高三生物复习DNA复制计算

高三生物复习DNA复制计算

精锐教育学科教师辅导讲义 学员编号： 年 级：高二 课 时 数：3‎ 学员姓名：刘晓倩 辅导科目：生物 学科教师：李骥尧 ‎ 课 题 关于碱基和DNA复制的计算 教学内容 ‎【方法与技巧】‎ 对于碱基计算的这类题目，关键是抓住几个基础的关系。只要能掌握三个关系式，灵活运用这三个关系式，就可解决一般的碱基计算的题目。这三个关系式分别是：‎ ‎1、如果把DNA的两条链分别定为Ⅰ链和Ⅱ链的话，那么根据碱基互补配对原则，Ⅰ链上的腺嘌呤（A）一定等于Ⅱ链上的胸腺嘧啶（T），Ⅰ链上的鸟嘌呤（G）一定等于Ⅱ链上的胞嘧啶（C），反之亦然。‎ 可简写为：AⅠ＝TⅡ，TⅠ＝AⅡ，CⅠ＝GⅡ，GⅠ＝CⅡ。‎ ‎2、根据AⅠ＝TⅡ，TⅠ＝AⅡ，CⅠ＝GⅡ，GⅠ＝CⅡ，对于整个DNA分子来说，A的总量等于T的总量，C的总量等于G的的总量。‎ 可简写为A总=T总，G总=C总。‎ ‎3、若DNA的Ⅰ链中A+T的量占Ⅰ链碱基总量的a％，由AⅠ＝TⅡ、TⅠ＝AⅡ及Ⅰ链的碱基总量等于Ⅱ链的总量，可得在DNA的Ⅱ链中A+T的量也占Ⅱ链碱基总量的a％。同理，可得ｍRNA中的A+U的量占ｍRNA碱基总量的a％。对于整个DNA分子来说，A总＋T总＝AⅠ＋AⅡ＋TⅡ＋TⅠ＝2（AⅠ＋TⅠ），整个DNA分子的碱基总量等于２倍Ⅰ链碱基总量，所以A总＋T总的量占整个DNA分子碱基总量的a％。‎ 可简写为：若（AⅠ＋TⅠ）/Ⅰ总＝a％,则（AⅡ＋TⅡ）/Ⅱ总＝a％，（A总＋T总 ）/DNA总＝a%，（A+U）/ｍRNA＝a%。C+G同样有此关系：若（CⅠ＋GⅠ）/Ⅰ总＝b％,则（CⅡ＋GⅡ）/Ⅱ总＝b％，（C总＋G总 ）/DNA总＝b%，（C+G）/ｍRNA＝b%。‎ ‎【典型例题】‎ ‎1、（1991年全国高考试题）‎ DNA的一个单链中（A+G）/（T+C）＝0.4，上述比例在其互补链和整个DNA子中分别是（ ）‎ A、0.4和0.6 B、2.5和1.0 C、0.4和0.4 D、0.6和1.0‎ 解析 在DNA分子中AⅠ＝TⅡ、TⅠ＝AⅡ、CⅠ＝GⅡ、GⅠ＝CⅡ，据题意的得（AⅠ＋GⅠ）/（TⅠ＋CⅠ）＝0.4，那么（TⅡ＋CⅡ）/（AⅡ＋GⅡ）＝0.4,即（AⅡ＋GⅡ）/（TⅡ＋CⅡ）＝2.5。因为A总=T总、G总=C总，对于整个DNA分子来说（A总＋ G总）/（T总＋C总）＝1.0。‎ ‎［答案］ B。‎ ‎2、（1999年上海高考题）‎ 若DNA分子一条链中（A+T）／（C+G）＝c，则其互补链中该比例为（ ）‎ A、c B、1/c C、1 D、1－1/c 解析 方法1：由AⅠ＝TⅡ，TⅠ＝AⅡ，CⅠ＝GⅡ，GⅠ＝CⅡ得（AⅠ＋TⅠ）/(GⅠ＋CⅠ)＝（TⅡ＋AⅡ）/（CⅡ＋GⅡ）＝c。‎ 方法2：（AⅠ＋TⅠ）/Ⅰ总＝a％, （CⅠ＋GⅠ）/Ⅰ总＝b％,已知（AⅠ＋TⅠ）/（CⅠ＋GⅠ）＝a％/b％=c,则由（AⅡ＋TⅡ）/Ⅱ总＝a％，（CⅡ＋GⅡ）/Ⅱ总＝b％得（AⅡ＋TⅡ）/（CⅡ＋GⅡ）＝a％/b％=c。同时还可得（A总＋T总 ）/（C总＋G总 ）＝c。‎ ‎［答案］ A。‎ ‎3、（2002年山东省会考模拟题）‎ 在双链DNA中由腺嘌呤P个，占全部碱基比例N/M（M>2N），则该DNA分子中鸟嘌呤的个数为（ ）‎ A、P B、PM/N+P C、(PM/2N)－P D、PM/2N 解析 方法1：已知A总=P，由于A总=T总，G总=C总，得T总＝P， G总＋C总＝2 G总＝DNA总－A总－T总＝PM/N－2P，所以G总＝（PM/2N）－P。‎ 方法2：已知在双链DNA中由腺嘌呤（A）占全部碱基比例N/M（M>2N），由于A总=T总，则G总＋C总的比例为1－2N/M，C总的比例为1/2－N/M，所以C总＝PM/N(1/2－N/M)＝PM/2N－P。‎ ‎［答案］ A。