一、堿基互補配對原則
(1)根據“堿基互補配對原則”,DNA分子中的堿基比例關系如下:
(2)DNA分子中,兩個互補的堿基數相等,兩個不互補的堿基之和相等。
(3)DNA分子中,嘌呤總數等于嘧啶總數,各占50%,即任意兩個不互補的堿基之和占DNA總堿基數的50%。
(4)DNA分子中,一條鏈中的兩個不互補堿基之和的比值是另一條互補鏈中這一比值的倒數。
(5)DNA分子中,互補堿基對的堿基之和在單鏈中的比例等于其在整個DNA分子中所占比例。
例1下列哪項對雙鏈DNA分子的敘述是不正確的?()
A.若一條鏈A和T的數目相等,則另一條鏈A和T的數目也相等
B.若一條鏈G的數目為C的2倍,則另一條鏈G的數目為C的0.5倍
C.若一條鏈的A ∶T ∶G ∶C=1 ∶2 ∶3 ∶4,則另一條鏈的相應堿基比為2 ∶1 ∶4 ∶3
D.若一條鏈的G ∶T=1 ∶2,則另一條鏈的C ∶A=2 ∶1
解析:依據DNA分子中的堿基互補配對原則,若一條鏈的G ∶T=1 ∶2,則另一條鏈的C ∶A = 1 ∶2。答案:D。
例2分析一個DNA分子時,發現30%的脫氧核苷酸含有腺嘌呤,由此可知該分子中一條鏈上鳥嘌呤含量的最大值可占此鏈堿基總數的 ( )
A.20% B.30% C.40% D.70%
解析:依據DNA分子中的堿基互補配對原則,腺嘌呤與鳥嘌呤的和等于50%,鳥嘌呤為20%。該分子一條鏈中鳥嘌呤的最大值為40%,最小值為0%。答案:C。
二、DAN復制過程中的有關計算
若在DNA分子中含有某種堿基x個,該DNA分子復制n次,需游離的含該堿基的脫氧核苷酸分子數(2n-1)x個。推導:復制n次,形成了2n個DNA分子,其中有兩個DNA 分子保留了原親代DNA分子的一條鏈,復制是半保留復制,相當于保留了一個DNA分子,所以需游離的含該堿基的脫氧核苷酸分子數(2n-1)x個。
(1)若將32P標記的某DNA模板放在不含32P標記的環境中,該DNA分子連續復制n代后,計算:含32P標記的DNA分子數為2個,占復制后產生的子代DNA分子總數的1/2n-1。
(2)復制后產生的不含32P標記脫氧核苷酸鏈的條數為2n+1-2。
(3)不含32P標記的脫氧核苷酸鏈的條數占脫氧核苷酸鏈總條數的(2n+1-2)/ 2n+1。
例3具有100個堿基對的一個DNA分子區段,內含40個胸腺嘧啶。如果連續復制2次,則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸()
A.60個 B.80個 C.120個 D.180個
答案:D。
例4 一個用同位素15N標記的DNA分子在15N的培養基中,經過一次和十次復制所形成的子代DNA分子中含有15N的分子各有幾個?。
解析:依據上述規律(1)計算可得結果。答案:2。
三、基因控制蛋白質合成的有關計算
(1)在轉錄中,DNA(基因)的模板鏈(一條)與mRNA堿基互補,即A與U配對,T與A配對,C與G配對,所以“A+T(DNA模板鏈)=U+A(mRNA),C+G(DNA模板鏈)= G+C(mRNA)”。
(2)翻譯時,mRNA上的一個密碼子(三個相鄰堿基)決定一個氨基酸,所以蛋白質中氨基酸數最多是mRNA堿基數目的1/3(不考慮到起始密碼和終止密碼)。
(3)蛋白質中氨基酸的數為1/3mRNA,堿基數目為1/6 DNA分子的堿基數。
(4)DNA堿基數 ∶mRNA堿基數 ∶ 氨基酸數為6 ∶3 ∶1。
例5已知一段mRNA含有30個堿基,其中A和G有12個,轉錄該段mRNA的DNA分子中應有C和T的個數是( )
