重點題型研析6——堿基互補配對原則的相關(guān)計算

1、重點題型研析 6堿基互補配對原則的相關(guān)計算典例剖析 某基因含有 2 000 個堿基對，其中腺嘌呤占 21%，由此不能得出 （ ）A該基因中 G占 29%，C有 1 160 個B該基因轉(zhuǎn)錄形成的 RNA分子中 U 占 21%C該基因復(fù)制 3 次需要 5 880 個胸腺嘧啶脫氧核苷酸D該基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈中 （A T） 占該鏈的 42%解析 根據(jù)堿基互補配對原則， A%T%21%，C%G%29%，故該基因中 C有 1 160個。 由于該基因轉(zhuǎn)錄時以一條鏈為模板，故形成的RNA分子中 U 的比例是不定的，但該基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈中 （AT） 占該鏈的 42%。該基因復(fù)制 3 次需要胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為

2、43000×21%× （2 “DNA的兩條互補鏈中，不配對的兩堿基和的比值互為倒數(shù)”。具體表達式為 鏈的（AC）/（T G）· 鏈的（AC）/（T G） 1。 “配對的兩堿基之和在單、 雙鏈中所占比例相等”。 具體表達式為 鏈的 （A T）/（C G） 鏈的 （AT）/（C G）雙鏈的 （A T）/（C G）。2與 DNA半保留復(fù)制相關(guān)的計算（1）雙鏈 DNA復(fù)制 n 次，形成的子代 DNA分子中，含親代 DNA單鏈的子代 DNA總是 2 個， 占子代 DNA總數(shù)的比例為 2/2 n，親代 DNA的單鏈占所有單鏈的 1/2 n。（2）某 DNA分子中含某堿基 a

3、個，則復(fù)制 n次需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a·（2 n1），第 n 次復(fù)制需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a·2n 1。3基因表達過程中有關(guān) DNA、RNA、氨基酸的計算 1） 5 880（ 個） 。答案 B技法點撥1與堿基互補配對原則相關(guān)的計算（1）“雙鏈中， 不配對的兩堿基之和的比值為 1”。具體表達式為 （A C）/（T G）1（ 將 A T、 C G 代入上式即可證明 ） 。（1） 轉(zhuǎn)錄時，以 DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，產(chǎn)生一條單鏈mRN，A 則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 mRNA中堿基數(shù)目是 DNA中堿基數(shù)目的一半，且 DNA模板鏈中 AT（或 C G） 與 mR

4、NA中 AU（或 C G）相等，則 （A T）總% （A U）mRN%A 。（2） 設(shè) mRNA上有 n 個密碼子， 不考慮終止密碼子， 因 mRNA上的密碼子都決定一個氨基酸， 需要一個對應(yīng)的 tRNA 分子參與連接。所以，密碼子的數(shù)量 tRNA 的數(shù)量氨基酸的數(shù) 量 nnn。（3）翻譯過程中， mRNA中每 3 個相鄰堿基決定一個氨基酸，所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分 子中氨基酸數(shù)目約為 mRNA中堿基數(shù)目的 1/3 ，約是雙鏈 DNA中堿基數(shù)目的 1/6 。即在轉(zhuǎn) 錄和翻譯過程中，基因中的堿基數(shù) （指雙鏈 ） 、mRNA分子中的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)分子中的氨 基酸數(shù)之比約為 631。跟蹤訓(xùn)練1已知某

5、 RNA分子中腺嘌呤占全部堿基的 17%，尿嘧啶占 21%，則轉(zhuǎn)錄形成該 RNA的基因中 嘌呤堿基所占比例為 （ ） A 17%B21%C無法確定D 50%答案 D解析 由題意可知，轉(zhuǎn)錄形成該 RNA的模板鏈中 （GC）%62%，（A T）%38%，由于一 條鏈中 （GC）、（AT）的比例和整個 DNA分子中 （GC）、（AT）的比例相等，所以 DNA 分子中 （GC）%62%，（A T）% 38%，且 DNA分子中 AT、GC，所以整個 DNA分子中 （A G）所占比例為 50%。2關(guān)于如圖所示 DNA分子的敘述，正確的是（ ）A限制酶作用于部位， DNA連接酶作用于部位B該 DNA的特異性

6、表現(xiàn)在堿基種類和 （A T）/（G C）的比例上C若該 DNA分子中 A為 p個，占全部堿基的 n/ m（ m>2n） ，則 G的個數(shù)為 （pm/2n）pD把該 DNA分子放在含 15N 的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代，子代中含15N 的 DNA分子占 3/4答案 C解析 限制酶和 DNA連接酶都作用于部位；該 DNA的特異性不表現(xiàn)在堿基種類上，因 為 DNA中的堿基只有 4 種；把該 DNA分子放在含 15N 的培養(yǎng)基中復(fù)制兩代， 子代 DNA分子 都含有 15N。3在一個雙鏈 DNA分子中，堿基總數(shù)為 m，腺嘌呤堿基數(shù)為 n，則下列有關(guān)敘述正確的是( )脫氧核苷酸數(shù)磷酸數(shù)堿基總數(shù)堿基之間的氫鍵數(shù)

