DNA分子的相關計算疑難突破

趙紅偉

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

DNA分子的相關計算，涉及到DNA的結構、DNA的復制、基因的表達三種類型。本文分類歸納計算的技巧方法，詳解如下：

類型一：考查DNA結構的相關計算

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

①脫氧核苷酸數=磷酸數=堿基總數=m

②堿基之間的氫鍵數為

③一個鏈中A+T的數量為n

④G的數量為m-n

A. ①②③④ B. ②③④ C. ③④ D. ①②③

思路解析：①的等量關系容易判斷；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，故氫鍵數為：2n+3×=；③因A+T的總量為2n，故一條鏈中的A+T的數量應為n；④中計算G的數量有誤，應為=-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鍵。

變式訓練 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復制的相關計算

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

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

思路解析：本題考查半保留復制的實質及堿基互補配對原則的應用能力。首先求出親代DNA分子中所含的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數。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復制3次共合成的子鏈數。DNA復制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復制3次共合成了14條子鏈，構成7個DNA分子。因子代DNA分子與親代DNA分子的結構完全一樣，所以DNA復制3次需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為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分子的復制過程及DNA分子中各種堿基的相互關系這些基礎知識一知半解也是本題失分的原因。

變式訓練用15N標記細菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養基中連續繁殖四代，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：假設親代DNA分子為n個，則繁殖四代后，DNA分子總數為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，則它們呈現的比例為D圖所示。

答案：D

類型三：考查基因的表達相關計算

例3 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. 12 B. 24 C. 18 D. 30

思路解析：mRNA是以DNA的一條鏈為模板轉錄而成的單鏈。mRNA中C+U=30-12=18；轉錄mRNA的DNA片段應為雙鏈結構，且A=T，G=C；DNA一條鏈上C+T=18，另一條鏈上C+T=12，所以轉錄的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，轉錄形成mRNA的DNA分子應有60個堿基。堿基配對原則為A=T，G=C即A+G=T+C。所以該DNA分子中應有C和T的個數是30個。

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

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

C. （b-a）×18 D. ab-（b-n）18

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

答案：D

變式訓練2 若一段信使RNA有60個堿基，其中A有a個，G有b個，那么，轉錄這段信使RNA分子的DNA分子片段中，A和C的個數一共有（）

A. a+b個 B. （a+b）/2個

C. 40個 D. 60個

思路解析：轉錄含有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，嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數，據此可知A和C的個數一共有60個。

答案：D

變式訓練 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