‎ ‎4、分析某生物的双链DNA，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64％，其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30％，则对应链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是（ ）‎ A、50% B、34% C、32% D、17%‎ 解析 已知某生物的双链DNA中A+T占全部碱基总量的64％，其中一条链上的A占该链全部碱基的30％，由（A总＋T总 ）/DNA总＝a%，（AⅠ＋TⅠ）/Ⅰ总＝a％,可得TⅠ占Ⅰ链全部碱基的34％。由于TⅠ＝AⅡ，DNA两条链的碱基数目相等，所以对应链Ⅱ链中的腺嘌呤AⅡ占Ⅱ链碱基的34％，占整个DNA分子碱基的比例的17％。‎ ‎［答案］ D。‎ 很多同学说我知道了公式也不会用，大家只要把题目中的已知条件和求解用文章中的方式表现出来，就很容易看到他们的联系，从而知道该用那个公式。‎ 浅议核酸中碱基含量的计算 在高中生物的试题中，常见有关核酸中碱基的计算问题，但中学生物教材对这部分内容未见叙述。以下是笔者近年来对这类题型解法所作的一些归纳。‎ 注意：遗传的物质基础告诉我们，在双链DNA分子中，碱基之间的连接是遵循碱基互补配对原则的，在DNA分子的复制及信息RNA的转录过程中也是遵循这一原则。由此可见，要解决碱基含量计算的问题，关键就是在于对碱基互补配对原则的理解及运用。‎ ‎ 碱基互补配对原则对双链DNA分子中四种碱基的关系作了明确的阐述：嘌呤与嘧啶配对，且A=T，G=C。由此，我们可引伸出如下关系：‎ 公式一：A+G=T+C或A+C=T+G 即在双链DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的，占整个分子碱基总量的50%‎ ‎【课堂训练】‎ 例1：已知一段信息RNA有30个碱基，其中A和G有12个，那么，转录成信息RNA的一段DNA分子中，应有C和T是 A、12个 B、18个 C、24个 D、30个 分析：信息RNA有30个碱基，则其模板DNA分子中应有60个碱基，因T+C=A+G，故而T+C=60×50%=30，应选答案D。‎ 例2：一个具有1000个碱基对的DNA分子，如果腺嘌呤的含量为20%，则含胞嘧啶的碱基对为 A、200个 B、300个 C、400个 D、600个 分析：根据碱基互补配对原则，A=T=20%，则G=C=30%，G+C=30%+30%=60%，然则含胞嘧啶的碱基对为60%，即1000×60%=600个，应选答案D。‎ ‎ 在高中生物的试题中，常见有关核酸中碱基的计算问题，但中学生物教材对这部分内容未见叙述。以下是笔者近年来对这类题型解法所作的一些归纳。‎ ‎ 遗传的物质基础告诉我们，在双链DNA分子中，碱基之间的连接是遵循碱基互补配对原则的，在DNA分子的复制及信息RNA的转录过程中也是遵循这一原则。由此可见，要解决碱基含量计算的问题，关键就是在于对碱基互补配对原则的理解及运用。‎ ‎ 碱基互补配对原则对双链DNA分子中四种碱基的关系作了明确的阐述：嘌呤与嘧啶配对，且A=T，G=C。由此，我们可引伸出如下关系：‎ 公式一：A+G=T+C或A+C=T+G 即在双链DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的，占整个分子碱基总量的50%。‎ 例1：已知一段信息RNA有30个碱基，其中A和G有12个，那么，转录成信息RNA的一段DNA分子中，应有C和T是 A、12个 B、18个 C、24个 D、30个 分析：信息RNA有30个碱基，则其模板DNA分子中应有60个碱基，因T+C=A+G，故而T+C=60×50%=30，应选答案D。