(江苏专用)高考生物一轮复习 考能专项突破 碱基互补配对原则的相关计算

重点题型研析6——碱基互补配对原则的相关计算

典例剖析某基因含有2 000个碱基对，其中腺嘌呤占21%，由此不能得出( ) A．该基因中G占29%，C有1 160个

B．该基因转录形成的RNA分子中U占21%

C．该基因复制3次需要5 880个胸腺嘧啶脱氧核苷酸

D．该基因转录的模板链中(A＋T)占该链的42%

解析根据碱基互补配对原则，A%＝T%＝21%，C%＝G%＝29%，故该基因中C有 1 160个。由于该基因转录时以一条链为模板，故形成的RNA分子中U的比例是不定的，但该基因转录的模板链中(A＋T)占该链的42%。该基因复制3次需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为4 000×21%×(23－1)＝5 880(个)。

答案 B

技法点拨

1．与碱基互补配对原则相关的计算

(1)“双链中，不配对的两碱基之和的比值为1”。具体表达式为(A＋C)/(T＋G)＝1(将

A＝T、C＝G代入上式即可证明)。

(2)“DNA的两条互补链中，不配对的两碱基和的比值互为倒数”。具体表达式为[α链

的(A＋C)/(T＋G)]·[β链的(A＋C)/(T＋G)]＝1。

(3)“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。具体表达式为α链的(A＋T)/(C

＋G)＝β链的(A＋T)/(C＋G)＝双链的(A＋T)/(C＋G)。

2．与DNA半保留复制相关的计算

(1)双链DNA复制n次，形成的子代DNA分子中，含亲代DNA单链的子代DNA总是2个，

占子代DNA总数的比例为2/2n，亲代DNA的单链占所有单链的1/2n。

(2)某DNA分子中含某碱基a个，则复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·(2n－

1)，第n次复制需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n－1。

3．基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算

(1)转录时，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则

转录产生的mRNA中碱基数目是DNA中碱基数目的一半，且DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。

(2)设mRNA上有n个密码子，不考虑终止密码子，因mRNA上的密码子都决定一个氨基

酸，需要一个对应的tRNA分子参与连接。所以，密码子的数量∶tRNA的数量∶氨基酸的数量＝n∶n∶n。

(3)翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分

子中氨基酸数目约为mRNA中碱基数目的1/3，约是双链DNA中碱基数目的1/6。即在转录和翻译过程中，基因中的碱基数(指双链)、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的

氨基酸数之比约为6∶3∶1。 跟踪训练

1． 已知某RNA 分子中腺嘌呤占全部碱基的17%，尿嘧啶占21%，则转录形成该RNA 的基因

中嘌呤碱基所占比例为

( )

A ．17%

B ．21%

C ．无法确定

D ．50%

答案 D

解析 由题意可知，转录形成该RNA 的模板链中(G ＋C)%＝62%，(A ＋T)%＝38%，由于一条链中(G ＋C)、(A ＋T)的比例和整个DNA 分子中(G ＋C)、(A ＋T)的比例相等，所以DNA 分子中(G ＋C)%＝62%，(A ＋T)%＝38%，且DNA 分子中A ＝T ，G ＝C ，所以整个DNA 分子中(A ＋G)所占比例为50%。

2． 关于如图所示DNA 分子的叙述，正确的是

( )

A ．限制酶作用于①部位，DNA 连接酶作用于③部位

B ．该DNA 的特异性表现在碱基种类和(A ＋T)/(G ＋C)的比例上

C ．若该DNA 分子中A 为p 个，占全部碱基的n /m (m >2n )，则G 的个数为(pm /2n )－p

D ．把该DNA 分子放在含15

N 的培养液中复制两代，子代中含15

N 的DNA 分子占3/4 答案 C

解析 限制酶和DNA 连接酶都作用于①部位；该DNA 的特异性不表现在碱基种类上，因为DNA 中的碱基只有4种；把该DNA 分子放在含15

N 的培养基中复制两代，子代DNA 分子都含有15

N 。

3． 在一个双链DNA 分子中，碱基总数为m ，腺嘌呤碱基数为n ，则下列有关叙述正确的是

( )

①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m

②碱基之间的氢键数为3m －2n

2

③一条链中A ＋T 的数量为n ④G 的数量为m －n A ．①②③④

B ．②③④

C ．③④

D ．①②③

答案 D

解析 ①的等量关系容易判断；对于②，须知G 与C 之间形成3个氢键，A 与T 之间形

成2个氢键，故氢键数为：2n ＋3×m －2n 2＝3m －2n

2

；③因A ＋T 的总量为2n ，故一

条链中的A ＋T 的数量应为n ；④中计算G 的数量有误，应为m －2n 2＝m

2

－n 。

实验技能突破6——同位素示踪法在生物实践中的应用

技能归纳

1．同位素示踪法

是利用放射性示踪剂，对研究对象进行标记的微量分析方法。

实验目的标记物标记物转移情况实验结论

研究光合作用过程中物质的利用H182O H182O→18O2在光合作用反应物H182

O中的O以O2的形式

放出，CO2中的C用于

合成有机物

14CO

2

14CO

2→

14C

3→(

14CH

2O)

探究生物的遗传物质亲代噬菌体中的

32P(DNA)、35S(蛋白质)

子代噬菌体检测到放

射性32P，未检测到35S

DNA是遗传物质

验证DNA的复制方式亲代双链用15N标记亲代DNA→子一代

DNA的一条链含15N

DNA的复制方式为半

保留复制

研究分泌蛋白的合成和分泌过程3H

核糖体→内质网→高

尔基体→细胞膜

各种细胞器既有明确

的分工，相互之间又

协调配合

典例剖析用同位素标记技术追踪研究物质的转移变化途径是生物科学研究的重要手段之一。下列相关的应用及结果错误的是( ) A．小白鼠吸入18O2后呼出的CO2不会含有18O，但尿液中会含有H182O

B．用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培养洋葱的根尖，可以在细胞核和线粒体内检测到较强的放射性，而在核糖体处检测不到

C．将15N标记的DNA置于含14N标记的脱氧核苷酸的培养液中进行复制，经密度梯度离心后可以分析得出DNA具有半保留复制的特点

D．要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养细菌

解析小鼠吸入的18O2首先参与有氧呼吸的第三阶段，形成H182O，如果H182O接着参与有氧呼吸的第二阶段，则会产生C18O2，故呼出的CO2中可能含有18O，故A错误；根尖分生区细胞进行有丝分裂，细胞核和线粒体中DNA的复制会消耗含有放射性同位素的脱氧核苷酸，而核糖体不含DNA，故B正确；DNA复制一次经密度梯度离心后可得到中带，DNA复制两次经密度梯度离心后可得到中带和轻带，故而可推导出DNA具有半保留复制的特点，故C正确；病毒营寄生生活，不能在培养基上繁殖，所以要标记病毒首先应标记细菌，故D正确。

答案 A

即时巩固

1．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的标记元素为( ) A．在外壳中找到15N和35S