Phương Pháp Giải Bài Tập Nuôi Vi Khuẩn li Trong Môi Trường N14 ...

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NUÔI VI KHU ẨN E.COLI TRONG MÔI TRƯỜNG CHỨA 14N VÀ 15N BÀI TOÁN T NG QUÁT: Có a t bào VK E... Sau giai đo n II:.

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

NUÔI VI KHU ẨN E.COLI TRONG MÔI TRƯỜNG CHỨA 14N VÀ 15N

BÀI TOÁN T NG QUÁT:

Có a t bào VK E Coli mà m i t bào đ u có m t phân t ADN vùng nhân đ c đánh d u 2 m ch

b ng 15 N

Giai đo n I Nuôi các t bào này trong môi tr ng ch ch a 14

N và tái b n k1 l n liên ti p

Giai đo n II Sau đó chuy n t t c các ADN con t giai đo n I sang môi tr ng ch ch a 15

N

và nhân đôi k2 l n liên ti p

Giai đo n III Ti p t c chuy n t t c các ADN con t giai đo n II sang môi tr ng ch ch a

14

N và tr i qua k3 th h

H i trong s các ADN con t o ra trong cu i m i giai đo n, có bao nhiêu:

1) S m ch ADN có ch a 14N?

2) S m ch ADN có ch a 15N?

3) Phân t ADN ch a 2 m ch 14N (ch ch a 14N)?

4) Phân t ADN ch a 2 m ch 15N (ch ch a 15N)?

5) Phân t ADN ch a 1 m ch 14N và 1 m ch 15N?

M t s thu t ng có th thay th trong bài:

 tái b n k l n = t nhân đôi k l n = tr i qua k th h …

 có bao nhiêu phân t ADN?= có bao nhiêu vi khu n?

Thông th ng các d ng bài t p m c đ VD-VDC th ng cho t i giai đo n 2, không cho t i giai

đo n 3

H ng d n gi i

Nguyên t c: Vi khu n E.coli ban đ u đ c đánh d u 2 m ch 15

N đ c nuôi trong môi tr ng ch a

14

N thì:

+: Không xu t hi n vi khu n ch a 2 m ch 15N

+ S vi khu n ch a 1 m ch 14N và 1 m ch 15N = S m ch ch a 15 N ban đ u

+ S vi khu n ch a 2 m ch 14N = T ng s VK – S VK ch a 1 m ch 14 N và 1 m ch 15 N

A Sau giai đo n I:

Áp d ng nguyên t c trên, ta v n d ng vào bài t p t ng quát:

Ban đ u có a phân t ADN ch a 2 m ch đ u N15 t c là có

Cu i quá trình:

S phân t ADN ch a 1 m ch +1 m ch = 2a

S phân t ADN ch a 2 m ch đ u =

S m ch ch a = 2a

S m ch ch a = T ng s m ch – S m ch ch a =

Ví d 1: ( H-2009) Phân t ADN vùng nhân c a vi khu n E coli ch ch a N15

phóng x N u

chuy n nh ng vi khu n E coli này sang môi tr ng ch có N14

thì m i t bào vi khu n E coli này sau

5 l n nhân đôi s t o ra bao nhiêu phân t ADN vùng nhân hoàn toàn ch a N14

?

A 8 B 32 C 16 D 30

H ng d n gi i

 Ban đ u có 2 m ch ch a N15

tr i qua 5 l n nhân đôi

 T ng s phân t ADN con đ c t o ra sau quá trình là 25

= 32

 S phân t ADN ch a 1 m ch 1 m ch N14

+1 m ch N15 = 2

 S phân t ADN ch a 2 m ch N14

= 32 – 2 = 30

 Ch n D

B Sau giai đo n II:

Sau giai đo n I, ta thu đ c:

t c m

V y, sau giai đo n I thu đ c:

