【步步高】2014届高考生物一轮考能专项突破6碱基互补配对原则的相关计算

1 重点题型研析重点题型研析 6 6 碱基互补配对原则的相关计算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 链 的 A C T G 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 链的 A T C G 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 2 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 部位 DNA 连接酶作用于 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 15N 的培养液中复制两代 子代中含15N 的 DNA 分子占 3 4 答案 C 解析 限制酶和 DNA 连接酶都作用于 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 15N 的培养基中复制两代 子代 DNA 分 子都含有 15N 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 脱氧核苷酸数 磷酸数 碱基总数 m 碱基之间的氢键数为 3m 2n 2 一条链中 A T 的数量为 n G 的数量为 m n A B C D 答案 D 解析 的等量关系容易判断 对于 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 因 A T 的总量为 2n 故一 m 2n 2 3m 2n 2 条链中的 A T 的数量应为 n 中计算 G 的数量有误 应为 n m 2n 2 m 2 实验技能突破实验技能突破 6 6 同位素示踪法在生物实践中的应用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 3 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 2 方法应用 实验目的标记物标记物转移情况实验结论 HO 18 2 HO 18O2 18 2 研究光合作用过程中 物质的利用 14CO214CO2 14C3 14CH2O 在光合作用反应物 H O 中的 O 以 O2的形 18 2 式放出 CO2中的 C 用于合成有机物 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 H O 18 2 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 H O 如果 HO 接着参与 18 218 2 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 B 在 DNA 中找到 15N 和32P C 在外壳中找到 15N D 在 DNA 中找到 15N 32P 和35S 4 答案 B 解析 用 15N 32P 和35S 共同标记噬菌体 15N 标记了噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳 32P 标 记了噬菌体的核酸 35S 标记了噬菌体的蛋白质外壳 噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳 留在细菌外面 核酸进入细菌内部 在细菌中以噬菌体 DNA 为模板 利用细菌中的原料 合成子代噬菌体的核酸 由于 DNA 复制的方式为半保留复制 故在子代噬菌体中能找到 15N 和32P 标记的 DNA 不能找到35S 和15N 标记的蛋白质 2 将大肠杆菌在含有 15N 标记的 NH4Cl 培养液中培养后 再转移到含有14N 的普通培养液中 培养 8 小时后提取 DNA 进行分析 得出含 15N 的 DNA 占总 DNA 的比例为 1 16 则大肠 杆菌的分裂周期是 A 2 小时 B 4 小时 C 1 6 小时 D 1 小时 答案 C 解析 DNA 是半保留复制 1 个 DNA 分子复制后其两条链存在于 2 个 DNA 分子中 由题 意可知 1 个 DNA 分子经过连续复制 得出含 15N 的 DNA 分子占总 DNA 分子的比例为 1 16 因此共得到 32 个 DNA 分子 说明经过了 5 次复制 每一次的复制时间就是 1 6 小时 3 若用 32P 标记 类胚胎干细胞 的 DNA 分子双链 再将这些细胞转入不含32P 的培养液中 培养 在第二次细胞分裂的中期 后期 一个细胞中的染色体总条数和被 32P 标记的染 色体条数分别是 A 中期是 46 和 46 后期是 92 和 46 B 中期是 46 和 46 后期是 92 和 92 C 中期是 46 和 23 后期是 92 和 23 D 中期是 46 和 23 后期是 46 和 23 答案 A 解析 有丝分裂中期 后期染色体条数的分析 类胚胎干细胞 来自人体 人体的一 个正常细胞中含有的染色体条数为 46 有丝分裂过程中只有后期染色体加倍 92 其他 时期染色体条数与体细胞都相同 46 故无论经过几次分裂 在有丝分裂中期染色体条 数都是 46 后期染色体条数都是 92 有丝分裂中期 后期被 32P 标记的染色体条数的分 析 以 1 个 DNA 分子为例 双链被 32P 标记 转入不含32P 的培养液中培养 由于 DNA 具 有半保留复制的特点 第一次有丝分裂完成时 每个 DNA 分子中都有 1 条链被 32P 标记 第二次有丝分裂完成时 只有 1 2 的 DNA 分子被 32P 标记 中期时 染色单体没有分开 而这 2 条没有分开的染色单体上 其中有 1 条被 32P 标记 导致整条染色体也被32P 标记 5 热点专项聚焦热点专项聚焦 6 6 例谈利用图解法解决标例谈利用图解法解决标 记的记的 DNADNA 分子随染色体分子随染色体 的去向问题的去向问题 典例剖析 1 用 32P 标记玉米体细胞 含 20 条染色体 的 DNA 分子双链 再将这些细胞转入不 含 32P 的培养基中培养 在第二次细胞分裂的后期 一个细胞中被32P 标记的染色体数是 A 0 条 B 10 C 20 条 D 40 条 解析 玉米体细胞进行有丝分裂 在有丝分裂过程中 每条染色体的行为都是独立的 而且是一致的 因此用一条染色体的变化就能体现有丝分裂过程中染色体的变化特点 则题目中玉米体细胞两次有丝分裂过程中染色体和 DNA 的标记情况可用下图进行解析 由图可知 第二次分裂后期 一条染色体的着丝点分裂后形成的两条染色体 一条被标 记 其实质是该染色体的 DNA 分子上有一条链被标记 另一条未被标记 各占一半 由 于有丝分裂过程中每条染色体的变化都相同 玉米体细胞中含 20 条染色体 在第二次 分裂后期 一个玉米细胞中共有 40 条染色体 则被标记的染色体是 20 条 答案选 C 答案 C 变式体验 1 小鼠体细胞含 40 条染色体 将小鼠的 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合 形成 杂交瘤细胞 然后将其放入被 32P 标记的培养液中培养 当杂交瘤细胞进入有丝分裂后 期时 其含有的被 32P 标记的染色体条数是 A 40 B 80 C 120 D 160 答案 D 解析 小鼠 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞的染色体数为 40 40 80 条 然后放入被 32P 标记的培养液中培养 所以当其进入有丝分裂后期时 其含有的被 32P 标记的染色体条数是 160 条 典例剖析 2 果蝇一个精原细胞中的一个核 DNA 分子用 15N 标记 在正常情况下 其减数分裂 形成的精子中 含有 15N 的精子数占 A 1 16 B 1 8 C 1 4 D 1 2 解析 减数分裂过程中 同源染色体要发生联会和分离现象 因此要体现减数分裂过程 中染色体中 DNA 的变化 至少要画出一对同源染色体 果蝇中一个精原细胞中