分?jǐn)?shù)線模型解決DNA分子有關(guān)計(jì)算

馬艷

摘要：本文根據(jù)DNA分子結(jié)構(gòu)，利用數(shù)學(xué)思維化繁為簡，將有關(guān)DNA分子的計(jì)算規(guī)律轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的分?jǐn)?shù)的形式，便于學(xué)生的理解掌握，有效的達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：DNA，計(jì)算規(guī)律，分?jǐn)?shù)線

高中階段有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)內(nèi)容課標(biāo)要求學(xué)生達(dá)到理解層次，可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對生物問題解釋、推理。但學(xué)生首次接觸DNA分子計(jì)算，常出現(xiàn)記憶混亂，運(yùn)用困難。針對此問題，筆者首次采用分?jǐn)?shù)線模型改進(jìn)教學(xué)方法，有效提高教學(xué)效果。

由沃森與克里克構(gòu)建的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，可知DNA分子兩條單鏈之間通過堿基互補(bǔ)配對，且DNA分子中胸腺嘧啶（T）的總數(shù)等于腺嘌呤（A）的總數(shù)，鳥嘌呤（G）的總數(shù)等于胞嘧啶（C）的總數(shù)。因此，得：雙鏈DNA分子中嘌呤（A+G）數(shù)=嘧啶（T+C）數(shù)。

DNA分子中，有關(guān)互補(bǔ)堿基的計(jì)算，做如下分?jǐn)?shù)線模型圖1。設(shè)兩條互補(bǔ)單鏈分別為1鏈與2鏈，兩鏈堿基數(shù)分別為m1，m2，總數(shù)為m。

1鏈堿基總數(shù)為m1看作分子a1與分母b1 兩部分和。同理2鏈堿基總數(shù)m2看作分子a2與分母b2 兩部分堿基和。a、b 分別雙鏈中代表互補(bǔ)堿基和。

例1、（濰坊一摸）真核細(xì)胞內(nèi)某基因由1000對脫氧核苷酸組成，其中堿基A占20%，下列說法正確

A 該基因一定存在染色體上

B 該基因的一條脫氧核苷酸鏈中（C+G）/（A+T）為3：2

C? DNA解旋酶能催化該基因水解多個(gè)脫氧核苷酸

D 該基因復(fù)制2次，需游離的鳥嘌呤脫氧苷酸2800個(gè)

正確答案B。解析：因?yàn)锳占20%，所以T占20%，由圖1的推論 互補(bǔ)堿基之和的比例a1/b1=a2/b2=a/b，可知A+T=40%，G+C=60%，選B。

例2、（黃岡模擬）在一個(gè)DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的54%，其中一條鏈中鳥嘌呤、胸腺嘧啶分別占該鏈堿基數(shù)目的22%和28%，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的信使RNA中鳥嘌呤占堿基總數(shù)。

因?yàn)閴A基互配對，信使RNA中G數(shù)量等于模板鏈中C數(shù)量，選A。

通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)利用分?jǐn)?shù)線模型將DNA分子有關(guān)的計(jì)算規(guī)律轉(zhuǎn)為學(xué)生熟悉的分?jǐn)?shù)線的數(shù)學(xué)模式，更易于學(xué)生的理解與記憶，更好的達(dá)到教學(xué)效果。