2018-2019高中生物 第4章 遺傳的分子基礎(chǔ) 微專(zhuān)題突破 DNA和RNA中堿基的相關(guān)計(jì)算學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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DNA和RNA中堿基的相關(guān)計(jì)算 [核心精要] 1．DNA分子多樣性的計(jì)算 DNA分子多樣性與堿基的數(shù)目和排列順序有關(guān)，如果一個(gè)DNA分子含有的堿基對(duì)數(shù)為n，則最多可形成DNA的種類(lèi)為4n種。 2．DNA復(fù)制中有關(guān)的計(jì)算 若取一個(gè)全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)，轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)n代。 (1)子代DNA分子中，含14N的有2n個(gè)，只含14N的有(2n－2)個(gè)，做題時(shí)應(yīng)看準(zhǔn)是“含”，還是“只含”。 (2)無(wú)論復(fù)制多少次，含15N的DNA分子數(shù)始終是2個(gè)，含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時(shí)，應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”，還是“鏈數(shù)”。 (3)若一親代DNA分子有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需消耗游離的該種脫氧核苷酸數(shù)目為m(2n－1)個(gè)。第n次復(fù)制，需該種脫氧核苷酸數(shù)為m2n－1個(gè)。 3．DNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程中有關(guān)計(jì)算 轉(zhuǎn)錄成mRNA的DNA分子中的堿基數(shù)至少是該mRNA堿基數(shù)的兩倍。 4．翻譯過(guò)程中有關(guān)計(jì)算 在涉及該部分內(nèi)容的計(jì)算時(shí)，要注意題干中是否需要考慮終止密碼子及基因中不能翻譯的片段，如果題目中未作說(shuō)明，一般按照以下規(guī)律計(jì)算： DNA中堿基數(shù)量→mRNA中堿基數(shù)量→氨基酸數(shù)量 　6　　　　∶　　 　　3　　　∶　　　1 計(jì)算中“最多”和“最少”的分析： (1)翻譯時(shí)，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說(shuō)mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。基因或DNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。 (2)在回答有關(guān)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)加上“最多”或“最少”等字。如mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄該mRNA的基因中至少有2n個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個(gè)氨基酸。 提醒：①做題時(shí)應(yīng)看清是DNA上(或基因上)的堿基對(duì)數(shù)還是個(gè)數(shù)，是mRNA上密碼子的個(gè)數(shù)還是堿基個(gè)數(shù)。 ②DNA(或基因)中的堿基對(duì)數(shù)∶密碼子個(gè)數(shù)∶氨基酸個(gè)數(shù)＝3∶1∶1。 1．某雙鏈DNA分子含有200個(gè)堿基，一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則該DNA分子(　　) A．含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán) B．含有腺嘌呤20個(gè) C．4種含氮堿基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 D．堿基排列方式4200種 C　[DNA分子每條鏈的其中一端含有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，一個(gè)DNA分子含2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則另一條鏈上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，所以DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，其中腺嘌呤有2003/20＝30個(gè)；因該雙鏈DNA分子中4種堿基的比例一定，所以其堿基排列方式小于4100種。] 2．關(guān)于圖中DNA分子片段及其轉(zhuǎn)錄的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632156】 A．將此DNA放在含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，則子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2 B．若①處的堿基對(duì)改變導(dǎo)致基因突變，不一定會(huì)導(dǎo)致性狀改變 C．此過(guò)程需要RNA聚合酶 D．