7、為3m2n2一條鏈中 AT 的數(shù)量為 nG的數(shù)量為 m nABCD答案 D解析 的等量關(guān)系容易判斷；對于，須知G與 C之間形成 3個氫鍵， A與 T之間形成 2 個氫鍵，故氫鍵數(shù)為：m2n3m 2n2n3×2 2 ；因 AT 的總量為 2n，故一條鏈中的 A T 的數(shù)量應(yīng)為 n；中計算 G的數(shù)量有誤，應(yīng)為 m22n 2m n。實驗技能突破 6同位素示蹤法在生物實踐中的應(yīng)用技能歸納1同位素示蹤法是利用放射性示蹤劑，對研究對象進行標記的微量分析方法。2方法應(yīng)用實驗?zāi)康臉擞浳飿擞浳镛D(zhuǎn)移情況實驗結(jié)論研究光合作 用過程中物 質(zhì)的利用H128OH128O18O2在光合作用反應(yīng)物 H128O中 的

8、 O以 O2 的形式放出， CO2 中的 C 用于合成有機物14CO214CO214C3( 14CH2O)探究生物的 遺傳物質(zhì)親代噬菌體中的3232P(DNA)、35S(蛋白質(zhì))子代噬菌體檢測到 放射性 32P，未檢測 到 35SDNA是遺傳物質(zhì)驗證 DNA的復(fù)制方式親代雙鏈用 15N標記親代 DNA子一代DNA的一條鏈含 15NDNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制研究分泌蛋33H核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)各種細胞器既有明確的分白的合成和分泌過程高爾基體細胞膜工，相互之間又協(xié)調(diào)配合典例剖析 用同位素標記技術(shù)追蹤研究物質(zhì)的轉(zhuǎn)移變化途徑是生物科學研究的重要手段之 一。下列相關(guān)的應(yīng)用及結(jié)果錯誤的是 ( ) A小白鼠吸入

9、18O2后呼出的 CO2 不會含有 18O，但尿液中會含有 H218O B用含有 3H 標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的營養(yǎng)液培養(yǎng)洋蔥的根尖，可以在細胞核和線 粒體內(nèi)檢測到較強的放射性，而在核糖體處檢測不到C將 15N 標記的 DNA置于含 14N 標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中進行復(fù)制， 經(jīng)密度梯度離心 后可以分析得出 DNA具有半保留復(fù)制的特點D要得到含 32P 的噬菌體，必須先用含 32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌解析 小鼠吸入的 18O2首先參與有氧呼吸的第三階段， 形成 H218O，如果 H218O接著參與有氧 呼吸的第二階段，則會產(chǎn)生 C18O2，故呼出的 CO2中可能含有 18O，故 A 錯誤；根尖

10、分生區(qū) 細胞進行有絲分裂，細胞核和線粒體中DNA的復(fù)制會消耗含有放射性同位素的脫氧核苷酸，而核糖體不含 DNA，故 B正確； DNA復(fù)制一次經(jīng)密度梯度離心后可得到中帶， DNA復(fù) 制兩次經(jīng)密度梯度離心后可得到中帶和輕帶， 故而可推導(dǎo)出 DNA具有半保留復(fù)制的特點， 故 C 正確；病毒營寄生生活，不能在培養(yǎng)基上繁殖，所以要標記病毒首先應(yīng)標記細菌， 故 D 正確。答案 A即時鞏固1如果用 15N、 32P、 35S 共同標記噬菌體后，讓其侵染未標記的大腸桿菌，在產(chǎn)生的子代噬 菌體中，能夠找到的標記元素為 ( ) A在外殼中找到 15N和 35SB在 DNA中找到 15N和 32PC在外殼中找到 1

11、5ND在 DNA中找到 15N、 32P和 35S答案 B解析 用 15N、32P和 35S共同標記噬菌體， 15N標記了噬菌體的 DNA和蛋白質(zhì)外殼， 32P標 記了噬菌體的核酸， 35S 標記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細菌過程中蛋白質(zhì)外殼 留在細菌外面，核酸進入細菌內(nèi)部，在細菌中以噬菌體DNA為模板，利用細菌中的原料合成子代噬菌體的核酸，由于 DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制，故在子代噬菌體中能找到N和 P 標記的 DNA，不能找到 S 和 N 標記的蛋白質(zhì)。2將大腸桿菌在含有 15N 標記的 NH4Cl 培養(yǎng)液中培養(yǎng)后，再轉(zhuǎn)移到含有 14N的普通培養(yǎng)液中 培養(yǎng)， 8小時后提取 DNA進

