DNA分子的相关计算疑难突破

2012-05-15赵红伟

课程教育研究·下 2012年10期

关键词：脱氧核苷亲代双链

赵红伟

【中图分类号】G632.479 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）10-0177-01

DNA分子的相关计算，涉及到DNA的结构、DNA的复制、基因的表达三种类型。本文分类归纳计算的技巧方法，详解如下：

类型一：考查DNA结构的相关计算

例1在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述正确的是（）

①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m

②碱基之间的氢键数为

③一个链中A+T的数量为n

④G的数量为m-n

A. ①②③④ B. ②③④ C. ③④ D. ①②③

思路解析：①的等量关系容易判断；对于②，须知G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键，故氢键数为：2n+3×=；③因A+T的总量为2n，故一条链中的A+T的数量应为n；④中计算G的数量有误，应为=-n。

答案：D

绿色通道：熟练运用碱基互配对原则（即A=T，G=C）及其变形公式，是有效解决本类的的关键。

变式训练双链DNA分子中，C占38%，其中一条链中的T占5%，那么另一条链中T占该单链的…（）

A. 76% B. 5% C. 19% D. 38%

思路解析：假设DNA分子每条链中含有100个碱基，则此双链DNA分子中共有76（38%×200）个C总，则C总+G总=76+76=152。又由于T1=5%×100=5。则T1+A2（因为T1=A2）=5+5=10，则T2+A1=200-152-10=38，又由于T2=A1，则T2=19，占此链的19/100=19%。

答案：C

类型二：考查DNA复制的相关计算

例2 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-m） D. 8（2a-m）

思路解析：本题考查半保留复制的实质及碱基互补配对原则的应用能力。首先求出亲代DNA分子中所含的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数。由碱基互补配对原则可知，亲代DNA分子中A=T，C=G=m个，所以A+T=a-2m个， T=a/2-m。再求DNA复制3次共合成的子链数。DNA复制3次共形成23个DNA分子，共有16条脱氧核苷酸链，因其中有两条是亲代DNA分子的母链，因此DNA复制3次共合成了14条子链，构成7个DNA分子。因子代DNA分子与亲代DNA分子的结构完全一样，所以DNA复制3次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为7（a/2-m）。

答案：C

黑色陷阱：解题思路混乱是本题失分的主要原因；对DNA分子的复制过程及DNA分子中各种碱基的相互关系这些基础知识一知半解也是本题失分的原因。

变式训练用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子∶a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，则下图所示这三种DNA分子的比例正确的是（）

思路解析：假设亲代DNA分子为n个，则繁殖四代后，DNA分子总数为16n，其中，只含15N的DNA分子为0个，同时含14N和15N的分子为2n个，只含14N的分子有14n个，则它们呈现的比例为D图所示。

答案：D

类型三：考查基因的表达相关计算

例3 已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（） A. 12 B. 24 C. 18 D. 30

思路解析：mRNA是以DNA的一条链为模板转录而成的单链。mRNA中C+U=30-12=18；转录mRNA的DNA片段应为双链结构，且A=T，G=C；DNA一条链上C+T=18，另一条链上C+T=12，所以转录的DNA片段中C+T=30。

答案：D

绿色通道：本题可用另一种方法解决：mRNA有30个碱基，转录形成mRNA的DNA分子应有60个碱基。碱基配对原则为A=T，G=C即A+G=T+C。所以该DNA分子中应有C和T的个数是30个。

变式训练1某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量是（）

A. ab-6b+18n B. ab-6b