DNA兩條鏈上的(G＋C)/(A＋T)的值互為倒數(shù)關(guān)系 D　[DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，將此DNA分子片段放在含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，則子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2，A項(xiàng)正確；密碼子具有簡(jiǎn)并性，①處的堿基對(duì)改變會(huì)導(dǎo)致基因突變，但不一定會(huì)導(dǎo)致性狀改變，B項(xiàng)正確；轉(zhuǎn)錄過(guò)程需要RNA聚合酶，C項(xiàng)正確；DNA兩條鏈上的(G＋C)/(A＋T)的值相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。] 3．若DNA分子的某個(gè)基因含240個(gè)脫氧核苷酸，其中有80個(gè)鳥(niǎo)嘌呤，則該片段轉(zhuǎn)錄成的mRNA含有的尿嘧啶最多有(　　) A．20個(gè)　　 B．40個(gè) C．60個(gè) D．80個(gè) B　[在DNA分子中，因?yàn)镚＝80個(gè)，所以G＋C＝160(個(gè))，A＋T＝240－160＝80(個(gè))，則A＝T＝40個(gè)，當(dāng)A全部位于模板鏈中時(shí)，mRNA中含有的尿嘧啶最多，此時(shí)轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中U＝40個(gè)。] 4．某條多肽的相對(duì)分子質(zhì)量為5 354，若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是(　　) A．58對(duì)堿基 B．59對(duì)堿基 C．177對(duì)堿基 D．174對(duì)堿基 C　[設(shè)氨基酸數(shù)為n，則脫去的水分子數(shù)為(n－1)個(gè)，據(jù)脫水縮合反應(yīng)式，得110n＝5 354＋18(n－1)，解得n＝58，如考慮不編碼氨基酸的終止密碼子，則編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是583＋3＝177對(duì)堿基。] 5．一個(gè)mRNA分子有m個(gè)堿基，其中G＋C有n個(gè)；由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A＋T的數(shù)、合成蛋白質(zhì)時(shí)最多脫去的水分子數(shù)分別是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632157】 A．m、m/3－1 B．m、m/3－2 C．2(m－n)、m/3－1 D．2(m－n)、m/3－2 D　[由mRNA分子有m個(gè)堿基且G＋C＝n可知，此mRNA分子中A＋U＝m－n，控制其合成的DNA分子模板鏈中T＋A＝m－n個(gè)，DNA分子中A＋T＝2(m－n)；由mRNA分子m個(gè)堿基可知，合成的蛋白質(zhì)最多含有m/3個(gè)氨基酸，此蛋白質(zhì)分子有兩條肽鏈，最多脫水分子數(shù)應(yīng)為m/3－2。] 6．將大腸桿菌置于含15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，這樣后代大腸桿菌細(xì)胞中的DNA均被15N標(biāo)記，然后將被15N標(biāo)記的大腸桿菌作為親代轉(zhuǎn)到普通培養(yǎng)基，繁殖兩代，親代、子一代、子二代大腸桿菌的狀況如圖所示。 (1)后代大腸桿菌DNA儲(chǔ)存的遺傳信息與親代大腸桿菌DNA儲(chǔ)存的遺傳信息完全相同的原因是_________________________________________ ____________________________________________________________ __________________________________________________。 (2)如果將子二代大腸桿菌的DNA分子總量作為1，其中，含15N的子二代大腸桿菌DNA分子約占總量的________%。 (3)如果將子二代大腸桿菌的DNA含量作為1，其中，15N的子二代大腸桿菌DNA含量(單鏈)約占總量的________%。 (4)本實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明DNA的復(fù)制方式是________________。 (5)如用某種離心方法分離得到子二代大腸桿菌的DNA，請(qǐng)你將DNA分子可能出現(xiàn)在試管的位置在右圖標(biāo)出。 [解析]　(1)DNA精確復(fù)制的原因：一是以含15N的親代DNA分子作模板，二是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。(2)親代DNA為標(biāo)有15N的DNA，第一代DNA為雜合DNA分子(即一條鏈含15N，一條鏈含14N)，第二代以?xún)蓚€(gè)雜合DNA為模板，以含14N的脫氧核苷酸為原料，共合成4個(gè)DNA，其中兩個(gè)完全標(biāo)有14N，兩個(gè)仍為雜合(即含15N)占總量的50%。(3)第二代4個(gè)DNA分子中，含15N的鏈有兩條，占總鏈的比例為2/8＝25%。(4)本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制。(5)子二代中DNA中有兩個(gè)是15N—14N，另兩個(gè)為14N—14N，故離心后出現(xiàn)輕帶和中帶。 [答案]　(1)它們均是以親代15N標(biāo)記的DNA雙鏈的每條鏈為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成的 (2)50　(3)25　(4)半保留復(fù)制 (5)如圖