DNA 生物学的“建筑材料”——生物学家埃里克· 温弗里谈DNA 独特的化学特性

DNA：生物学的“建筑材料”

——生物学家埃里克·温弗里谈DNA独特的化学特性

方陵生/编译

电子计算机的威力人所尽知，但涉及到与物理世界有关的复杂任务——比如某种昆虫的构成——还得寄望于对DNA的深入研究。曾于2000年获得“麦克阿瑟天才奖”的埃里克·温弗里（Erik Winfree），一直在潜心研究存储遗传生命信息的DNA；而人类的细胞正是利用这类遗传分子的信息来构建蛋白质，形成了我们的身体结构并做着与生命存在相关的几乎所有工作。目前，温弗里正在利用DNA独特的化学特性，旨在使其像计算机那样来处理信息（被称为DNA分子计算或DNA分子编程的新颖学科），甚至以DNA 分子为“脚手架”构建起有用的结构。不久前，温弗里就其对生命起源的理解以及DNA的化学特性对未来可能产生的影响，接受了《发现》杂志资深编辑斯蒂芬·卡斯（Stephen Cass）的采访。

埃里克·温弗里

旨在对分子进行编程

卡斯：您所从事的研究领域是生物分子计算，具体是些什么呢？

温弗里：对于不同的研究者来说，具体研究对象也有所不同。对于我来说，意味着去弄明白这样的问题，即化学系统也可以进行信息处理，也可以通过设计去执行和完成多种任务。我的一个研究思路就是类推法：我们可以设计出执行各种信息处理任务的计算机，当这些计算机与电子机械控制系统连接在一起时，往往能够发挥出特殊的作用。例如，你可以从一台摄像机获得输入信息，你也可以将信息输出到电动机上。生物分子计算的目标是要开发出用于化学系统和分子级别的类似控制方法，研究如何对一组分子进行编程以及执行一系列的指令。

卡斯：您是如何开始对这一新颖而奇特的研究领域产生兴趣的？

温弗里：我对生物学和计算机之间的联系开始感兴趣是在1980年代初期，那时我正在上高中。我当时在苹果II型电脑上学习编程，同一时期我还阅读了一些书籍，如理查德·道金斯（Richard Dawkins）的《自私的基因》，这些东西在我的大脑里逐渐融合起来，并就如何对生物系统进行编程让我产生了浓厚的

兴趣——去做进化所做的事情。我对与生物学有关的一切都很感兴趣，特别是与神经科学有关的。譬如大脑是如何工作的？同时我对各种算法也产生了兴趣。在芝加哥大学我修习了数学和理论计算机科学，在加州理工学院读研究生时，对机器人技术的神经网络产生了兴趣。后来我对南加州大学计算机科学家伦纳德·阿德尔曼（Leonard Adleman）关于DNA计算的研究进行了陈述，这是对分子系统和计算机之间联系的一种全新思路。这不仅仅是理论科学家的事，在这个领域内，你完全可以将分子算法的理论付诸实施，并在实验室中加以测试。

卡斯：在您的家族中，您不是第一个获得“麦克阿瑟奖”的人，您的父亲亚瑟·温弗里（Arthur Winfree）1984年以将应用数学应用到生物学上的成就获得该奖项。他是如何影响您的？

温弗里：在我成长的过程中，他不是一位获奖者，只是一位父亲，也许是一位有些古怪的父亲。他喜欢将各种东西展示给我们看，使我养成了一种从不轻信任何事情的习惯，因为父亲总是让我们要有自己的看法，培育我们独立思考的能力。我小时候遇到的许多父亲的朋友，最终他们也都成为了“麦克阿瑟奖”的获得者，所以在我成长的过程中，他们独创性的思维方式在我看来是很正常的。

卡斯：这些“麦克阿瑟奖”获得者一直在影响着你，是吗？

温弗里：我与他们的交往有些是出于偶然，有的则不是。我曾在数学家斯蒂芬·沃尔弗拉姆（Stephen Wolfram，开发了很有影响力的数学软件包）手下工作了一年，在此之前，我是在和父亲一起参加的一次麦克阿瑟会议上与他相遇的，这算不上是偶遇。而我的博士生导师约翰·霍普菲尔德（John Hopfield）则是我偶然遇到的“麦克阿瑟奖”获得者，我想这大概是因为我特别留意那些真正令我尊敬的人。我在普林斯顿大学也待过一段时间，在那里认识了迈克尔·埃洛维兹（Michael Elowitz），他教给了我一些关于显微镜的知识，埃洛维兹在2007年成为“麦克阿瑟奖”获得者。还有和我在一个实验室的博士后保罗·罗斯蒙德（Paul Rothemund），后来也获得了这一奖项。

