重點(diǎn)題型研析6——堿基互補(bǔ)配對原則的相關(guān)計(jì)算

1、6堿基互補(bǔ)配對原理計(jì)算相關(guān)關(guān)鍵問題的研究一個基因的典型分析包含2 000個堿基對，其中腺嘌呤占21%，因此無法獲得()A.這個基因中有29% g和1 160 cB.鈾占基因轉(zhuǎn)錄形成的核糖核酸分子的21%C.該基因需要5 880個胸苷脫氧核苷酸才能復(fù)制3次D.占基因轉(zhuǎn)錄模板鏈的42%根據(jù)堿基互補(bǔ)配對的原理，a%=t%=21%，c%=g%=29%，所以這個基因中有1 160個C。在核糖核酸分子中，鈾的比例是不確定的，因?yàn)楫?dāng)基因被轉(zhuǎn)錄時，一個鏈被用作模板，但是(一個T)占該基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈的42%。該基因3次復(fù)制所需的胸苷脫氧核苷酸數(shù)量為4 00021% (23-1)=5 880。答案b技術(shù)靈感1.

2、與堿基互補(bǔ)配對原理相關(guān)的計(jì)算(1)“雙鏈中兩個不成對堿基之和的比率是1”。表達(dá)式為(a c)/(t g)=1(可通過將a=t和c=g代入上述公式來證明)。(2)“兩條互補(bǔ)的脫氧核糖核酸鏈中兩個不成對堿基之和的比率是相互的”。表達(dá)式為鏈的(a c)/(t g)(a c)/(t g)鏈=1。(3)“在單鏈和雙鏈中，兩對堿基的總和占相同的比例”。表達(dá)式為鏈的(a t)/(c g)=(a t)/(c g)鏈=(a t)/(c g)雙鏈。2.與DNA半保守復(fù)制相關(guān)的計(jì)算(1)雙鏈DNA復(fù)制n次，總有兩條含有單鏈親本DNA的子代DNA，占子代DNA總數(shù)的2/2n，單鏈親本DNA占所有單鏈的1/2n。(2)

3、如果一個DNA分子含有一個特定的堿基，則含有該堿基的脫氧核苷酸的數(shù)目對于n次復(fù)制是a (2n-1)和對于n次復(fù)制是a2n-1。3.基因表達(dá)過程中DNA、RNA和氨基酸的計(jì)算(1)在轉(zhuǎn)錄過程中，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對的原理，以DNA鏈為模板產(chǎn)生單鏈mRNA，然后轉(zhuǎn)錄的mRNA中的堿基數(shù)是DNA中的一半，DNA模板鏈中的t(或c g)等于mRNA中的u(或c g ),則(a t) total%=(a)(2)假設(shè)不管終止密碼子如何，在mRNA中有N個密碼子，因?yàn)閙RNA中的每個密碼子決定一個氨基酸，需要一個相應(yīng)的tRNA分子來連接。因此，密碼子的數(shù)量：tRNA的數(shù)量：氨基酸的數(shù)量=n: n: n。(3)在

4、翻譯過程中，信使核糖核酸中每三個相鄰的堿基決定一個氨基酸，因此翻譯后的蛋白質(zhì)分子中氨基酸的數(shù)量約為信使核糖核酸中堿基數(shù)量的1/3，約為雙鏈脫氧核糖核酸中堿基數(shù)量的1/6。也就是說，在轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中，基因(雙鏈)中的堿基數(shù)、mRNA分子中的堿基數(shù)和蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)之比大約為6: 3: 1。跟蹤培訓(xùn)1.眾所周知，腺嘌呤占一個核糖核酸分子中所有堿基的17%,尿嘧啶占所有堿基的21%,因此在轉(zhuǎn)錄形成核糖核酸的基因中嘌呤堿基的比例是()17%比21%C.無法確定50 %答案D根據(jù)問題的含義，(g c)%=62%和(a t)%=38%的模板鏈轉(zhuǎn)錄形成這種核糖核酸。因?yàn)橐粭l鏈中的(克)和(克)的比率

5、等于整個脫氧核糖核酸分子中的比率2.關(guān)于圖中所示的DNA分子的描述，正確的一個是()A.限制性內(nèi)切酶作用于位點(diǎn)，DNA連接酶作用于位點(diǎn)B.這種脫氧核糖核酸的特異性表現(xiàn)在堿基類型和比例上C.如果DNA分子中的a是p，占所有堿基的n/m(m2n ),則g的數(shù)目是(pm/2n)-pd .將該DNA分子置于含15N的培養(yǎng)基中復(fù)制兩代，其中含15N的DNA分子占后代的3/4答案C分析限制性內(nèi)切酶和脫氧核糖核酸連接酶都作用于位點(diǎn)；這種DNA的特異性并不表現(xiàn)在堿基類型上，因?yàn)樵贒NA中只有四個堿基；在含有15N的培養(yǎng)基中復(fù)制該DNA分子兩代，并且所有后代的DNA分子都含有15N。3.在雙鏈DNA分子中，堿基

