内容正文:
DNA和RNA中碱基的相关计算
[核心精要]
1.DNA分子多样性的计算
DNA分子多样性与碱基的数目和排列顺序有关,如果一个DNA分子含有的碱基对数为n,则最多可形成DNA的种类为4n种。
2.DNA复制中有关的计算
若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代),转移到含14N的培养基中培养(复制)n代。
(1)子代DNA分子中,含14N的有2n个,只含14N的有(2n-2)个,做题时应看准是“含”,还是“只含”。
(2)无论复制多少次,含15N的DNA分子数始终是2个,含15N的链始终是2条。做题时,应看准是“DNA分子数”,还是“链数”。
(3)若一亲代DNA分子有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需消耗游离的该种脱氧核苷酸数目为m×(2n-1)个。第n次复制,需该种脱氧核苷酸数为m·2n-1个。
3.DNA转录过程中有关计算
转录成mRNA的DNA分子中的碱基数至少是该mRNA碱基数的两倍。
4.翻译过程中有关计算
在涉及该部分内容的计算时,要注意题干中是否需要考虑终止密码子及基因中不能翻译的片段,如果题目中未作说明,一般按照以下规律计算:
DNA中碱基数量→mRNA中碱基数量→氨基酸数量
6 ∶ 3 ∶ 1
计算中“最多”和“最少”的分析:
(1)翻译时,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸,因此准确地说mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。基因或DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
(2)在回答有关问题时,应加上“最多”或“最少”等字。如mRNA上有n个碱基,转录该mRNA的基因中至少有2n个碱基,该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
提醒:①做题时应看清是DNA上(或基因上)的碱基对数还是个数,是mRNA上密码子的个数还是碱基个数。
②DNA(或基因)中的碱基对数∶密码子个数∶氨基酸个数=3∶1∶1。
1.某双链DNA分子含有200个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子( )
A.含有4个游离的磷酸基团
B.含有腺嘌呤20个
C.4种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
D.碱基排列方式4200种
C [DNA分子每条链的其中一端含有一个游离的磷酸基团,一个DNA分子含2个游离的磷酸基团。一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链上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200×3/20=30个;因该双链DNA分子中4种碱基的比例一定,所以其碱基排列方式小于4100种。]
2.关于图中DNA分子片段及其转录的说法中,错误的是( )
【导学号:01632156】
A.将此DNA放在含14N的培养液中复制2代,则子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2
B.若①处的碱基对改变导致基因突变,不一定会导致性状改变
C.此过程需要RNA聚合酶
D.DNA两条链上的(G+C)/(A+T)的值互为倒数关系
D [DNA复制的方式是半保留复制,将此DNA分子片段放在含14N的培养液中复制2代,则子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2,A项正确;密码子具有简并性,①处的碱基对改变会导致基因突变,但不一定会导致性状改变,B项正确;转录过程需要RNA聚合酶,C项正确;DNA两条链上的(G+C)/(A+T)的值相等,D项错误。]
3.若DNA分子的某个基因含240个脱氧核苷酸,其中有80个鸟嘌呤,则该片段转录成的mRNA含有的尿嘧啶最多有( )
A.20个
B.40个
C.60个
D.80个
B [在DNA分子中,因为G=80个,所以G+C=160(个),A+T=240-160=80(个),则A=T=40个,当A全部位于模板链中时,mRNA中含有的尿嘧啶最多,此时转录形成的mRNA中U=40个。]
4.某条多肽的相对分子质量为5 354,若氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子,则编码该多肽的基因长度至少是( )
A.58对碱基
B.59对碱基
C.177对碱基
D.174对碱基
C [设氨基酸数为n,则脱去的水分子数为(n-1)个,据脱水缩合反应式,得110n=5 354+18(n-1),解得n=58,如考虑不编码氨基酸的终止密码子,则编码该多肽的基因长度至少是58×3+3=177对碱基。]
5.一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个;由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T的数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是( )
【导学号: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个碱基且G+C=n可