學(xué)霸歸納知識點(diǎn):三步巧解堿基計(jì)算難題
來源:高考網(wǎng)整理 2019-10-24 09:49:31
2020年高考即將開戰(zhàn),你準(zhǔn)備好了嗎?對于高中生物成績不好的同學(xué)來說,熟悉復(fù)習(xí)資料的積累要隨時(shí)整理。高考網(wǎng)小編為各位考生整理了一些高考生物必備的知識點(diǎn),供大家參考閱讀!
這三個(gè)關(guān)系式分別是:
1、如果把DNA的兩條鏈分別定為Ⅰ鏈和Ⅱ鏈的話,那么根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,Ⅰ鏈上的腺嘌呤(A)一定等于Ⅱ鏈上的胸腺嘧啶(T),Ⅰ鏈上的鳥嘌呤(G)一定等于Ⅱ鏈上的胞嘧啶(C),反之亦然。
可簡寫為:AⅠ=TⅡ,TⅠ=AⅡ,CⅠ=GⅡ,GⅠ=CⅡ。
2、根據(jù)AⅠ=TⅡ,TⅠ=AⅡ,CⅠ=GⅡ,GⅠ=CⅡ,對于整個(gè)DNA分子來說,A的總量等于T的總量,C的總量等于G的的總量。
可簡寫為A總=T總,G總=C總。
3、若DNA的Ⅰ鏈中A+T的量占Ⅰ鏈堿基總量的a%,由AⅠ=TⅡ、TⅠ=AⅡ及Ⅰ鏈的堿基總量等于Ⅱ鏈的總量,可得在DNA的Ⅱ鏈中A+T的量也占Ⅱ鏈堿基總量的a%。同理,可得mRNA中的A+U的量占mRNA堿基總量的a%。對于整個(gè)DNA分子來說,A總+T總=AⅠ+AⅡ+TⅡ+TⅠ=2(AⅠ+TⅠ),整個(gè)DNA分子的堿基總量等于2倍Ⅰ鏈堿基總量,所以A總+T總的量占整個(gè)DNA分子堿基總量的a%。
可簡寫為:若(AⅠ+TⅠ)/Ⅰ總=a%,則(AⅡ+TⅡ)/Ⅱ總=a%,(A總+T總)/DNA總=a%,(A+U)/mRNA=a%。C+G同樣有此關(guān)系:若(CⅠ+GⅠ)/Ⅰ總=b%,則(CⅡ+GⅡ)/Ⅱ總=b%,(C總+G總)/DNA總=b%,(C+G)/mRNA=b%。
很多同學(xué)說我知道了公式也不會用,大家只要把題目中的已知條件和求解用文章中的方式表現(xiàn)出來,就很容易看到他們的聯(lián)系,從而知道該用那個(gè)公式。
遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)告訴我們,在雙鏈DNA分子中,堿基之間的連接是遵循堿基互補(bǔ)配對原則的,在DNA分子的復(fù)制及信息RNA的轉(zhuǎn)錄過程中也是遵循這一原則。由此可見,要解決堿基含量計(jì)算的問題,關(guān)鍵就是在于對堿基互補(bǔ)配對原則的理解及運(yùn)用。
堿基互補(bǔ)配對原則對雙鏈DNA分子中四種堿基的關(guān)系作了明確的闡述:嘌呤與嘧啶配對,且A=T,G=C。由此,我們可引伸出如下關(guān)系:
公式一
A+G=T+C或A+C=T+G=50%
即在雙鏈DNA分子中,不互補(bǔ)的兩堿基含量之和是相等的,占整個(gè)分子堿基總量的50%。
例1:已知一段信息RNA有30個(gè)堿基,其中A和G有12個(gè),那么,轉(zhuǎn)錄成信息RNA的一段DNA分子中,應(yīng)有C和T是( )
A、12個(gè)B、18個(gè)C、24個(gè)D、30個(gè)
分析:信息RNA有30個(gè)堿基,則其模板DNA分子中應(yīng)有60個(gè)堿基,因T+C=A+G,故而T+C=60×50%=30,應(yīng)選答案D。
例2:一個(gè)具有1000個(gè)堿基對的DNA分子,如果腺嘌呤的含量為20%,則含胞嘧啶的堿基對為( )
A、200個(gè)B、300個(gè)C、400個(gè)D、600個(gè)
分析:根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,A=T=20%,則G=C=30%,G+C=30%+30%=60%,然則含胞嘧啶的堿基對為60%,即1000×60%=600個(gè),應(yīng)選答案D。
公式二
(A1+G1)/(T1+C1)=(T2+C2)/(A2+G2)
即在雙鏈DNA分子中,一條鏈中的嘌呤之和與嘧啶之和的比值與其互補(bǔ)鏈中相應(yīng)的比值互為倒數(shù)。
例3:DNA的一條單鏈中,A和G的數(shù)量與T和C的數(shù)量之比為0.4,上述比例在其互補(bǔ)鏈中和整個(gè)DNA分子中分別是( )
A、0.4和0.6 B、2.5和1.0
