有关DNA分子结构和复制的计算

有关DNA分子结构和复制的计算总结有关DNA分子结构和复制的计算是高中生物学的重点同时又是难点，总结题型如下：一、有关碱基互补配对的计算。解题方法：主要把握住A＝T，C＝G；A＋C＝T＋G。这种题型的做题步骤：先画图（横着画出DNA的两条链）→再标碱基（若题目中告诉有哪两个碱基之和，就把这两个碱基标在一起；若没告诉哪两个碱基之和就可以随便标）→分析题目类型（所求结果是求碱基个数还是求碱基所占的比例）→分析计算（主要把握住某个碱基或某两个碱基之和占DNA一条链的比例是占两条链比例的二倍）⑴DNA的一条单链中A＋G/T＋C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是（）A．0.4、1B．2.5、1C．0.4、0.4D．0.6、1【解析】先画图并标出碱基和比例设其中一条链上A＋G＝4a,T＋C＝10a,则另一条链上T＋C＝4a,A＋G＝10a。在其互补链A＋G/T＋C＝10a/4a＝2.5；在整个DNA分子中A＋G/T＋C＝（4a＋10a）/（10a＋4a）＝1。【答案】B⑵某DNA分子中G＋C之和占全部碱基的35.8%,一条链的T和C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的比例是()A．32.9%、17.1%B．31.3%、18.7%C．18.7%、31.3%D．17.2%、32.9%【解析】先画图并标出碱基和比例由于某DNA分子中G＋C之和占全部碱基的35.8%,所以每条链上G＋C占每一条链的比例都是35.8%，先求出上边那条链中碱基A占上边那条链的比例为1－35.8%－32.9%＝31.3%。所以下边那条链上T占下边那条链的比例为31.3%；C所占下边那条链的比例是35.8%－17.1%＝18.7%。【答案】B1．假定某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a,若将其长期培养在含15N的培养基中，便得到含15N的DNA，相对分子质量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养再含14N的培养基中，那么，子二代DNA的相对分子质量平均为()A.(a+b)/2B.(3a+b)/4C.(2a+3b)/2D.(a+3b)/42．某双链DNA分子共有含氮碱基1400个，其中一条链的碱基中（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.300B.400C.600D.8403．假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA复制用15N标记，并供给14N的原料，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的DNA的精子所占比例为（）A.0％B.25％C.50％D.100％4．分析一个DNA分子中，发现30％的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子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％5．一个DNA分子中的碱基A＋T为70％，其转录的信使RNA上的U为25％，则信使RNA上的碱基A为（）A.10％B.25％C.45%D.以上三者都错6．某DNA片段所转录的mRNA中尿嘧啶占28％,腺嘌呤占18％,则这个DNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？7．某生物的某种核酸的碱基比率为A:G:U:T:C=24:23:0:37:16则这种核酸可能是（）A、双链DNA分子B、单链DNAC、双链RNAD、单链RNA8．某DNA分子中，G和C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（）A、32.9%和17.1%B、31.3%和18.7%C、18.7%和31.3%D、17.1%和32.9%二、有关DNA分子复制的题目1．已知DNA分子复制的次数，求需要多少个游离态的脱氧核苷酸。这种题型应先求出原来DNA分子中的某种脱氧核苷酸的个数，然后再根据公式（2n—1）X＝复制需要的某种游离态的脱氧核苷酸的数目进行计算。n代表复制的次数，X代表所求原来DNA分子中的某中脱氧核苷酸的个数。1.已知某DNA分子含有1000个碱基对，其中一条链上A：G：T：C＝1：2：3：4。该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是（）A．600个B．900个C．1200个D．1800个【解析】先求原DNA分子中G的个数，G＝600个，然后再根据公式（2n—1）X＝复制需要的某种游离态的脱氧核苷酸的数目进行计算。【答案】D2．已知DNA分子复制需要的某种游离态的脱氧核苷酸的数目，求DNA分子复制的次数。这种题型也应先求出原来DNA分子中的某种脱氧核苷酸的个数，然后再根据公式（2n—1）X＝复制需要的某种游离态的脱氧核苷酸的数目。