DNA分子相关计算

DNA结构与复制相关计算归纳例题：1、DNA的一条单链中（A＋G）/（T＋C）=0.4，该比例在其互补链中是多少？在整条链中呢？5240111112222..GACTCTGA互补链：1CTGA整条链：，解：已知401111.CTGAβαA1G1T1C1T2C2A2G221212121GCATCGTA,,,运用碱基互补配对原则，碱基计算规律：在双链DNA分子中①A＝T，G＝C②嘌呤（A＋G）＝嘧啶（T＋C）③两个不互补配对的碱基之和比值等于1，即：(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1对比βαA1G1T1C1T2C2A2G2βαA1T1G1C1T2A2C2G2α链：β链：整个DNA：BCTGA11112222CTGACTGABCGTA1111α链：β链：整个DNA：2222CGTACGTAB1BB1例1：如下表示G:T=1:2吗？G2:T2=1:2吗？⑷G1:T1=1:2A:T:G:C=?A2:T2:G2:C2=?⑶A1:T1:G1:C1=1:2:3:4G:C=?G2:C2=?⑵G1:C1=2A=T吗？A2=T2吗？⑴A1=T1问：在DNA的双链中问：在DNA的另一单链中已知在DNA的一条单链中βαA1T1G1C1T2A2C2G2是是3∶3∶7∶71/212∶1∶4∶3不一定不一定例3：一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46％，该DNA分子的一条单链中，A和G分别占该单链的28％和22％，则该DNA分子的另一条单链中，A和G占这一单链的百分比是多少？例2：一个双链DNA分子中，A占10％，问：C占多少？答：A＝T＝10％，C＝G＝（100%－20%）/2＝40%解析：G＋C＝46％，则A＋T＝54%，若α的A＝28%，G＝22％，则该链的T＝54%－28%＝26%，C＝46%－22%＝24%。根据碱基互补配对原则，DNA分子的另一条单链中，A和G占这一单链的百分比是26%和24%。βαA1T1G1C1T2A2C2G2答案：A＝26%，G＝24%例4：一个双链DNA分子中含有G40个，问：该DNA分子复制三次，共需从周围的环境中吸收多少个G？例5：一个DNA分子中，共有100个碱基对，其中含有20个A，它在复制过程中，从周围的环境中吸收了1200个G，问它共复制几次？解析：复制三次共有23＝8个DNA，其中一个模板不需要从环境中吸收G，所以共有7个DNA是新合成的，因此从环境吸收的G＝40×7＝280个答案：280个解析：⑴100个碱基对＝200个碱基，A＝20个，则C＝G＝（200－40）/2＝80⑵1200/80=15⑶2n=(15+1)，n=4答案：4次概括公式：某DNA分子有A个碱基对，M个T，复制n次，需要C多少个？原DNA分子中有C=A—M需要C=2n（A—M）—（A—M）=（2n—1）（A—M）例7：1个带放射性15N的DNA分子，放在含有14N的培养基中培养79代，带15N的DNA分子有几个？占全部DNA的百分比是多少？解析：DNA复制为半保留复制，复制后产生子代DNA的个数为2n个，n是复制的次数。P：F1：F2：F3：Fn：DNA个数：20＝121＝222＝423＝82n答案：2个,占全部DNA的2/279，答：复制3代带放射性的DNA=2/23，复制3代带放射性的“链”=2/（23×2）复制3代带14N的DNA分子＝1复制3代带14N链＝（23×2－2）/（23×2）复制N代带放射性的DNA=2/2N复制N代带放射性的“链”=2/（2N×2）=1/2N复制N代带14N的DNA分子＝1复制N代带14N链＝（2N×2－2）/（2N×2）例7：1个带放射性15N的DNA分子，放在含有14N的培养基中培养3代，带15N的DNA分子占全部DNA的百分比是多少？带15N的脱氧核苷酸链占全部DNA链的百分比是多少？含14N的DNA分子占全部DNA的百分比是多少？带14N的脱氧核苷酸链占全部DNA链的百分比是多少？复制N次呢？例8：含14N的DNA分子相对分子质量为a，含15N的DNA分子相对分子质量为b，将含有15N的DNA分子放在含14N的培养基中培养，子一代分子量？子二代分子量？第三代分子量？