高中生物教學中有關蛋白質和核酸的計算題解題規(guī)律總結

旺布

【摘 要】高中生物教學中兩個大分子物質蛋白質和核酸的計算題知識點既是重點又是難點，近幾年高考中每年都涉及相關知識點的基礎知識的考察，梳理和歸納相關的計算規(guī)律對學生正確認識和掌握蛋白質和核酸的結構及它們之間內在聯(lián)系有較好的指導和幫助。

【關鍵詞】蛋白質 核酸 計算題 解題規(guī)律

一、有關蛋白質的計算題

[已知：肽鏈數(shù)（m）、氨基酸總數(shù)（n）、氨基酸平均分子量（a）]

（一）、蛋白質（或多肽）上N原子數(shù)=氨基酸數(shù)+R基上N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+ R基上N原子數(shù)；

（二）、蛋白質（或多肽）上O原子數(shù)=2×氨基酸數(shù)-脫水數(shù)+R基上O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+ R基上O原子數(shù)；

（三）、脫水數(shù)=肽鍵數(shù)：

1、鏈狀肽：脫水數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)= n-m；

2、環(huán)狀肽：脫水數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)= n；

（四）、氨基數(shù)=羧基數(shù)：

1、鏈狀肽：每條肽鏈上游離的氨基和羧基至少各1個，m條肽鏈上游離的氨基和羧基各m個（因考慮R基上的氨基和羧基，所以說至少）；

2、環(huán)狀肽：因首尾氨基酸相接形成環(huán)狀結構，只需考慮R基上的氨基和羧基；

（五）蛋白質的分子質量：

1、鏈狀肽：蛋白質（或多肽）分子質量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均分子質量-（氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)）×18= n×m-（n-m）×18；

2、環(huán)狀肽：蛋白質（或多肽）分子質量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均分子質量-氨基酸數(shù)×18= n×m-n×18；

二、有關核算的計算題

[已知：核苷酸總數(shù)（b）；核苷酸平均分子量（c）]

（一）、有關DNA半保留復制的計算規(guī)律：

1、一個DNA分子復制n次，就會產生2n個DNA分子（RNA情況同上）；

2、一個被N14標記的DNA放入含N15標記的培養(yǎng)基中復制n次，則產生2n個DNA分子，其中只有被N14標記的DNA有0個，只有被N15標記DNA有2n-2，同時被N14和N15標記DNA有2；

3、一個被N14標記的DNA放入含N15標記的培養(yǎng)基中復制n次，則產生2×2n個單鏈DNA，其中只有被N14標記的DNA單鏈占2/2×2n，只有被N15標記DNA單鏈占2×（2n-1）/2×2n；

（二）、脫水數(shù)=磷酸二酯鍵數(shù)：

1、鏈狀DNA：脫水數(shù)=磷酸二酯鍵數(shù)=核苷酸數(shù)-2= b-2；

2、鏈狀RNA：脫水數(shù)=磷酸二酯鍵數(shù)=核苷酸數(shù)-1= b-1；

3、環(huán)狀DNA：脫水數(shù)=磷酸二酯鍵數(shù)=核苷酸數(shù)= b；

（三）、堿基對（或脫氧核苷酸對）與DNA多樣性關系：n個堿基對（或脫氧核苷酸對）會形成4n個DNA分子；

（四）、關于DNA復制時堿基數(shù)的計算規(guī)律：

1、消耗堿基數(shù)（脫氧核苷酸數(shù)）計算：已知一個DNA分子中有腺嘌呤x個，則這個DNA分子復制n次后需要加入多少腺嘌呤（A）？A= x （2n-1）；

2、在DNA分子中，根據(jù)A=T，G=C，圖示如下：

1 -A-T-C-A-T-G-C-A- ……………m

2 -T-A-G-T-A-C-G-T- ……………m

⑴、 DNA雙鏈中，互補堿基的數(shù)量相等 （A=T 、C=G） ；

DNA單鏈中，互補堿基的數(shù)量不一定相等 （A≠ T、C≠ G）

⑵、雙鏈DNA分子中兩組不互補堿基對的堿基之和的比值為1，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。 （A+G）/（T+C）=1 即 A+G = T+C