6、總數(shù)是m，腺嘌呤堿基數(shù)是n，那么下面的陳述是正確的()脫氧核苷酸數(shù)=磷酸鹽數(shù)=堿基總數(shù)=m堿基之間的氫鍵數(shù)目為鏈中t的個數(shù)是n。g的數(shù)量是m-nA.C. D.答案D很容易判斷解析的等價(jià)關(guān)系；在G和C之間形成三個氫鍵，在A和T之間形成兩個氫鍵，因此氫鍵的數(shù)目為2n 3=；因?yàn)閠的總量是2n，所以鏈中t的個數(shù)應(yīng)該是n；中計(jì)算的g值是錯誤的，應(yīng)該是=-n。實(shí)驗(yàn)技能的突破6同位素示蹤法在生物實(shí)踐中的應(yīng)用技能歸納1.同位素示蹤法這是一種用放射性示蹤劑標(biāo)記研究對象的微量分析方法。2.方法應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康臉?biāo)記標(biāo)記的轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)結(jié)論研究物質(zhì)在光合作用過程中的利用呵HO18O2光合作用反應(yīng)物HO中的氧以O(shè)2的形式釋放，

7、CO2中的碳用于合成有機(jī)物14CO214CO214C3(14CH2O)探索生物的遺傳物質(zhì)親代噬菌體中的32P(DNA)，35S(蛋白質(zhì))子代噬菌體檢測到放射性32P，但沒有檢測到35SDNA是遺傳物質(zhì)驗(yàn)證DNA復(fù)制的方式親本雙鏈用15N標(biāo)記一條親代DNA后代DNA鏈含有15 NDNA復(fù)制的方式是半保守復(fù)制研究分泌蛋白的合成和分泌過程3H核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細(xì)胞膜各種細(xì)胞器分工明確，相互協(xié)調(diào)案例分析利用同位素標(biāo)記技術(shù)追蹤物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和變化是生物科學(xué)研究的重要手段之一。下列相關(guān)應(yīng)用和結(jié)果是錯誤的()A.小鼠吸入18O2后呼出的CO2不含18O，但尿液中會含有HOB.用含3H標(biāo)記胸腺嘧啶核苷的營養(yǎng)液培

8、養(yǎng)洋蔥根尖時，在細(xì)胞核和線粒體中檢測到強(qiáng)放射性，而在核糖體中則沒有C.將15N標(biāo)記的DNA置于含有14N標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中進(jìn)行復(fù)制，密度梯度離心后，可以分析出DNA具有半保守復(fù)制的特性為了獲得含有32P的噬菌體，首先必須在含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌小鼠吸入的18O2首先參與有氧呼吸的第三階段并形成HO。如果HO參與第二階段的有氧呼吸，會產(chǎn)生C18O2，所以呼出的CO2可能含有18O，所以A是錯誤的。頂端分生組織中的細(xì)胞經(jīng)歷有絲分裂，細(xì)胞核和線粒體中的DNA復(fù)制將消耗含放射性同位素的脫氧核苷酸，而核糖體不含DNA，因此b是正確的；密度梯度離心一次可以得到中間帶，密度梯度離心兩次可以得到

9、中間帶和亮帶，因此可以推斷DNA具有半保守復(fù)制的特性，所以c是正確的；病毒寄生生活，不能在培養(yǎng)基上繁殖，所以要標(biāo)記病毒，首先要標(biāo)記細(xì)菌，所以d是正確的?；卮鹨涣⒓春喜?.如果用15N、32P和35S一起標(biāo)記噬菌體，然后讓它們感染未標(biāo)記的大腸桿菌，在產(chǎn)生的后代噬菌體中可以發(fā)現(xiàn)的標(biāo)記元素是()A.在外殼中找到15N和35SB.在脫氧核糖核酸中發(fā)現(xiàn)了15N和32PC.在外殼中找到15ND.在脫氧核糖核酸中發(fā)現(xiàn)了15N、32P和35S答案B15N、32P和35S用于標(biāo)記噬菌體，15N標(biāo)記噬菌體DNA和蛋白質(zhì)外殼，32P標(biāo)記噬菌體核酸，35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì)外殼。在噬菌體感染細(xì)菌的過程中，蛋白質(zhì)外殼留在

