DNA分子的相關(guān)計算疑難突破

趙紅偉

【中圖分類號】G632.479 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）10-0177-01

DNA分子的相關(guān)計算，涉及到DNA的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制、基因的表達(dá)三種類型。本文分類歸納計算的技巧方法，詳解如下：

類型一：考查DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算

例1在一個雙鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為m，腺嘌呤堿基數(shù)為n，則下列有關(guān)敘述正確的是（）

①脫氧核苷酸數(shù)=磷酸數(shù)=堿基總數(shù)=m

②堿基之間的氫鍵數(shù)為

③一個鏈中A+T的數(shù)量為n

④G的數(shù)量為m-n

A. ①②③④ B. ②③④ C. ③④ D. ①②③

思路解析：①的等量關(guān)系容易判斷；對于②，須知G與C之間形成3個氫鍵，A與T之間形成2個氫鍵，故氫鍵數(shù)為：2n+3×=；③因A+T的總量為2n，故一條鏈中的A+T的數(shù)量應(yīng)為n；④中計算G的數(shù)量有誤，應(yīng)為=-n。

答案：D

綠色通道：熟練運用堿基互配對原則（即A=T，G=C）及其變形公式，是有效解決本類的的關(guān)鍵。

變式訓(xùn)練 雙鏈DNA分子中，C占38%，其中一條鏈中的T占5%，那么另一條鏈中T占該單鏈的…（）

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

思路解析：假設(shè)DNA分子每條鏈中含有100個堿基，則此雙鏈DNA分子中共有76（38%×200）個C總，則C總+G總=76+76=152。又由于T1=5%×100=5。則T1+A2（因為T1=A2）=5+5=10，則T2+A1=200-152-10=38，又由于T2=A1，則T2=19，占此鏈的19/100=19%。

答案：C

類型二：考查DNA復(fù)制的相關(guān)計算

例2 某DNA分子共有a個堿基，其中含胞嘧啶m個，則該DNA分子復(fù)制3次，需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為（）

A. 7（a-m） B. 8（a-m） C. 7（a-m） D. 8（2a-m）

思路解析：本題考查半保留復(fù)制的實質(zhì)及堿基互補配對原則的應(yīng)用能力。首先求出親代DNA分子中所含的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)。由堿基互補配對原則可知，親代DNA分子中A=T，C=G=m個，所以A+T=a-2m個， T=a/2-m。再求DNA復(fù)制3次共合成的子鏈數(shù)。DNA復(fù)制3次共形成23個DNA分子，共有16條脫氧核苷酸鏈，因其中有兩條是親代DNA分子的母鏈，因此DNA復(fù)制3次共合成了14條子鏈，構(gòu)成7個DNA分子。因子代DNA分子與親代DNA分子的結(jié)構(gòu)完全一樣，所以DNA復(fù)制3次需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為7（a/2-m）。

答案：C

黑色陷阱：解題思路混亂是本題失分的主要原因；對DNA分子的復(fù)制過程及DNA分子中各種堿基的相互關(guān)系這些基礎(chǔ)知識一知半解也是本題失分的原因。

變式訓(xùn)練用15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子∶a只含15N，b同時含14N和15N，c只含14N，則下圖所示這三種DNA分子的比例正確的是（）

思路解析：假設(shè)親代DNA分子為n個，則繁殖四代后，DNA分子總數(shù)為16n，其中，只含15N的DNA分子為0個，同時含14N和15N的分子為2n個，只含14N的分子有14n個，則它們呈現(xiàn)的比例為D圖所示。

答案：D

類型三：考查基因的表達(dá)相關(guān)計算

例3 已知一段mRNA含有30個堿基，其中A和G有12個，轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA分子中應(yīng)有C和T的個數(shù)是（） A. 12 B. 24 C. 18 D. 30

思路解析：mRNA是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而成的單鏈。mRNA中C+U=30-12=18；轉(zhuǎn)錄mRNA的DNA片段應(yīng)為雙鏈結(jié)構(gòu)，且A=T，G=C；DNA一條鏈上C+T=18，另一條鏈上C+T=12，所以轉(zhuǎn)錄的DNA片段中C+T=30。

答案：D

綠色通道：本題可用另一種方法解決：mRNA有30個堿基，轉(zhuǎn)錄形成mRNA的DNA分子應(yīng)有60個堿基。堿基配對原則為A=T，G=C即A+G=T+C。所以該DNA分子中應(yīng)有C和T的個數(shù)是30個。

變式訓(xùn)練1某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個堿基對，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量是（）

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

C. （b-a）×18 D. ab-（b-n）18

思路解析：因為控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個堿基對，所以，依此基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA有b/3個密碼子，也就是有b/3個氨基酸。根據(jù)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算公式，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為：ab/3-（b/3- n）×18。

答案：D

變式訓(xùn)練2 若一段信使RNA有60個堿基，其中A有a個，G有b個，那么，轉(zhuǎn)錄這段信使RNA分子的DNA分子片段中，A和C的個數(shù)一共有（）

A. a+b個 B. （a+b）/2個

C. 40個 D. 60個

思路解析：轉(zhuǎn)錄含有60個堿基的信使RNA分子的DNA分子片段中含有120個堿基，而在一段雙鏈DNA中，嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)，據(jù)此可知A和C的個數(shù)一共有60個。

答案：D

變式訓(xùn)練 3 雙鏈DNA分子中，C占38%，其中一條鏈中的T占5%，那么另一條鏈中T占該單鏈的（）

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

思路解析：假設(shè)DNA分子每條鏈中含有100個堿基，則此雙鏈DNA分子中共有76（38%×200）個C總，則C總+G總=76+76=152。又由于T1=5%×100=5。則T1+A2（因為T1=A2）=5+5=10，則T2+A1=200-152-10=38，又由于T2=A1，則T2=19，占此鏈的19/100=19%。

答案：C