‎ 例2：一个具有1000个碱基对的DNA分子，如果腺嘌呤的含量为20%，则含胞嘧啶的碱基对为 A、200个 B、300个 C、400个 D、600个 分析：根据碱基互补配对原则，A=T=20%，则G=C=30%，G+C=30%+30%=60%，然则含胞嘧啶的碱基对为60%，即1000×60%=600个，应选答案D。‎ ‎ 在高中生物的试题中，常见有关核酸中碱基的计算问题，但中学生物教材对这部分内容未见叙述。以下是笔者近年来对这类题型解法所作的一些归纳。‎ ‎ 遗传的物质基础告诉我们，在双链DNA分子中，碱基之间的连接是遵循碱基互补配对原则的，在DNA分子的复制及信息RNA的转录过程中也是遵循这一原则。由此可见，要解决碱基含量计算的问题，关键就是在于对碱基互补配对原则的理解及运用。‎ ‎ 碱基互补配对原则对双链DNA分子中四种碱基的关系作了明确的阐述：嘌呤与嘧啶配对，且A=T，G=C。由此，我们可引伸出如下关系：‎ 公式一：A+G=T+C或A+C=T+G 即在双链DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的，占整个分子碱基总量的50%。‎ 例1：已知一段信息RNA有30个碱基，其中A和G有12个，那么，转录成信息RNA的一段DNA分子中，应有C和T是 A、12个 B、18个 C、24个 D、30个 分析：信息RNA有30个碱基，则其模板DNA分子中应有60个碱基，因T+C=A+G，故而T+C=60×50%=30，应选答案D。‎ 例2：一个具有1000个碱基对的DNA分子，如果腺嘌呤的含量为20%，则含胞嘧啶的碱基对为 A、200个 B、300个 C、400个 D、600个 分析：根据碱基互补配对原则，A=T=20%，则G=C=30%，G+C=30%+30%=60%，然则含胞嘧啶的碱基对为60%，即1000×60%=600个，应选答案D。公式二：‎ ‎ ‎ 即在双链DNA分子中，一条链中的嘌呤之和与嘧啶之和的比值与其互补链中相应的比值互为倒数。‎ 例3：DNA的一条单链中，A和G的数量与T和C的数量之比为0.4，上述比例在其互补链中和整个DNA分子中分别是 A、0.4和0.6 B、2.5和1.0‎ C、0.4和0.4 D、0.6和1.0‎ 分析：已知A左+G右/T左+C左=0.4，根据公式二，可得A右+G右/T右+C右=1/0.4=2.5，即其互补链中同样的比例值为2.5；而根据公式一，可得整个DNA分子中的比值应为1，故应选答案B。公式三：‎ ‎ ‎ 即在双链DNA分子中，一条链中的两种碱基对的比值（A+T/G+C ‎）与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是一样的。‎ 推理过程：根据碱基互补酸对原则，A左=T右，T左=A右， G左=C右，C左=G右，则 同理可得：‎ ‎ 两式合并成为公式三。‎ 例4：已知某DNA分子G与C占全部碱基数的48%，它的一条模板链中C与T分别占该链碱基总数的26%和24%，问由它转录的RNA链中尿嘧啶与胞嘧啶分别占碱基总数的 A、24%和22% B、28%和26% C、28%和22% D、48%和52%‎ 分析：题目是求RNA的碱基含量，RNA是由DNA模板链严格按照碱基互补配对原则转录而来的，虽然某种碱基名称改变了（RNA中没的胸腺嘧啶，而有尿嘧啶），但其对等关系还是存在的。由于在DNA分子中G+C=48%，则A+T=52%。据公式三可知A左+T左=52%（设该模板链为左链），则A左=52%—24%=28%，又因G左+C左=48%，则G左=48%—26%=22%。在转录时，A左与U配对，G左与C配对，则RNA上的U=28%，C=22%，故答案为C。‎ 例5：某信息RNA的碱基中，U占20%，A占10%，则作为它的模板基因DNA分子中胞嘧啶占全部碱基的 A、70% B、60% C、35% D、17.5%‎ 分析：信息RNA中，A+U=10%+20%=30%，则G+C=70%，根据公式三，得知模板基因DNA分子中也有同样比例，即G+C=70%，再根据碱基互补配对原则，可知G=C，则C=（G+C）/2，即C= ×70%=35%，由此可得答案为C。