编程语言的基本元素

卡斯：这种不拘一格的社会交往理念，在您领导下的加州理工学院实验室里是否也有所体现？

温弗里：在我的实验室里，我一直鼓励非常独立的工作态度，部分原因是我的成功在很大程度上得益于我的导师给了我很多自由发挥的机会。回想起古希腊哲学家们在一起讨论问题时，他们每个人都畅所欲言自己的见解。所以，每当有学生来到我的实验室后，我总要说：“好吧，说说你的计划，告诉我下周你准备做些什么。”有时候对于他们来说，这是一个痛苦的过程。他们要花的往往不是一个星期，而是一个月，甚至是一年或者两年，才会真正搞清楚自己感兴趣的到底是什么。虽然这个过程可能会有痛苦，但我觉得这比分配他们去做某项具体研究而他们自己却不知道自己真正喜欢的是什么要好得多。

卡斯：真正的生物系统利用蛋白质来处理大部分工作，但您实验室里的研究对象则是DNA，这是为什么？

温弗里：蛋白质要比DNA复杂得多，然而DNA更具可预测性，拥有极其庞大的功能范围，有点像一个纳米级的“垒高拼装玩具”，比用蛋白质更容易拼装。在某种意义上来说，我们所做的事情并非创新。生物学家有这样一种假设，即曾经存在着一个RNA（核糖核酸）的世界（RNA是DNA的一种单链近亲，在生物细胞中，RNA在DNA与蛋白质工厂之间起转换作用）。纵观地球生命史，很可能在蛋白质进化之前存在着这样一个RNA的世界。当时RNA既是一个信息存储系统，又是一种活性元素，执行着细胞内的大部分功能。这告诉我们，利用核酸我们可以做许许多多事情，无论是RNA还是DNA。

卡斯：那么，利用DNA编程技术可以完成哪些任务？

温弗里：DNA编程拥有令人振奋的前景，从计算机模式中我们可以看到各种不同的分子系统。在计算机科学家看来，这些计算是一套最基本的运算法，通过这些基本运算法可产生获得系统级的各种功能。

譬如，数字电路设计者以简单的逻辑门作为最基本的逻辑表达式，利用它们形成电路并执行复杂的功能；而你的电脑也是利用这些指令来进行操作的。但就计算机科学而言，却可以有着许许多多不同的计算模式。

我的主要研究兴趣之一是寻找适合于分子系统的计算模型。在过去的4年中，我们进行了一系列化学反应的实验：分子A加上分子B的分子反应生成分子C，或X加上C形成A，等等。传统上，化学反应式已被用作解释我们在大自然中所见到的东西的描述性语言；而我们则是将其作为一种编程语言的基本元素，一种我们想要获得的某种行为方式的表达方式。当你能够将分子的一部分从某处移到另一处时，就像利用计算机算法语言来处理数据一样。

在分子世界里，数据结构实际上是一种物理结构（譬如在DNA分子里），如果想要从DNA中产生些什么，可被看作是修改一个数据结构。我们所面临的挑战就是，以这种编程语言去编写程序；而执行程序却要用到真正的分子，这已在一些实验中有所展示。我们非常有兴趣想知道的是，在这方面我们究竟能走多远？我们还在考虑如何提取和控制分子，并如何将其折叠成某个特殊的结构。2006年，保罗·罗斯蒙德（Paul Rothemund）利用DNA编程技术，构建了在显微镜下可观察到的“笑脸”，在这方面迈出了第一步；再有就是分子级的发动机，所有这些都展示了以DNA系统构建的基本形式。

由200个DNA短链构建的“笑脸”