S phân t ADN ch a 1 m ch +1 m ch = y

S phân t ADN ch a 2 m ch đ u =

S m ch ch a = y

S m ch ch a = T ng s m ch – S m ch ch a = (**)

Ví d (THPTQG2016)

Gi s có 3 t bào vi khu n E coli, m i t bào có ch a m t phân t ADN vùng nhân đ c đánh d u

b ng 15N c hai m ch đ n Ng i ta nuôi các t bào vi khu n này trong môi tr ng ch ch a 14

N mà

không ch a 15N trong th i gian 3 gi Trong th i gian nuôi c y này, th i gian th h c a vi khu n là

20 phút Cho bi t không x y ra đ t bi n, có bao nhiêu d đoán sau đây đúng?

(1) S phân t ADN vùng nhân thu đ c sau 3 gi là 1536

(2) S m ch đ n ADN vùng nhân ch a 14N thu đ c sau 3 gi là 1533

(3) S phân t ADN vùng nhân ch ch a 14N thu đ c sau 3 gi là 1530

(4) S m ch đ n ADN vùng nhân ch a 15N thu đ c sau 3 gi là 6

A 1 B 3 C 2 D 4

H ng d n gi i

 Th i gian m i th h là 20 phút, nh v y trong 3 gi s th h vi khu n s là

th h

 S phân t ADN thu đ c là: (1) ÚNG

 S m ch đ n ADN vùng nhân ch a 14N thu đ c là (2) SAI

 S phân t ADN vùng nhân ch ch a 14

N là (3) ÚNG

 S m ch đ n ADN vùng nhân ch a 15N thu đ c là (4) ÚNG

V y có 3 phát bi u đúng là các phát bi u (1); (2) và (4)

Ch n B

t c m = z

(3 60) : 20   9

9

3  2  1536

1536 2 3 2     3066

1536 3 2 1530   

3 2 6  

C Sau giai đo n III (đ c thêm-hi u nguyên t c):

Sau giai đo n II, ta thu đ c:

 T ng s phân t ADN đ c t o ra =

S phân t ADN ch a 2 m ch đ u = 0

S phân t ADN ch a 1 m ch + 1 m ch = z

S phân t ADN ch a 2 m ch đ u =

S m ch ch a = z

S m ch ch a = T ng s m ch – S m ch ch a =

TÓM T T

CÔNG TH C D NG 1

N u ban đ u có x phân t ADN mà 2 m ch đ u ch a N 15 Nuôi c y trong MT N 14 tr i qua k l n

Cu i quá trình:

 S ADN con ch a 1 m ch là N14 và 1 m ch là N15 là = S m ch ch a N15 = 2x

 S ADN ch ch a N15 (2 m ch đ u ch a N15) = T ng ADN con cu i quá trình – S ADN con

ch a 1 m ch N14 và 1 m ch N15 =

CÔNG TH C D NG 2 (nâng cao)

N u ban đ u có x phân t ADN mà 2 m ch đ u ch a N 15 Nuôi c y trong MT1 ch N 14 tr i qua

k 1 l n sau đó t t c các ADN con chuy n sang MT2 ch a N 15 tr i qua k 2 l n nhân đôi

Cu i quá trình:

 Không t o ra ADN ch a 2 m ch N14

 S ADN con ch a 1 m ch N14 và 1 m ch N15 là = S m ch ch a N14 = T ng m ch trong

MT1 - S m ch ch a N15 = t k t qu này là y

 S ADN ch ch a N15 (2 m ch đ u ch a N15) = T ng ADN con cu i quá trình – S ADN con

ch a 1 m ch N14 và 1 m ch N15 =

 M T S BÀI T P T LUY N

Ví d 1: Phân t ADN vùng nhân c a vi khu n E coli ch ch a N15

phóng x N u chuy n nh ng vi

khu n E coli này sang môi tr ng ch có N14

thì m i t bào vi khu n E coli này sau 10 l n nhân đôi

s t o ra bao nhiêu phân t ADN vùng nhân hoàn toàn ch a N14?

