. Am = 180 nu; Um = 360 nu;
Gm = 300 nu; Xm = 360 nu.
2. 7 phân tử protein.
7 phân tử riboxom tr−ợt trên phân tử mARN.
Bài 3
Một gen dài 5100 A0. Có A 2
G =3; T1 = 350 nu; G2 = 400 nu.
Trong quá trình phiên mã môi trường đã cung cấp 1400 U. Trên 1 mARN có 7 riboxom tr−ợt 1 lần không quay lại.
1. Tính số l−ợng từng loại nu trên mỗi mạch đơn của gen.
2. Tính số nu từng loại trên mARN.
3. Tính số nu từng loại môi tr−ờng cung cấp khi gen tái bản.
4. Tính số axit amin trong tất cả các phân tử protein hoàn chỉnh.
(Gen không chứa Intron).
Đáp số:
1. A1 = T2 = 250 nu; G1 = X2 = 500 nu.
T1 = A2 = 350 nu; X1 = G 2 = 400 nu.
2. Am = 250 nu; Um = 350 nu;
Gm = 500 nu; Xm = 400 nu.
3. Amtcc = 1000 nu; Umtcc = 1400 nu;
Gmtcc = 2000 nu; Xmtcc = 1600 nu.
4. 13944 axit amin
Bài 4
Một gen có A - G = 240 nu; A1 = 10%; G2 = 30% số nu của mạch. Gen này thực hiện quá trình nhân đôi 2 lần đòi hỏi môi trường cung cấp 7200 nu. Các gen con đ−ợc tạo ra mỗi gen phiên mã 3 lần.
1. Tính số nu mỗi loại trên từng mạch của gen.
2. Tính số nu mỗi loại môi tr−ờng cung cấp cho 1 gen phiên mã 3 lần.
3. Tính số axit amin môi tr−ờng cung cấp cho quá trình giải mã của các gen con. Biết gen ban đầu có 1 đoạn Intron dài 510 A0. Trên mỗi mARN có 5 riboxom tr−ợt 1 lần không quay lại với vận tốc và khoảng cách bằng nhau.
Đáp số:
1. A1 = T2 = 120 nu; G1 = X2 = 120 nu.
T1 = A2 = 600 nu; X1 = G 2 = 360 nu.
2. Nếu mạch 1 là mạch gốc
Amtcc = 1800 nu; Umtcc = 360 nu;
Gmtcc = 360 nu; Xmtcc = 1080 nu.
Nếu mạch 2 là mạch gốc
Amtcc = 360 nu; Umtcc = 1800 nu;
Gmtcc = 1080nu; Xmtcc = 360 nu.
3. 20940 axitamin Bài 5
Một gen dài 5100 A0 và có 3900 liên kết hiđro. Phân tử mARN đ−ợc phiên mã từ gen này có A = 10%; U = 30%; X = 40 %; G = 20% số nu của mARN.
Phân tử mARN này tiến hành giải mã tổng hợp protein. Trên phân tử mARN cho 5 riboxom trượt qua 1 lần không trở lại. Trong quá trình giải mã, môi trường đã
phải cung cấp 1995 axit amin.
1. Tính số nu mỗi loại của gen.
2. Tính số nu mỗi loại của mARN.
3. Gen trên có chứa đoạn Intron không? Tính số nu của đoạn Intron (nếu cã).
Đáp số:
1. A = T = 600 nu.
G = X = 900 nu.
2. Am = 120 nu; Um = 360 nu;
Gm = 240 nu; Xm = 480 nu.
3. Gen trên chứa đoạn Intron gồm 600 nu.
2.3. Đánh giá chất l−ợng của các bài toán đã biên soạn
Để đánh giá chất l−ợng của các bài tập đã biên soạn, chúng tôi đã gửi tới GV dạy học môn Sinh học tại trường THPT hệ thống bài tập đã biên soạn và phiếu nhận xét, đánh giá. Kết quả nhận xét, đánh giá ban đầu nh− sau:
- Đa số hệ thống bài tập đã biên soạn đảm bảo đ−ợc tính rõ ràng, chính xác, tính vừa sức phù hợp với nội dung ch−ơng trình Sinh học 12, giúp HS củng cố hoàn thiện kiến thức, mở rộng thêm kiến thức mới ngoài ra còn rèn luyện kĩ năng làm toán, kĩ năng lập luận… từ đó phát huy tính tích cực, t− duy sáng tạo của HS trong quá trình học tập.
- Bài tập đ−a ra phù hợp với trình độ của HS phổ thông
- Qua hệ thống bài tập đã biên soạn góp một phần giúp GV đánh giá, phân loại học sinh trong việc dạy và học Sinh học hiện nay.
Phần III. Kết luận và kiến nghị 1. KÕt luËn
Qua quá trình nghiên cứu đề tài, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
-Trong quá trình dạy học không có ph−ơng pháp nào là vạn năng. Song việc nâng cao hiệu quả của từng ph−ơng pháp là một việc làm cần thiết. Khi hiệu quả của việc sử dụng từng ph−ơng pháp đ−ợc nâng cao thì việc kết hợp nhiều phương pháp trong một tiết học tất yếu sẽ dần được cải thiện và theo đó chất l−ợng dạy và học cũng đ−ợc nâng cao.
- Bài toán Sinh học là một nội dung trong ch−ơng trình Sinh học phổ thông. Thực hành giải bài toán Sinh học là một trong những nhóm ph−ơng pháp không thể thiếu đ−ợc trong dạy học Sinh học. Do đó việc nâng cao hiệu quả của việc sử dụng ph−ơng pháp thực hành giải bài toán Sinh học là một yêu cầu tất yếu. Theo đó kỹ năng ra đề bài và hướng dẫn học sinh giải bài toán Sinh học của giáo viên ngày càng đ−ợc nâng cao và kỹ năng giải bài toán Sinh học của học sinh cũng dần đ−ợc cải thiện, góp phần nâng cao chất l−ợng dạy và học sinh học ở tr−ờng phổ thông.
- Bài toán Sinh học giúp HS biết vận dụng những kiến thức lí thuyết vào giải các bài tập liên quan nhờ đó mà kĩ năng vận dụng, kĩ năng làm toán, kĩ năng phân tích, so sánh t− duy lôgic… đ−ợc rèn luyện
- Hiện nay, kỹ năng làm toán của HS ít đ−ợc rèn luyện.
- Qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã tóm tắt lí thuyết cơ bản, phân loại bài tập, đề xuất phương pháp giải, phương pháp ra đề và biên soạn các dạng bài toán phần về cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử Sinh học 12 (gồm 45 bài).
- Qua ý kiến đánh giá của GV sinh học tại trường THPT thì việc sử dụng bài toán sinh học có ý nghĩa trong việc dạy và học phần cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử, giúp HS rèn luyện các kỹ năng, giúp GV đánh giá phân loại HS.
2. kiến nghị
- Tiếp tục nghiên cứu phân loại các dạng bài toán Sinh học trong ch−ơng trình phổ thông
- Rèn sinh viên kĩ năng giải bài tập, kĩ năng biên soạn bài tập sử dụng trong quá trình dạy học ở tr−ờng phổ thông .