10、外面，核酸進(jìn)入里面。在細(xì)菌中，噬菌體DNA用作模板，細(xì)菌中的原料用于合成后代噬菌體的核酸。因?yàn)镈NA復(fù)制是半保守復(fù)制，15N和32P標(biāo)記的DNA可以在后代噬菌體中發(fā)現(xiàn)。2.大腸桿菌在含有15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后轉(zhuǎn)移到含有14N的普通培養(yǎng)基中，8小時后提取DNA用于分析。含15N的DNA與總DNA之比為1/16，因此大腸桿菌的分裂周期為()A.2小時比4小時C.1.6小時d. 1小時答案C被分析的DNA是半保守復(fù)制，復(fù)制后一個DNA分子的兩條鏈存在于兩個DNA分子中。根據(jù)問題的含義，在連續(xù)復(fù)制一個DNA分子后，含有15N的DNA分子與總的DNA分子的比率是1/16，因此總共獲得3

11、2個DNA分子，這表明在五次復(fù)制后，每個復(fù)制時間是1.6小時。3.如果“胚胎樣干細(xì)胞”的DNA分子是32P雙鏈的，然后將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)移到不含32P的培養(yǎng)基中，則細(xì)胞中染色體的總數(shù)和用32P標(biāo)記的染色體數(shù)分別為()處于第二次細(xì)胞分裂的中期和后期。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.中期為46和23，后期為46和23回答a有絲分裂中后期染色體數(shù)目分析：“胚胎樣干細(xì)胞”來源于人體。人體的正常細(xì)胞包含46條染色體，在有絲分裂后期只加倍(92)，在其他時期與體細(xì)胞相同(46)。因此，無論有絲分裂多少次，中期染色體數(shù)為46，后

12、期染色體數(shù)為92。有絲分裂中期和后期用32P標(biāo)記的染色體數(shù)目分析：以一個DNA分子為例，雙鏈用32P標(biāo)記，并轉(zhuǎn)移到?jīng)]有32P的培養(yǎng)基中。因?yàn)镈NA具有半保守復(fù)制的特征，當(dāng)?shù)谝淮斡薪z分裂完成時，每個DNA分子中的一條鏈用32P標(biāo)記。當(dāng)?shù)诙斡薪z分裂完成時，只有一半的DNA分子用32P標(biāo)記。中期，染色單體沒有分離，但兩個染色單體沒有分離，其中一個用32P標(biāo)記，導(dǎo)致整個染色體用32P標(biāo)記。聚焦633，354個熱點(diǎn)話題：用圖解法解決標(biāo)記的DNA分子與染色體相伴的問題病例分析1用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞(包括20條染色體)的DNA雙鏈，然后將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)移到不含32P的培養(yǎng)基中。在第二次細(xì)胞分裂的后期，細(xì)胞中

13、用32P標(biāo)記的染色體數(shù)目為()A.第0條B. 10C.刑法第20條第40條玉米體細(xì)胞有絲分裂分析。在有絲分裂期間，每條染色體的行為是獨(dú)立和一致的。因此，有絲分裂中染色體的變化特征可以通過一條染色體的變化來反映，本課題中玉米體細(xì)胞兩次有絲分裂過程中染色體和DNA的標(biāo)記可以通過下圖來分析。從圖中可以看出，在第二次分裂的后期，一條染色體的著絲粒分裂后形成兩條染色體，其中一條被標(biāo)記(本質(zhì)上，這條染色體的DNA分子上的一條鏈被標(biāo)記)，另一條沒有被標(biāo)記，占每條染色體的一半。由于每條染色體在有絲分裂期間都有相同的變化，所以玉米體細(xì)胞中有20條染色體。在第二次分裂的后期，一個玉米細(xì)胞中有40條染色體，所以有2

14、0條標(biāo)記染色體，答案是c答案c變體體驗(yàn)1小鼠體細(xì)胞包含40條染色體。小鼠的b淋巴細(xì)胞與小鼠的骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞，然后在32P標(biāo)記的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。當(dāng)雜交瘤細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂晚期時，用32P標(biāo)記的染色體數(shù)目為()公元前40年公元120年至160年答案d由小鼠B淋巴細(xì)胞和小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞的染色體數(shù)目為4040=80，然后在32P標(biāo)記的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，因此當(dāng)它進(jìn)入有絲分裂后期時，它含有160條由32P標(biāo)記的染色體。案例分析2黑腹果蠅精原細(xì)胞中的核DNA分子用15 N標(biāo)記。在正常情況下，其減數(shù)分裂卵裂形成的精子中，含15N的精子數(shù)占總數(shù)的%A.1/16 B.1/81/4 D.1/2在減數(shù)分裂過程中，同源染色體應(yīng)該是聯(lián)合和分離的，因此為了反映減數(shù)分裂過程中染色體中的DNA變化，至少應(yīng)該畫出一對同源染色體。果蠅精原細(xì)胞中的一個核DNA分子