12、行分析，得出含 15N的DNA占總 DNA的比例為 1/16 ，則大腸桿 菌的分裂周期是 ( )A2 小時B4 小時C小時D 1 小時答案 C解析 DNA是半保留復(fù)制， 1 個 DNA分子復(fù)制后其兩條鏈存在于 2 個 DNA分子中， 由題意 可知， 1 個 DNA分子經(jīng)過連續(xù)復(fù)制，得出含15N的 DNA分子占總 DNA分子的比例為 1/16 ，因此共得到 32 個 DNA分子，說明經(jīng)過了 5 次復(fù)制，每一次的復(fù)制時間就是小時。3若用 32P 標記“類胚胎干細胞”的 DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P 的培養(yǎng)液中培養(yǎng)， 在第二次細胞分裂的中期、 后期，一個細胞中的染色體總條數(shù)和被32P

13、標記的染色體條數(shù)分別是()A中期是 46 和 46、后期是 92 和 46B中期是 46 和 46、后期是 92 和 92C中期是 46 和 23、后期是 92 和 23D中期是 46 和 23、后期是 46 和 23答案 A解析 有絲分裂中期、后期染色體條數(shù)的分析：“類胚胎干細胞”來自人體，人體的一 個正常細胞中含有的染色體條數(shù)為46，有絲分裂過程中只有后期染色體加倍 (92) ，其他時期染色體條數(shù)與體細胞都相同 (46) ，故無論經(jīng)過幾次分裂，在有絲分裂中期染色體條 數(shù)都是 46，后期染色體條數(shù)都是 92。有絲分裂中期、后期被 32P 標記的染色體條數(shù)的分 析：以 1 個 DNA分子為例，

14、雙鏈被 32P 標記，轉(zhuǎn)入不含 32P 的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，由于 DNA具 有半保留復(fù)制的特點，第一次有絲分裂完成時，每個DNA分子中都有 1 條鏈被 32P 標記；第二次有絲分裂完成時，只有 1/2 的 DNA分子被 32P 標記；中期時，染色單體沒有分開， 而這 2條沒有分開的染色單體上， 其中有 1條被 32P標記，導(dǎo)致整條染色體也被 32P標記。熱點專項聚焦 6例談利用圖解法解決標 記的 DNA分子隨染色體 的去向問題32典例剖析 1 用 32P標記玉米體細胞 (含 20 條染色體 )的 DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入 不含 32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的后期，一個細胞中被32

15、P 標記的染色體數(shù)是A0條B10C20 條D40條解析 玉米體細胞進行有絲分裂，在有絲分裂過程中，每條染色體的行為都是獨立的， 而且是一致的。因此用一條染色體的變化就能體現(xiàn)有絲分裂過程中染色體的變化特點， 則題目中玉米體細胞兩次有絲分裂過程中染色體和DNA的標記情況可用下圖進行解析。由圖可知，第二次分裂后期，一條染色體的著絲粒分裂后形成的兩條染色體，一條被標 記( 其實質(zhì)是該染色體的 DNA分子上有一條鏈被標記 )，另一條未被標記，各占一半。由 于有絲分裂過程中每條染色體的變化都相同， 玉米體細胞中含 20 條染色體， 在第二次分 裂后期，一個玉米細胞中共有 40 條染色體，則被標記的染色體是

16、 20 條，答案選 C。 答案 C變式體驗 1 小鼠體細胞含 40 條染色體。將小鼠的 B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合，形 成雜交瘤細胞， 然后將其放入被 32P 標記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。 當雜交瘤細胞進入有絲分裂后 期時，其含有的被 32P 標記的染色體條數(shù)是( )A 40B80D160C120答案 D解析 小鼠 B 淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞的染色體數(shù)為404080 條，然后放入被 32P 標記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，所以當其進入有絲分裂后期時，其含有的被 32P 標記的染色體條數(shù)是 160 條。 典例剖析 2 果蠅一個精原細胞中的一個核裂形成的精子中，含有 15N 的精子數(shù)占A 1/16BC 1/4D15DNA分子用 15N 標記，在正常情況下，其減數(shù)分( )1/81/2解析 減數(shù)分裂過程中，同源染色體要發(fā)生聯(lián)會和分離現(xiàn)象，因此要體現(xiàn)減數(shù)分裂過程 中染色體中 DNA的變化，至少要畫出一對同源染色體。果蠅中一個精原細胞中的一