可编程的晶体生长过程

卡斯：从理论上来看，这听起来确实很有吸引力，但控制分子的现实意义是什么呢？

温弗里：化学与生物系统结合产生的智能疗法将拥有令人兴奋的前景，而这一理念是建立在计算机科学基础上的。要达到这样的目标，我们需要区分传感器、执行器以及信息处理单元。在宏观尺度上，我们对这样的概念都很熟悉，即传感器和执行器都是针对物质世界的，但信息处理单元却是从物质世界中分离出来的，完全只是一种抽象符号。

譬如0和1，信息处理单元并不关心0和1的意思是什么，只是对其机械地进行处理。智能疗法则需要许多传感器和执行器协作，需要与生物系统建立起多种有意义的接口，譬如检测疾病和操纵分子，以达到治疗的作用——当然实际做起来很困难。但我们的希望是，有一天我们能够建立起一个与各种传感器和执行器连接起来的DNA处理单元，以作出各种决策。譬如药物要以哪些细胞为靶子，或需要产生什么样的化学物质。目前来说，这些还只是一种美妙的设想，包括我自己在生物医学的研究方面也还有很长的路要走。

卡斯：利用生物分子计算技术“生长”出设备或机器的前景如何？其可行性如何？

温弗里：这一设想同样可以通过DNA编程来完成，其中的一部分工作需要用一些链接到DNA的可通过化学方法改变的物质。链接蛋白质、碳纳米管，或量子点（5～10纳米的纳米荧光颗粒）到DNA的特定位置是一整套的化学过程，这意味着，如果你可以利用DNA建立起一个脚手架，然后用化学方法进行处理，你就能获得一些有用的结果。

譬如，与DNA连接起来的碳纳米管可以成为某种导电电路；然而要构建起这样的DNA脚手架，你必须让它与来自DNA片断的“瓷砖”自行组装起来，并让“瓷砖”按照你的设计方案以某种规则结合在一起，这基本上就是一个可编程的晶体生长过程。你可以放入一个包含有编制程序的晶体（放入DNA“瓷砖”或其他材料）中，这些晶体会根据程序要求构建出你所需要的东西。

这一研究之所以令人兴奋，因为它是一种纯粹的非生物的生长过程，但却拥有许多生物学的特征。我一直习惯于DNA为终级生物分子，很难想象可以用非生物的方式来驾驭它。但实际上，将生物构成成分用于非生物目的的做法也是人类由来已久的一个传统。譬如，现在我面前就有一个木制结构书桌，但树并不会自行长成书桌、船只或者房屋等东西，虽然这些东西都是我们用树木做成的。可以这么说，用DNA编程来为我们的许多目的服务，是延续了人类孜孜不倦地技术开发的传统；而令我们感觉似乎有些奇怪的，是因为我们与DNA的所有联系都是生物学上的意义的。

遗传分子DNA

卡斯：当您把DNA看作是一种技术形式，是否会从根本上改变您对人类或者对生命的看法？

温弗里：以这种方式来使用DNA，当然有可能会对生命究竟是什么产生某种不一样的看法。这是一个令哲学家们经常为之担忧的话题，因为他们将无法为生命找到一个令人满意的定义；而生物学家通常没有这么多的顾虑。

如果你采取还原论者看问题的方法，生命现象只是一种机制；而我们感兴趣的一切都是由能够做许多有趣事情的分子构成的——DNA是承载信息的分子，尤其还是可编程的。我们可以对DNA分子进行设计，使其起到像“与门”、“或门”、电机或催化剂那样的作用，生命更像是以化学编程语言编制出来的软件，一些最新的发现使得这一观点更容易被人们所接受。

必须得建立容错机制

卡斯：将您的惊人想法转变为现实的最大障碍是什么?

温弗里：我希望能够让分子按人类的想法运作！对于纯理论计算机科学毕业的人来说，一开始就从事实验室工作是很困难的。做一个有资料可依但涉及许多化学反应的DNA实验是一回事，然而建立一个虽只有3或多种化学反应、但未完全达到预想结果的系统却是另一回事。如何进行DNA编程在理论上我们还有许多事情要做，但目前我们非常关注并投以大量研究时间的却是如何执行的问题，我们的研究受到了诸多的限制。譬如，在我们设计“分子元件”时有可能会产生各种各样的干扰，以DNA为基础的“元件”有可能会互相冲突，有时还会出现某些本不应该出现的反应。

