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盤(pán)點(diǎn)“中心法則”計(jì)算考題 曾小軍 (江西省泰和縣第二中學(xué) 343700)“中心法則”包括復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯三個(gè)重要生理過(guò)程,有關(guān)的計(jì)算考題不外乎歸納以下四類(lèi):一、反映“DNA復(fù)制結(jié)果及意義” 的計(jì)算考題例 (2003年上海)某DNA分子共有a個(gè)堿基,其中含胞嘧啶m個(gè),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)解析:DNA分子經(jīng)過(guò)n次連續(xù)復(fù)制后,新形成DNA分子子鏈可構(gòu)成()個(gè)DNA分子,設(shè)某DNA分子含某堿基脫氧核苷酸數(shù)為X個(gè),由于DNA復(fù)制結(jié)果是新形成的每個(gè)DNA分子也含有X個(gè)含該堿基的脫氧核苷酸,故需游離的含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為()X個(gè)。根據(jù)此公式易求該題的答案為(23 -1)(a-m)7(a-m)故選C二、反映“復(fù)制特點(diǎn)-半保留復(fù)制” 計(jì)算考題例 將用標(biāo)記的一個(gè)DNA分子放在含有的培養(yǎng)基中將其復(fù)制3次,則含有的DNA分子占全部DNA分子比例和含DNA單鏈占全部DNA單鏈的比例依次為( )A、/2,1/4 B、1/4 ,1/8 C、1/4,1/4 D、1/8,1/8 解析:將用標(biāo)記的一個(gè)DNA分子放在含有的培養(yǎng)基中DNA分子連續(xù)復(fù)制n次可以形成2n個(gè)DNA分子,又因?yàn)镈NA分子復(fù)制的機(jī)制為半保留復(fù)制,在復(fù)制時(shí),親代DNA的兩條母鏈(含)分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中,故含的子代DNA分子數(shù)或單鏈永遠(yuǎn)是2條。所以含的子代DNA分子數(shù)占復(fù)制后產(chǎn)生子代DNA分子總數(shù)的2/2n即1/2n-1,含的DNA單鏈占子代所有單鏈的比例為1/2n。根據(jù)此公式易求該題的答案分別為1/4 ,1/8。故選B。三、反映“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則” 計(jì)算考題根據(jù)堿基互補(bǔ)類(lèi)型和單雙鏈關(guān)系,其計(jì)算考題又分為3類(lèi)。涉及計(jì)有關(guān)堿基含量和堿基數(shù)目的計(jì)算考題,其方法很多,這里介紹一種借助圖形的“賦值法”進(jìn)行推理計(jì)算的簡(jiǎn)捷求法。1、 求某一堿基占DNA雙鏈中的百分比 例:已知某DNA分子中鳥(niǎo)嘌呤(G)占40%,求胸腺嘧啶(T)堿基占該DNA分子堿基總數(shù)的比例?50個(gè)50個(gè)ATCGTAGC鏈鏈解析:為了解題方便,規(guī)定A、A、Am分別代表DNA雙鏈中鏈、鏈、單鏈mRNA上A所占的百分比,A、T、C、G分別代表DNA雙鏈中此堿基所占的百分比,然后進(jìn)行“賦值法”設(shè)值:假設(shè)一條DNA分子雙鏈(一條稱(chēng)鏈、另一條稱(chēng)鏈)共100個(gè)堿基(即50對(duì))(下同)。 根據(jù)題意、圖示和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則推知,G=10040%=40個(gè)C=G=40個(gè),A=T=(100-80)/2=10個(gè)T%=(10/100)100%=10%2、求某堿基占該DNA雙鏈中的某單鏈中的百分比50個(gè)50個(gè)ATCGTAGC鏈鏈例 在一個(gè)DNA分子中,胞嘧啶與鳥(niǎo)嘌呤之和占全部堿基的36%,其中一條鏈中的T占該鏈堿基總數(shù)的18%,鳥(niǎo)嘌呤占該鏈堿基總數(shù)的10%,則該鏈的互補(bǔ)鏈上,胸腺嘧啶(T)和鳥(niǎo)嘌呤(G)所占比例各為多少?(23)個(gè)(9)個(gè)(13)個(gè)(5)個(gè)(23)個(gè)(9)個(gè)(13)個(gè)(5)個(gè)解析:由題意可知,C+G=10036%=36個(gè),A+T=10064%=64個(gè)(C+G)=18個(gè) (A+T)=32個(gè)又T=5018%=9個(gè) G=5010%=5個(gè) T=A=32-9=23個(gè) G=C=18-5=13個(gè) T%=(23/50)100%=46% G%=(13/50)100%=26% 3、求轉(zhuǎn)錄后單鏈RNA中某堿基的百分比 例 一個(gè)DNA分子中,T占40%,其中一條鏈中,G占該鏈堿基數(shù)的10%,以另一條鏈為模板,轉(zhuǎn)錄成一個(gè)mRNA分子,則該mRNA分子中胞嘧啶占多少?解析:T=A=10040%=40個(gè)(40)(5個(gè))(5個(gè))50個(gè)50個(gè)550個(gè)ATCGTAGC鏈鏈 (A+T)=(A+T)=40個(gè)mRNA(5個(gè))AUCG又G=5010%=5個(gè) C=50-40-5=5個(gè)Cm=G= C=5個(gè)易求Cm%=(5/50)10%=10%四、反映復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯中“基因中堿基數(shù)、mRNA或密碼子數(shù)、氨基酸數(shù)或蛋白質(zhì)(多肽 )之間關(guān)系” 計(jì)算考題例(2003年上海)某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成,氨基酸的平均分子量為a,控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個(gè)堿基對(duì),則該蛋白質(zhì)的分子量約為 ( )A、 B、 C、 D、 解析:在蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中,是以DNA(基因)中的兩條鏈中一條鏈為模板合成一條mRNA單鏈的,因此,DNA中的堿基數(shù)是RNA中堿基數(shù)目的兩倍,在翻譯時(shí)mRNA每三個(gè)相鄰的堿基(1個(gè)密碼子)決定一個(gè)氨基酸,1種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸,所以彼此間的關(guān)系一般可表示為:蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目:參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA數(shù):信使RNA的堿基數(shù):DNA(基因)的堿基數(shù) n:n:3n:6n。(注:考慮基因中有非編碼序列,實(shí)際上堿基數(shù)目要大于6n,或氨基酸的數(shù)目小于n,因此一般命題中帶有“至少”或“最多”字樣)。根據(jù)此關(guān)系式得出:控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個(gè)堿基對(duì),則氨基酸的數(shù)目為b/3個(gè),由n條肽鏈組成的蛋白質(zhì)共脫水(b/3- n)個(gè)。 所以該蛋白質(zhì)的分子
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