將C跟G等量替換得到：（A+C）/（T+G）=1 即 A+C = T+G

①雙鏈DNA分子中，兩互補堿基相等；任意兩個不互補堿基之和恒等，各占堿基總數(shù)的50%，且不互補堿基之和的比值等于1

∵A=T， C=G ∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%

（ A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=（T+C）/（A+G）=（T+G）/（A+C）=1

②雙鏈DNA分子中A+T/G+C值等于其中任何一條單鏈中的A+T/G+C值。

A1+T1/G1+C1=n A2+T2/G2+C2=n A+T/G+C=n

③雙鏈DNA分子中，互補的兩條單鏈中的A+G/T+C值互為倒數(shù)。即兩組不互補堿基之和的比值等于另一互補鏈中這一 比值的倒數(shù)。

A1+ G1/ T1+C1=n A2+ G2/ T2+C2=1/n

④雙鏈DNA分子中，A+T占整個雙鏈DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條單鏈中A+T占該單鏈堿基總數(shù)的百分比。

A1+ T1/ A1+ T1+ G1+C1=m% A2+ T2/ A2+ T2+G2 +C2=m%

A+T/ A+T +G+C= m%

（五）、RNA分子質量=核苷酸數(shù)×核苷酸均分-（核苷酸數(shù)-1）×18=bc-（b-1）×18

（六）、DNA分子質量：

1、鏈狀DNA：DNA分子質量=核苷酸數(shù)×核苷酸均分-（核苷酸數(shù)-2）×18= bc-（b-2）×18；

2、環(huán)狀DNA：DNA分子質量=核苷酸數(shù)×核苷酸均分-核苷酸數(shù)×18=bc-b×18；

（七）、DNA分子中，脫氧核苷酸數(shù)：脫氧核糖數(shù)：含氮堿基數(shù)：磷酸數(shù)=1：1：1：1

三、綜合計算題

（一）、DNA中堿基數(shù)：RNA中堿基數(shù)：蛋白質中氨基酸數(shù)=6：3：1

（二）、根據(jù)DNA（基因）的分子質量求蛋白質分子質量：

例：已知：肽鏈數(shù)（m）、氨基酸平均分子量（a）、核苷酸平均分子量（c）、DNA（基因）分子質量（d），求蛋白質的相對分子質量？

解： 根據(jù)基因的質量和每個核苷酸的均分，找出核苷酸的數(shù)目

∵ d=bc-（b-2）×18 ∴ b= d-36/ c-18

又根據(jù)DNA中堿基數(shù)：RNA中堿基數(shù)：蛋白質中氨基酸數(shù)=6：3：1，找出蛋白質中氨基酸的數(shù)目x

∵ 6： 1=d-36/ c-18：x ∴x= d-36/6（ c-18）

再根據(jù)氨基酸數(shù)目和氨基酸的均分，計算蛋白質的分子質量，即蛋白質分子質量=氨基酸數(shù)×氨基酸均分-（氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)）×18= d-36/6（ c-18）×a-（d-36/6（ c-18）-m）×18

四、結語

高中生物教學中，有關蛋白質和核酸計算知識點比較零碎比較繁多，熟練掌握和運用這些計算規(guī)律和公式去處理一些題目，提高學生的應試能力和實踐運用能力，就顯得尤為重要。處理相關知識點時，本人認為要注意以下幾點：

（一）、仔細審題：明確題中已知的和隱含的條件，不同的條件、現(xiàn)象適用不同規(guī)律；

（二）、掌握基本公式和方法：根據(jù)題目考察的知識點和已知條件，能夠迅速列出相關的公式（或推倒出相關的式子）；

（三）、相關知識點要做到融會貫通、觸類旁通。