‎ ‎ 以上就是笔者在教学中归纳得到的一点体会，此类题型的解法在乎于对碱基互补配对原则的深入了解。在解题过程中，根据题目给出的已知条件，再根据碱基互补配对原则及前面引伸出来的三条公式，核酸中碱基含量的计算问题就迎刃而解了。‎ ‎【自我检测】‎ ‎1.某转录下来的mRNA的碱基中，U占16%，A占20%，则模板DNA双链中G占( B )‎ A.36% B.32% C.64% D.无法确定 ‎2.人的血红蛋白由四条肽链组成，在合成该蛋白质的过程中，脱下了570分子的水。问控制合成该蛋白质基因中有多少个碱基( C )‎ A.570×6 B.570×3 C.574×6 D.574×3‎ ‎3、对双链DNA分子的叙述，下列哪项是不正确的？（ D ）‎ A、 若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等 B、 若一条链G的数目为C的两倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍 C、 若一条链A:T:G:C=1:2:3:4，则另一条链相应碱基比为2:1:4:3‎ D、 若一条链G:T=1:2，则另一条链C:A=2:1 ‎ ‎4、对从某中生物组织提取的DNA进行分析，得知G和C之和占DNA分子全部碱基总数的46%，其中一条链（称为H链）的碱基中，A（腺嘌呤）占该碱基总数的28%。请问：与H链互补的DNA链中腺嘌呤（A）占该链全部碱基总数的百分比是多少？ 26%‎ ‎ ‎ ‎5、一个DNA分子中有1000个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，如果连续复制2次，参加到复制过程中的游离脱氧核苷酸中的C碱基总数是（ C ）‎ A、600 B、1200 C、1800 D、2400‎ ‎6、双链DNA分子中G占38%，其中一条链中的T占5%，那么另一条链T占该链的 （ C ）‎ A、76% B、5% C、19% D、38%‎ ‎7、已知含有四种碱基的某DNA分子中腺嘌呤a个，占全部碱基的b，则下列正确的是（　C　 ）‎ ‎　 A、b≤0.5　　　　　　　　　　　　　　 B、b≥0.5 ‎ ‎　 C、胞嘧啶数为a（1/2b-1）　　　　　　 D、胞嘧啶数为b(1/2a-1)‎ ‎8、在DNA的碱基组成中，下列比例会因生物种类不同而不同的是（ A ）‎ A、C+G/A+T B、C+T/A+G C、G+T/A+C D、A+U/G+C ‎9、.DNA的一条链上A+C/T+G=0.4,那么在其互补链上和整个DNA分子中,上述比例分别是( B )‎ A.0.4和0.6 B.2.5和1.0‎ C.0.4和1.0 D.0.6和1.0‎ ‎10、一个ＤＮＡ分子中有腺嘌呤１５００个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比是３：１，这个ＤＮＡ分子的脱氧核苷酸为（　 B　　）‎ Ａ、３０００个　　　　　Ｂ、４０００个 Ｃ、２０００个　　　　　Ｄ、５０００个 ‎12、双链DNA分子中有2000个脱氧核苷酸，它的一条单链上碱基比是A:G:T:C=1:2:3:4,若该分子复制2次，则需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸（ 1200 ）个。‎ ‎13、某一ＤＮＡ分子中Ａ与Ｔ之和占整个ＤＮＡ分子碱基总数的５４％，其中一条链中Ｇ占２２％，则另一条链中Ｇ占该链碱基总数的（ B ）‎ Ａ、２２％ Ｂ、２４％ Ｃ、２７％ Ｄ、３２％‎ ‎14、将ＤＮＡ以被１５Ｎ充分标记的的大肠杆菌，转入含１４Ｎ的培养基中继续培养，杆菌分裂两次后，原有旧链与新链的比例以及含15N标记的DNA分子总数的比例分别为（　B　）‎ Ａ，１／２、１／３ Ｂ、１／３、１／２ ‎ Ｃ、１／８、１／４ Ｄ、１／４、１／８‎ ‎【课后练习】‎ Part1‎ ‎1.