A 1024 B 1020 C 1022 D 512

Ví d 2: Ng i ta chuy n 1570 vi khu n E.coli t môi tr ng nuôi c y v i N14sang môi tr ng nuôi

c y v i N15 Sau m t th i gian khi phân tích ADN c a E coli thì t l ADN mang hoàn toàn N15 chi m

93,75% S E.coli trong qu n th sau m t th i gian nuôi c y này là bao nhiêu?

A 50240 vi khu n B 25120 vi khu n C 1674 vi khu n D 3349 vi khu n

Ví d 3: Phân t ADN c a m t vi khu n ch ch a N15

n u chuy n nó sang môi tr ng ch có N14

thì

sau 10 l n phân đôi liên ti p có t i đa bao nhiêu vi khu n con có ch a N14

?

A 1023 B 1024 C 2046 D 1022

Ví d 4: Ng i ta nuôi m t t bào vi khu n E coli trong môi tr ng ch a N14

Sau 1 th h , ng i ta

chuy n sang môi tr ng nuôi c y có ch a N15đ cho m i t bào phân chia 2 l n Sau đó l i chuy n

các t bào đã đ c t o ra sang nuôi c y trong môi tr ng N14đ chúng phân chia 2 l n n a Bi t r ng

quá trình phân chia t bào di n ra bình th ng S phân t ADN ch a N14

+ N15đ c t o ra l n

phân chia cu i cùng là

A 12 B 20 C 32 D 0

Ví d 5: Ng i ta chuy n m t s phân t ADN c a vi khu n E coli ch ch a N15sang môi tr ng ch

có N14

T t c các ADN nói trên đ u th c hi n tái b n 5 l n liên ti p t o đ c 512 phân t ADN S

phân t ADN còn ch a N15 là:

A 5 B 32 C 16 D 10

Ví d 6: theo dõi quá trình t nhân đôi c a ADN, M Meselson và F Stahl đã dùng ph ng pháp

đánh d u nguyên t Nuôi t bào vi khu n E Coli trong môi tr ng ch a đ ng v 15

N cho 14 th h

(NH4Cl) là ngu n nito duy nh t cung c p cho vi khu n K t thúc 14 th h g n nh t t c các t bào có

ADN đ u ch a 15

N Dòng t bào ch a 15N đ c chi t ra, sau đó chuy n sang môi tr ng ch a đ ng v

14

N ADN ch a 15N (n ng) và ADN 14N (nh ) trong dung d ch CsCl (Cesium Chloride) đ c tách

riêng b ng máy li tâm siêu t c Sau vài gi , trong dung d ch có s gi m d n t tr ng: ADN n ng

d i đáy, ADN nh trên cùng Theo t ng giai đo n, hai ông l y m u vi khu n, tách ADN và đo t

tr ng , nh n th y: th h th nh t, ADN n ng chi m 50%, ADN nh chi m 50%; th h th hai,

ADN n ng chi m 25%, ADN nh chi m 75%; th h th ba, ADN n ng chi m 12,5%, ADN nh

chi m 87,5% Cho m t s nh n xét sau:

(1) Thí nghi m trên đã ch ng ADN nhân đôi theo nguyên t c b sung

(2) th h th t , t l gi a ADN nh và ADN n ng là 1 : 15

(3) D đoán th h n thì s nh n đ c hoàn toàn ADN nh

(4) Gi s xu t phát t ban đ u có a vi khu n vì sau n th h , s vi khu n ch a ADN n ng là n

a 2 

(5) Gi s ban đ u có 5 t bào vi khu n E Coli v i th i gian m i th h vi khu n là 20 phút thì s

m ch đ n ch a 14

N sau 2 gi nuôi c y là 630

Trong s các nh n xét trên, có bao nhiêu nh n xét đúng?

A 3 B 2 C 1 D 4