卡斯：您打算如何解决这些问题？

温弗里：我们需要建立容错机制，至于如何出错我们目前还不清楚。为什么生物系统处于不断地生长和摧毁的过程中，揣测的理由之一就是，蛋白质只有这么做，才能永远拥有新鲜而不是陈旧的分子，这也是应对干扰的一个潜在解决方案。另一个问题是，如果有许多分子“元件”，它们的运作可能会非常的缓慢。

卡斯：是否有什么办法与计算机技术结合，以加快生物分子计算的运行？

温弗里：我们不会与电子计算机领域展开竞争，我们所做的是完全不同的事情。可以想象，要构建出结构像苍蝇或昆虫生物体那样复杂的新颖的工具或设备，难度会有多大？在我看来，要制造出这样的东西，就需要让它们能够“生长”，这是生物体的生长方式，从生物生长的时间表来看，通常需要数小时或数天，并需要让它们在适当的时间里生长出结构的不同部分。

卡斯：大概还需要多久,可以将DNA编程设计的复杂系统和治疗方法付诸实际应用?

温弗里：一年前我心里就有了一个计划，当时我浏览到一篇有相当影响力的论文，是关于DNA计算和纳米技术的。说的是纽约大学的内德·西曼（Ned Seeman）在1980年用大约32个核苷酸建立了一个系统（将分子连接在一起形成DNA片段），开创了这一研究领域。从那时开始，人们连接核苷酸分子的数量呈指数级增长，有一篇新的论文描述了一个大约有1.4万个核苷酸系统。

DNA分子设计中的核苷酸数目大约每3年翻一番，经过6次翻倍后——大约需要20年时间——将能够达到100万个核苷酸，这相当于一个细菌基因组所拥有的核苷酸数目。尽管这一数目构成的系统并不一定能够让我们做成什么事，但它告诉我们，为了提高速度，我们需要掌握它的复杂性。我们需要像计算机科学的发展那样去掌握日趋复杂的系统，让生物领域内的这些系统运作起来。这将是一个极大的挑战，很可能需要在理念上有一个突破，这就是为什么我对这一领域情有独钟的原因。

[资料来源：Discover][责任编辑：则鸣]

温弗里名片

阿米巴变形虫是一种最低等的生物，然而它们操纵分子的本领却令任何一位人类工程师都赞叹不已：在将惰性物质转变成奇妙的生命形式方面,它们能够以原子级的精度，迅速组装起复杂的生物结构，淋漓尽致地展现了纳米技术的威力。阿米巴变形虫——当然，还有你体内的细胞——擅长于这类技能，是因为它们经历了数十亿年时间完善了其“分子工具包”。

加州理工学院的计算机科学与生物工程学教授埃里克·温弗里（Erik Winfree)，决心驾驭这种进化演变中形成的机制，即通过细胞生物学的方法来创建一种新型的分子级的生物工程学。虽然这一设想还只处于萌芽状态，但这方面的研究有可能会给一些领域带来革命性的进展。譬如，通过类似制造复杂机械的方法而不是零部件制造的疾病疗法，使其像生物一样地“生长”起来。

2020年高考生物DNA的结构与复制知识点

2020年高考生物DNA的结构与复制知识点 2017年高考生物DNA的结构与复制知识点： 1、DNA的化学结构： ①DNA是高分子化合物：组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。 ②组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸由三部分组成：一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸 ③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。DNA在水解酶的作用下，可以 得到四种不同的核苷酸，即腺嘌呤(A)脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核 苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸;组成四种脱氧 核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基：ATGC。 ④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的脱氧核苷 酸链。 2、DNA的双螺旋结构：DNA的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，形成两条主链(反向平行)，构成DNA的基本骨架。两 条主链之间的横档是碱基对，排列在内侧。相对应的两个碱基通过 氢键连结形成碱基对，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据 碱基互补配对原则，另一条链的碱基排列顺序也就确定了。 点击查看：高中生物知识点总结 3、DNA的特性： ①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺 序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA 分子的稳定性。 ②多样性：DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。碱基对的 排列方式：4n(n为碱基对的数目)