C、0.4和0.4 D、0.6和1.0
分析:已知A左+G右/T左+C左=0.4,根據(jù)公式二,可得A右+G右/T右+C右=1/0.4=2.5,即其互補(bǔ)鏈中同樣的比例值為2.5;而根據(jù)公式一,可得整個(gè)DNA分子中的比值應(yīng)為1,故應(yīng)選答案B。
公式三
兩式合并成為公式三
即在雙鏈DNA分子中,一條鏈中的兩種堿基對的比值(A+T/G+C)與其在互補(bǔ)鏈中的比值和在整個(gè)分子中的比值都是一樣的。
推理過程:根據(jù)堿基互補(bǔ)酸對原則,A左=T右,T左=A右,G左=C右,C左=G右,則得出結(jié)論。
例4:已知某DNA分子G與C占全部堿基數(shù)的48%,它的一條模板鏈中C與T分別占該鏈堿基總數(shù)的26%和24%,問由它轉(zhuǎn)錄的RNA鏈中尿嘧啶與胞嘧啶分別占堿基總數(shù)的( )
A、24%和22%
B、28%和26%
C、28%和22%
D、48%和52%
分析:題目是求RNA的堿基含量,RNA是由DNA模板鏈嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對原則轉(zhuǎn)錄而來的,雖然某種堿基名稱改變了(RNA中沒的胸腺嘧啶,而有尿嘧啶),但其對等關(guān)系還是存在的。由于在DNA分子中G+C=48%,則A+T=52%。據(jù)公式三可知A左+T左=52%(設(shè)該模板鏈為左鏈),則A左=52%—24%=28%,又因G左+C左=48%,則G左=48%—26%=22%。在轉(zhuǎn)錄時(shí),A左與U配對,G左與C配對,則RNA上的U=28%,C=22%,故答案為C。
例5:某信息RNA的堿基中,U占20%,A占10%,則作為它的模板基因DNA分子中胞嘧啶占全部堿基的( )
A、70% B、60% C、35% D、17.5%
分析:信息RNA中,A+U=10%+20%=30%,則G+C=70%,根據(jù)公式三,得知模板基因DNA分子中也有同樣比例,即G+C=70%,再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,可知G=C,則C=(G+C)/2,即C= ×70%=35%,由此可得答案為C。
此類題型的解法在乎于對堿基互補(bǔ)配對原則的深入了解。在解題過程中,根據(jù)題目給出的已知條件,再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及前面引伸出來的三條公式,核酸中堿基含量的計(jì)算問題就迎刃而解了。
下面利用這三個(gè)關(guān)系式解幾個(gè)有代表性的題目:
1、(全國高考試題)
DNA的一個(gè)單鏈中(A+G)/(T+C)=0.4,上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA子中分別是()
A、0.4和0.6 B、2.5和1.0
C、0.4和0.4 D、0.6和1.0
解析:在DNA分子中AⅠ=TⅡ、TⅠ=AⅡ、CⅠ=GⅡ、GⅠ=CⅡ,據(jù)題意的得(AⅠ+GⅠ)/(TⅠ+CⅠ)=0.4,那么(TⅡ+CⅡ)/(AⅡ+GⅡ)=0.4,即(AⅡ+GⅡ)/(TⅡ+CⅡ)=2.5。因?yàn)锳總=T總、G總=C總,對于整個(gè)DNA分子來說(A總+G總)/(T總+C總)=1.0。
[答案]B。
2、分析某生物的雙鏈DNA,發(fā)現(xiàn)腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的64%,其中一條鏈上的腺嘌呤占該鏈全部堿基的30%,則對應(yīng)鏈中腺嘌呤占整個(gè)DNA分子堿基的比例是
A、50% B、34% C、32% D、17%
解析已知某生物的雙鏈DNA中A+T占全部堿基總量的64%,其中一條鏈上的A占該鏈全部堿基的30%,由(A總+T總)/DNA總=a%,(AⅠ+TⅠ)/Ⅰ總=a%,可得TⅠ占Ⅰ鏈全部堿基的34%。由于TⅠ=AⅡ,DNA兩條鏈的堿基數(shù)目相等,所以對應(yīng)鏈Ⅱ鏈中的腺嘌呤AⅡ占Ⅱ鏈堿基的34%,占整個(gè)DNA分子堿基的比例的17%。
[答案]D。
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