n代表复制的次数；X代表所求原来DNA分子中的某种脱氧核苷酸的个数。如：某DNA分子含有胸腺嘧啶200个，该DNA分子复制数次后，消耗了周围环境中3000个含腺嘌呤的脱氧核苷酸，则该DNA分子已经复制了多少次（）A．3次B．4次C．5次D．6次【解析】先求该DNA分子中A,A＝T＝200，然后再根据公式（2n—1）X＝复制需要的某种游离态的脱氧核苷酸的数目。（2n—1）×200＝3000，n＝4.【答案】B3.注意复制n次和完成第n次复制的区别。如：具有A个碱基对的一个DNA分子片段，含有m个腺嘌呤，该片段完成第n次复制，需要多少个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（）A．2n(A-m)B．2n-1(A-m)C．2n-1(A/2-m)D．2n(A/2-m)【解析】要注意复制n次和第n次复制的区别，复制n次是指复制了n次，完成第n次复制是指复制了n－1次。第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸为X·2n-1。本题先求C＝G＝(2A－2m)/2＝A－m.然后再根据公式（2n—1）X＝复制需要的某种游离态的脱氧核苷酸的数目。【答案】B三、求DNA分子中的氢键个数和游离的磷酸基的个数。这种题目只要求出DNA分子中含有A、T、C、G的数目，把握住A和T之间是两个氢键，C和G之间是三个氢键，利用公式氢键数目=A（T）的数目×2＋C（G）的数目×3，而游离的磷酸基的个数每一条链都只有一个，并且还要把握住其位置，由于DNA的两条链是反向平行的，所以两个游离的磷酸基的位置也正好相反，画图的时候要注意这一点。1.某DNA分子有400个碱基对，其中胸腺嘧啶120个，那么该DNA分子中含有的氢键和游离的磷酸基的个数分别是（）A．400个，2个B．400个，4个C．920个，800个D．1080个，2个【解析】DNA分子有800个碱基，由于T＝A＝120,所以C＝G＝280，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，所以该DNA分子中含有的氢键为120×2＋280×3＝1080，双链DNA分子两条链反向平行，每一条链都有一个游离的磷酸基团。【答案】D四、有关DNA分子复制时标记元素的问题例1：DNA分子复制时，假设用32P作标记，31P作原料，复制了n次问：①两条链都是32P的DNA：一条链是32P，另一条链是31P的DNA：两条链都是31P的DNA＝②含有32P的DNA：含有31P的DNA＝③含有32P的单链：含有31P的单链＝【解析】不论复制多少次，根据DNA半保留复制的特点，含有原来标记的32P单链就两条，复制n次形成DNA的个数为2n个，复制n次形成DNA单链总数为2n＋1个。所以复制n次后两条链都是32P的DNA为0个，一条链是32P，另一条链是31P的DNA为2个，两条链都是31P的DNA为2n－2个。【答案】①0：2：2n－2②2:2n③2:（2n+1－2）15.含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，如右图所示。请回答：(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0；G1；G2。(2)G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是。(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①，条带②。(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是。DNA的自我复制能使生物的保持相对稳定。【解析】本题考查学生对DNA分子结构、DNA分子半保留复制和DNA复制与细菌繁殖关系等知识的掌握，同时也联系到了同位素方面的有关物理和化学方面的知识。32P是31P的同位素，分子量要比31P大，所以32P-DNA分子在质量上比31P－DNA分子要重。而一条链为32P和另一条链为31P的DNA分子在质量上介于两者之间。如果把这3种DNA的氯化铯溶液置于离心管中进行高速离心，利用高加速度,能把这3种DNA分子彼比分开。32P-DNA分子最重，在试管的最下部；31P-DNA分子最轻，在试管的最上部；一条链含31P，另一条链含32P的DNA分子质量居中，位于试管的中间，GO代细胞是在31P的培养基中培养了若干代后得到的细胞，其中的DNA分子上均有31P，经密度梯度离心后应在试管的最上部。GO代细胞在含32P的培养基上培养一代，得到的G1细胞，由于复制是半保留复制，其中的DNA分子中一条链上含31P，另一条链上含有32P，这样的DNA分子经密度梯度离心后，应在试管的中部。GO代的一个细胞培养到第二代，应有4个细胞，其中2个细胞的DNA分子中一条含有31P，另一条链含有31P，另2个细胞的DNA分子中均为32P。所以提取G2代的细胞的DNA分子，经密度梯度离心后，其中的DNA分子有一半在试管的中部，另一半在试管的下部。【答案】（1）ABD（2）0∶1∶1（3）31P31P32P（4）半保留复制遗传特性