③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。 4、碱基互补配对原则在碱基含量计算中的应用： ①在双链DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的，占整个分子碱基总量的50%。②在双链DNA分子中，一条链中的嘌呤之和与嘧啶之和的比值与其互补链中相应的比值互为倒数。 ③在双链DNA分子中，一条链中的不互补的两碱基含量之和的比值(A+T/G+C)与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是一样的。 5、DNA的复制： ①时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期。 ②场所：主要在DNA的结构与复制核中。 ③条件：a、模板：亲代DNA的两条母链;b、原料：四种脱氧核苷酸为;c、能量：(ATP);d、一系列的酶。缺少其中任何一种，DNA 复制都无法进行。 ④过程：a、解旋：首先DNA分子利用DNA的结构与复制提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程称为解旋;b、合成子链：然后，以解开的每段链(母链)为模板，以周围环境中的脱氧核苷酸为原料，在有关酶的作用下，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。随的解旋过程的进行，新合成的子链不断地延长，同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成螺旋结构，c、形成新的DNA分子。 ⑤特点：边解旋边复制，半保留复制。 ⑥结果：一个DNA分子复制一次形成两个完全相同的DNA分子。 ⑦意义：使亲代的遗传信息传给子代,从而使前后代保持了一定的连续性.。

高中生物论文：用《哈代-温伯格定律》计算基因频率

用遗传平衡理论计算基因频率 哈代-温伯格定律 Hardy－Weinberg Law 1908年提出，数学家哈迪（G.H. Hardy）和德国医生温伯格(W. Weinberg)分别提出关于基因频率稳定性的见解。在一个有性生殖的自然种群中，在符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的：1,种群大；2,种群中个体间的交配是随机的；3,没有突变发生；4,没有新基因加入；5,没有自然选择。用数学方程式表达就是(p+q)2=p2+2pq+q2其中p、q分别是等位基因P、Q的频率，p平方是指纯合子PP 的频率，2pq是指杂合子PQ的频率，q平方是指纯合子QQ的频率。注,2表示平方 事实上，这5个条件是永远不能满足的，因为基因频率总要变化。 在去年的高考生物试题中和今年的模拟体中，有一些试题要用到该知识，现举几例，供大家参考。 1.（09广东卷）某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是A．10/19 B．9/19 C．1/19 D．1/2 解析：假设该病的基因A,则正常的基因为a,正常人的基因型则为aa，患病者基因型为AA和Aa，由题干中知道：正常人占81%，由遗传平衡理论可知，a2=81%,则a的基因频率为90%，进一步知道A的基因频率为10%，AA的频率为1%，Aa的基因频率为18%，所以在19%的患病者中，AA占1∕19，Aa占18∕19。因此可得如

下遗传图： AA 1∕19 ⅹ aa Aa 18∕19 ⅹ aa ♀患者↓♂正常♀患者↓♂正常Aa 1∕19 Aa 9∕19aa 9∕19 所以患病者的概率为10∕19. 2.（10成都七中）小鼠的黑身和灰身分别由常染色体上的一对等位基因（E.e）控制，某小鼠种群中黑身占51%，取一只黑身小鼠与灰身小鼠交配，则其后代为黑身的概率是（30 ∕51 ）。 解析：该题与上题考查的是同一知识点，由题干知：黑身为显性，EE和Ee共占51%，则ee占49%。E的基因频率=70%，e的基因频率=30%。EE的频率=9%，Ee的频率=42%。则黑身群体中，EE占9∕51，Ee占42∕51，故可得如下遗传图： EE 9∕51 ⅹ ee Ee 42∕51 ⅹ ee ↓↓ Ee 9∕51 Ee 21∕51 ee 21∕51 所以黑身在后代中占：9∕51+ 21∕51 = 30∕51 3．（09四川卷）大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验： （1）大豆子叶颜色（BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡）和花叶病的抗性（由R、r基因控制）遗传的实验结果如下表：

高一生物DNA和RNA

DNA是双螺旋结构，RNA是单螺旋结构的 RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小，但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类，即信使RNA（mRNA），核糖体RNA（rRNA）和转移RNA（tRNA）。 DNA是由脱氧核苷酸的单体聚合而成的聚合体，DNA的单体称为脱氧核苷酸，每一种脱氧核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根,DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的。 RNA与DNA最重要的区别一是RNA只有一条链，二是它的碱基组成与DNA的不同，RNA没有碱基T（胸腺嘧啶），而有碱基U（尿嘧啶）。 DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中；另外线粒体和叶绿体中也有少量DNA，有DNA的场所就含有RNA（转录），但核糖体中只含有RNA(mRNA、rRNA、tRNA) DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 RNA 其中rRNA是核糖体的组成成分，由细胞核中的核仁合成，而mRNA tRNA 在蛋白质合成的不同阶段分别执行着不同功能。 mRNA是以DNA的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成的一条单链，主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达，是遗传信息传递过程中的桥梁 tRNA的功能是携带符合要求的氨基酸，以连接成肽链，再经过加工形成蛋白质