构成双链DNA的碱基是A、G、C、T 4种，下列哪种比例因生物种类不同而变化 A．(A＋T)／(G＋C) 　　　B．(A＋C )／(G＋T)‎ C．(A＋G)／(C＋T) 　　 D．G／C ‎2.下列关于DNA分子的叙述正确的是( )‎ ‎①若DNA分子一条链中A和T的数目相等，则另一条链中A和T的数目也相等；‎ ‎ ②若DNA分子一条链中G的数目为C的2倍，则另一条链中G的数目是C的1/2;‎ ‎ ③若DNA分子一条链中A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链中相应碱基的比例关系为 ‎2：1：4：3；‎ ‎ ④若DNA分子一条链中G:T＝1：2，则另一条链的C:A＝2：1‎ ‎ A. ①②④　　　 B. ①②③ C. ②③④　　 D. ①③④ ‎ ‎3.分析一个DNA分子时，其中一条链上（A+C）/（G+T）=0.4，那么它的另一条链和整个DNA分子中的（A+C）/（G+T）的比例分别是( )‎ ‎ A.0.4‎和0.6； B.2.5和0.4； C.0.6和1.0； D.2.5和1.0‎ ‎4.分析一个DNA分子时,发现30％的脱氧核苷酸含腺嘌呤,由此可知,该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的( ) A.20％ B.30％ C.40％ D.70％‎ ‎5.某双链DNA中，G占碱基总数的38％，其中一条链中的T占碱基总数的5％，那么另一条链中的T占碱基总数的 ( )‎ A.5％ B.7％ C.24％ D.38％‎ ‎6.某噬菌体的DNA为单链，四种碱基的比率是A＝0.28、G＝0.32、T＝0.24、C＝0.16。当它感染宿主细胞时，能形成杂合型双链DNA分子(RF)，则在RF上四种碱基A、G、C、T的比率依次是( )‎ ‎ A．0.24　0.16　0.32　0.28 B．0.26　0.24　0.24　0.26‎ ‎ C．0.28　0.32　0.24　0.16 D．0.24　0.26　0.26　0.24‎ Part2‎ ‎1.在DNA分子的一个片段中，有腺嘌呤10个，占碱基总数的20%，则此片段水解后断开的氢键有( )条 ‎ A.20； B.30； C.65； D.不一定 ‎2.一个DNA被放射性元素标记的噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的( )‎ A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2 ‎ ‎3.一双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的G变成C，则DNA经n次复制后，发生差错的DNA占( ) ‎ A.１/２ B.１/２n－Ｉ C.１/２n D.１/２n+Ｉ ‎4.某DNA分子含A腺嘌呤200个，该DNA复制数次后,消耗了周围环境中3000个含A腺嘌呤的脱氧核苷酸,则该DNA分子已经复制了多少次中( )‎ ‎ A.3次 B. 4次 C. 5次 D.6次 ‎5.某生物的双链DNA分子共有碱基700对，其中一条链上（A+T）：（C+G）=2：5，问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是( ) ‎ ‎ A.300个 B.400个 C.600个 D.1200个 ‎6.将含有两对同源染色体，其DNA分子都已用32P标记的精原细胞，放在只含31P的原料中进行减数分裂。则该细胞所产生的四个精子中，含32P和31P标记的精子所占的比例分别是( )‎ A、50％、50％ B、50％、100％ C、100％、50％ D、100％、100％‎