2018-2019高中生物 第4章 遺傳的分子基礎 微專題突破 DNA和RNA中堿基的相關計算學案 蘇教版必修2.doc
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DNA和RNA中堿基的相關計算 [核心精要] 1.DNA分子多樣性的計算 DNA分子多樣性與堿基的數(shù)目和排列順序有關,如果一個DNA分子含有的堿基對數(shù)為n,則最多可形成DNA的種類為4n種。 2.DNA復制中有關的計算 若取一個全部N原子被15N標記的DNA分子(0代),轉移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復制)n代。 (1)子代DNA分子中,含14N的有2n個,只含14N的有(2n-2)個,做題時應看準是“含”,還是“只含”。 (2)無論復制多少次,含15N的DNA分子數(shù)始終是2個,含15N的鏈始終是2條。做題時,應看準是“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,經(jīng)過n次復制需消耗游離的該種脫氧核苷酸數(shù)目為m(2n-1)個。第n次復制,需該種脫氧核苷酸數(shù)為m2n-1個。 3.DNA轉錄過程中有關計算 轉錄成mRNA的DNA分子中的堿基數(shù)至少是該mRNA堿基數(shù)的兩倍。 4.翻譯過程中有關計算 在涉及該部分內(nèi)容的計算時,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,如果題目中未作說明,一般按照以下規(guī)律計算: DNA中堿基數(shù)量→mRNA中堿基數(shù)量→氨基酸數(shù)量 6 ∶ 3 ∶ 1 計算中“最多”和“最少”的分析: (1)翻譯時,mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸,因此準確地說mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些?;蚧駾NA上的堿基數(shù)目比蛋白質中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。 (2)在回答有關問題時,應加上“最多”或“最少”等字。如mRNA上有n個堿基,轉錄該mRNA的基因中至少有2n個堿基,該mRNA指導合成的蛋白質中最多有n/3個氨基酸。 提醒:①做題時應看清是DNA上(或基因上)的堿基對數(shù)還是個數(shù),是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基個數(shù)。 ②DNA(或基因)中的堿基對數(shù)∶密碼子個數(shù)∶氨基酸個數(shù)=3∶1∶1。 1.某雙鏈DNA分子含有200個堿基,一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,則該DNA分子( ) A.含有4個游離的磷酸基團 B.含有腺嘌呤20個 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游離的磷酸基團,一個DNA分子含2個游離的磷酸基團。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;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.關于圖中DNA分子片段及其轉錄的說法中,錯誤的是( ) 【導學號:01632156】 A.將此DNA放在含14N的培養(yǎng)液中復制2代,則子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2 B.若①處的堿基對改變導致基因突變,不一定會導致性狀改變 C.此過程需要RNA聚合酶 D.DNA兩條鏈上的(G+C)/(A+T)的值互為倒數(shù)關系 D [DNA復制的方式是半保留復制,將此DNA分子片段放在含14N的培養(yǎng)液中復制2代,則子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2,A項正確;密碼子具有簡并性,①處的堿基對改變會導致基因突變,但不一定會導致性狀改變,B項正確;轉錄過程需要RNA聚合酶,C項正確;DNA兩條鏈上的(G+C)/(A+T)的值相等,D項錯誤。] 3.若DNA分子的某個基因含240個脫氧核苷酸,其中有80個鳥嘌呤,則該片段轉錄成的mRNA含有的尿嘧啶最多有( ) A.20個 B.40個 C.60個 D.80個 B [在DNA分子中,因為G=80個,所以G+C=160(個),A+T=240-160=80(個),則A=T=40個,當A全部位于模板鏈中時,mRNA中含有的尿嘧啶最多,此時轉錄形成的mRNA中U=40個。] 4.某條多肽的相對分子質量為5 354,若氨基酸的平均相對分子質量為110,如考慮終止密碼子,則編碼該多肽的基因長度至少是( ) A.58對堿基 B.59對堿基 C.177對堿基 D.174對堿基 C [設氨基酸數(shù)為n,則脫去的水分子數(shù)為(n-1)個,據(jù)脫水縮合反應式,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度至少是583+3=177對堿基。] 5.一個mRNA分子有m個堿基,其中G+C有n個;由該mRNA合成的蛋白質有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A+T的數(shù)、合成蛋白質時最多脫去的水分子數(shù)分別是( ) 【導學號: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,DNA分子中A+T=2(m-n);由mRNA分子m個堿基可知,合成的蛋白質最多含有m/3個氨基酸,此蛋白質分子有兩條肽鏈,最多脫水分子數(shù)應為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胞中的DNA均被15N標記,然后將被15N標記的大腸桿菌作為親代轉到普通培養(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儲存的遺傳信息與親代大腸桿菌DNA儲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)本實驗可以說明DNA的復制方式是________________。 (5)如用某種離心方法分離得到子二代大腸桿菌的DNA,請你將DNA分子可能出現(xiàn)在試管的位置在右圖標出。 [解析] (1)DNA精確復制的原因:一是以含15N的親代DNA分子作模板,二是堿基互補配對原則。(2)親代DNA為標有15N的DNA,第一代DNA為雜合DNA分子(即一條鏈含15N,一條鏈含14N),第二代以兩個雜合DNA為模板,以含14N的脫氧核苷酸為原料,共合成4個DNA,其中兩個完全標有14N,兩個仍為雜合(即含15N)占總量的50%。(3)第二代4個DNA分子中,含15N的鏈有兩條,占總鏈的比例為2/8=25%。(4)本實驗說明DNA復制方式是半保留復制。(5)子二代中DNA中有兩個是15N—14N,另兩個為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標記的DNA雙鏈的每條鏈為模板按照堿基互補配對原則合成的 (2)50 (3)25 (4)半保留復制 (5)如圖- 配套講稿:
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