高中生物基因频率与基因型频率的计算

高中生物基因频率与基因型频率的计算 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

基因频率与基因型频率的计算 一、 已知基因型频率计算基因频率 1 利用常染色体上一对等位基因的基因型频率（个数）求基因频率 设定A%、a%分别表示基因A 和a 的频率，AA 、Aa 、aa 分别表示AA 、Aa 、aa 三种基因型频率（个数）。根据遗传平衡定律，则： A% =)(22aa Aa AA Aa AA ++?+??100% a% =) (22aa Aa AA Aa aa ++?+??100% 例：已知人的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体12000人。那么，在这个人群中A 、a 基因频率是多少 解析 因为等位基因成对存在，30000个人中共有基因30000×2=60000个，蓝眼3600含a 基因7200个，褐眼26400人，纯合体12000人含A 基因24000个，杂合体14400人含（26400-12000）×2=28800个基因，其中A 基因14400个，a 基因14400个。则：A 的基因频率=（24000+14400）/60000=，a 的基因频率=（7200+14400）/60000=。 又例：在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型AA 的个体占18%，基因型Aa 的个体占78%，基因型aa 的个体占4%，那么基因A 和a 频率分别是多少 解析 A% =%) 4%78%18(2%78%182++?+??100% = 57% a% =%) 4%78%18(2%78%42++?+??100% = 43% 2 利用常染色体上复等位基因的基因型频率（个数）求基因频率 以人的ABO 血型系统决定于3 个等位基因I A 、I B 、i 为例。设基因IA 的频率为p ，基因IB 的频率为q ，基因i 的频率为r ，且人群中p+q+r=1。根据基因的随机结合，用