A. 30B. 24C. 18D. 12
解析:(方法一)由mRNA含有30個堿基推知轉錄該段mRNA的DNA分子中應有堿基60個,嘌呤(A+G)30個,嘧啶(C+T)30個。
(方法二)由mRNA含有30個堿基,其中A和G各有12個推知C和T應各有18個,轉錄該段mRNA的DNA分子中模板鏈上有C和T各12個、A和G各18個,非模板鏈上有C和T 各18個、 A和G 各12個。共計DNA分子中有C和T 30個。答案:A。
例6某基因中有堿基1800個,則由它控制合成的蛋白質所具有的氨基酸種類最多為( )
A. 300 B. 299C. 288 D. 20
解析:組成蛋白質的氨基酸種類只有20種。若再依據上述規律(3)求出由它控制合成的蛋白質所具有的氨基酸數目為300個,那就錯了。答案:D。
四、遺傳規律基本題型的解題思路
遺傳規律題主要有兩類:一類是正推型(已知親本的基因型,求子代的基因形、表現型及比例)。這類題比較簡單,一對相對性狀的遺傳可用配子間連線直接寫出,兩對或多對相對性狀的遺傳用分支法更為簡練。二是逆推型(根據子代的基因型、表現型及比例求親代的基因型和表現型),這類題很多見,也較復雜。
(1)常見解題方法
①隱性純合突破法。出現隱性性狀就能寫出基因型,出現顯性性狀就能寫出一部分基因型(一個顯性基因)。例如:番茄紫莖A對綠莖a為顯性,長葉B對圓葉b為顯性。
②根據后代分離比解題。兩對或多對相對性狀自由組合的同時,每對相對性狀先分離再組合。
(2)常見遺傳系譜的分析判斷方法
分析一個遺傳系譜,應首先判斷是顯性還是隱性遺傳,再用反證法根據不同遺傳病的遺傳特點分析判斷出是常染色體遺傳還是伴性遺傳。
①“無中生有”(雙親正常生患病子女)為隱性。女孩出現患者——常染色體隱性遺傳;女孩正常,男孩正常或者出現患者——伴X隱性遺傳。
②“有中生無”(雙親患病生正常子女)為顯性。女孩出現正常——常染色體顯性;女孩患病,男孩正常或者出現患者——伴X顯性遺傳。
③雙親之一患病,男孩、女孩患病概率均等為常染色體遺傳;男女孩患病概率不均等為性染色體遺傳。父傳子,子傳孫,只有男性發病——伴Y遺傳;父傳女(男性患者的母親和女兒一定都患病,父患女必患,兒患母必患)——伴X顯性;母傳子(母患子必患,女患父必患)——伴X隱性。
分離規律和自由組合規律中的有關數據規律
(3)常見遺傳概率的計算法
即加法定理、乘法定理。在利用遺傳定律解題時,同時發生互不干擾的用加法定理,同時發生有干擾的用乘法定理。如甲、乙兩個體雜交,甲產生配子AB、ab、Ab、aB的概率各為1/4,乙產生AB、Ab的概率為1/2,若求子代中基因型為AABB的概率,則用乘法定理得1/8;若求子代中表現型為A、B控制的性狀的概率,則先用乘法定理,后用加法定理,算式為1×1/2 +1/4×1/2=5/8。
例7 基因型為AaBb的個體自交,后代與親本基因型完全相同的有()
A.1/16B.2/16 C.4/16 D.9/16
解析:依據自由組合定律可知,具有兩對等位基因的雜合子自交,其子代中基因型有9種:兩對基因都純合的有4種,各占1/16;一對純合一對雜合的有4種,各占2/16;兩對基因都雜合的有1種,占4/16。答案:C。
例8 若正常雙親,生了一個白化病女兒和一個正常兒子(代號為A)。A與正常女人(代號為B,其姐為此病患者)婚配,問A與B婚后生一個白化病子女的概率可能是()
A.1/3 B.1/4 C.1/6 D.1/9
解析:正常兒子(A)為攜帶者的概率為