答：子一代（a+b）/2子二代分子量=（3a+b）/4第三代分子量=（7a+b）/8复制n次所得DNA分子量=[（2n-1）a+b]/2nDNA复制计算公式•将一个全部被15N标记的DNA分子（0代）转移到含14N的培养基中培养N代•1、DNA分子数•子代DNA分子数=2n个•含15N的DNA分子数=2个•含14N的DNA分子数=2n个•只含15N的DNA分子数=0个•只含14N的DNA分子数=（2n-2）个DNA复制计算公式•将一个全部被15N标记的DNA分子（0代）转移到含14N的培养基中培养N代•2、脱氧核苷酸链数•子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条•含15N的脱氧核苷酸链数=2条•含14N的脱氧核苷酸链数=（2n+1-2）条DNA复制计算公式•3、设亲代DNA分子中含有某脱氧核苷酸a个，则•经过n次复制，共需要消耗该种游离脱氧核苷酸a×（2n-1）个。•在第m次复制时，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸a×2m-1个。《DNA结构与复制》相关计算常用方法•一、特值法：•先按照碱基比例假设DNA片段中碱基总数为100或200等整百数，再根据碱基互补配对原则（A－T，C－G）图解分析求解。《DNA结构与复制》相关计算常用方法•例：一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46％，又知在该DNA分子的一条链中，A和C分别占碱基数的28％和22％，则该DNA分子的另一条链中A和C分别占碱基数的（）。•A．28％、22％B．22％、28％•C．23％、27％D．26％、24％•【解析】假设DNA每条链的碱基数为100，依题意得：•∵甲链:A=28,C=22,G+C=46,•∴甲中G=24,T=100-28-46=26。•则乙中A=26，C=24。故选D。《DNA结构与复制》相关计算常用方法•练习：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．17％B．32％C．34％D．50％•答案：C《DNA结构与复制》相关计算常用方法•二、首尾法：•根据DNA复制的过程与特点可以知道：一DNA分子复制n次后，将得到2n个DNA分子，其中保留原来母链的DNA数目为2个。在处理与此相关的计算题过程中，我们只需要考虑开始和结尾的差异就可以顺利求解，即首尾法。《DNA结构与复制》相关计算常用方法•例：假如一个DNA分子含有1000个碱基对（P元素只是32P）,将这个DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次,则子代DNA分子的相对分子量平均比原来()。•A.减少1500B.增加1500•C.增加1000D.减少1000•【解析】每个碱基对应一个脱氧核苷酸，含1个磷酸基，即1个磷原子。复制两次后形成4个DNA分子，8条单链。其中两条含32P，6条含31P，因而相对分子量减少6000，4个DNA平均减少1500。故选A。《DNA结构与复制》相关计算常用方法•练习：已知14N-DNA和15N-DNA的相对分子量分别为a和b。现让一杂合DNA分子（一条链为15N，一条链为14N）在含14N的培养基上连续繁殖两代，则其子代DNA的平均相对分子量为（）•A.(3a+b)/4B.(a+3b)/4C.(7a+b)/8D.(a+7b)/8•答案：C三、公式法：•基于DNA的半保留复制，我们可以归纳出公式：X=m(2n-1)。其中，X代表DNA复制过程中需要游离的某脱氧核苷酸数，m代表亲DNA中该种脱氧核苷酸数，n表示复制次数。例：某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（）A．7(a－m)B．8(a－m)C．7(a/2－m)D．(2a－m)•【解析】根据碱基互补配对原则可知该DNA分子中T的数量是(a-2m)/2，代入公式得C。•练习：某DNA分子有碱基200对，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的60％，则该DNA连续复制二次所需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为（）•A．80B．160C．240D．320C