完整word版,高中生物DNA复制练习题

7.生物遗传信息传递中心法则是（） A.DNA→RNA→蛋白质 B.RNA→DNA→蛋白质 C.DNA→蛋白质→RNA D.RNA→蛋白质→DNA 8.关于DNA复制的叙述，下列哪项是错误的（） A.为半保留复制 B.为不对称复制 C.为半不连续复制 D.新链合成的方向均为3'→5' 9.合成DNA的原料有（） A.dAMP dGMP dCMP dTMP B.dADP dGDP dCDP dTDP C.dA TP dGTP dCTP dTTP D.AMP UMP CMP GMP 10.DNA合成时碱基互补规律是（） A.A－U C－G B.T－A C－G C.A－G C－U D.A－G C－T 7.A 8.D 9.C 10.B 7.DNA的复制：( ) (a)包括一个双螺旋中两条子链的合成 (b)遵循新的子链与其亲本链相配对的原则 (c)依赖于物种特异的遗传密码 (d)是碱基错配最主要的来源 (e)是一个描述基因表达的过程 8.一个复制子是：( ) (a)细胞分裂期间复制产物被分离之后的DNA 片段 (b)复制的DNA片段和在此过程中所需的酶和蛋白 (c)任何自发复制的DNA序列(它与复制起始点相连) (d)任何给定的复制机制的产物(如：单环) (e)复制起点和复制叉之间的DNA片段 9.真核生物复制子有下列特征，它们：( ) (a)比原核生物复制子短得多，因为有末端序列的存在 (b)比原核生物复制子长得多，因为有较大的基因组 (c)通常是双向复制且能融合 (d)全部立即启动，以确保染色体在S期完成复制 (e)不是全部立即启动，在任何给定的时间只有大约15％是有活性的 10.下述特征是所有(原核生物、真核生物和病毒)复制起始位点都共有的是：( ) (a)起始位点是包括多个短重复序列的独特DNA片段 (b)起始位点是形成稳定二级结构的回文序列 (c)多聚体DNA结合蛋白专一性识别这些短的重复序列 (d)起始位点旁侧序列是A-T丰富的，能使DNA螺旋解开 (e)起始位点旁侧序列是G—C丰富的，能稳定起始复合物 11.下列关于DNA复制的说法是正确的有：( ) (a)按全保留机制进行 (b)接3’→5’方向进行 (c)需要4种dNMP的参与 (d)需要DNA连接酶的作用 (e)涉及RNA引物的形成 (f)需要DNA聚合酶Ⅰ 12.在原核生物复制子中以下哪种酶除去RNA引发体并加入脱氧核糖核苷酸?( ) (a)DNA聚合酶Ⅲ (b)DNA聚合酶Ⅱ (c)DNA聚合酶Ⅰ (d)外切核酸酶MFl (e)DNA连接酶 1.DNA聚合酶I的作用有 A.3‘→5’外切酶的活性 B.修复酶的功能 C.在细菌中5‘→3’外切酶活性是必要的 D.外切酶活性，可以降解RNA/DNA杂交体中的RNA引物 E.5’→3‘聚合酶活性 2.下列关于大肠杆菌DNA聚合酶I的叙述哪些是正确的？ A.该酶能从3‘羟基端逐步水解单链DNA B.该酶在双螺旋区具有5‘→3’外切酶活性 C.该酶在DNA中需要游离的3’-OH D.该酶在DNA中需要游离的5’-OH E.有校读功能 3.下列有关DNA聚合酶I的描述，哪些是正确的？ A.催化形成3‘，5’-磷酸二酯键 B.有3‘→5’核酸外切酶作用 C.有5‘-3’核酸外切酶作用 D.是原核细胞DNA复制时的主要合成酶 E.是多功能酶 4.有关DNA复制时的引物 A.引物是RNA B.催化引物合成的酶称引物酶 C.哺乳动物的引物是DNA D.引物有游离的3‘-OH，成为合成DNA的起点 E.引物有游离的5‘-OH 5.DNA聚合酶I的作用是 A.修复DNA的损伤与变异 B.去除复制过程中的引物 C.填补合成DNA片段间的空隙 D.将DNA片段连接起来 E.合成RNA片段 6.下列关于DNA复制的叙述哪些是正确的？ A.每条互补链的合成方向是5‘→3’ B.DNA聚合酶沿母链滑动方向从3‘→5’ C.两条链同时复制只有一个起点 D.真核细胞的每个染色体的复制 E.合成原料是Dnmp 7.下列有关DNA聚合酶作用的叙述哪些是正确的？ A.酶I在DNA损伤的修复中发挥作用 B.酶II是DNA复制的主要酶 C.酶III是DNA复制的主要酶 D.酶IV在DNA复制时有切除引物的作用

高中生物DNA和蛋白质相关知识

高中生物DNA和蛋白质相关知识 今天为同学们整理了遗传物质DNA和蛋白质相关知识，以供大家参考。 1、证明DNA是遗传物质的实验关键是：设法把DNA与蛋白质分开，单独直接地观察DNA的作用。 2、肺炎双球菌的类型：①、R型(英文Rough是粗糙之意)，菌落粗糙，菌体无多糖荚膜，无毒，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。②、S型(英文Smooth是光滑之意)：菌落光滑，菌体有多糖荚膜，有毒，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。如果用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内，小鼠不死亡 3、格里菲斯实验：格里菲斯用加热的办法将S型菌杀死，并用死的S型菌与活的R型菌的混合物注射到小鼠身上。小鼠死了。(由于R型经不起死了的S型菌的DNA(转化因子)的诱惑，变成了S型)。 4、艾弗里实验说明DNA是“转化因子”的原因：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R型细菌进行混合;结果只有DNA与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌，并且的含量越高，转化越有效。 5、艾弗里实验的结论：DNA是转化因子，是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。 6、肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只证明DNA是遗传物质(而没有证明它是主要遗传物质) 7、遗传物质应具备的特点：①具有相对稳定性②能自我复制③可以指导蛋白质的合成④能产生可遗传的变异。 8、绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒(如烟草花叶病病毒)的遗传

物质是RNA，因此说DNA是主要的遗传物质。病毒的遗传物质是DNA或RNA。 9、①遗传物质的载体有：染色体、线绿体、叶绿体。②遗传物质的主要载体是染色体。 10、 DNA的化学结构：①DNA是高分子化合物：组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。 ②组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸由三部分组成：一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸 ③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。DNA在水解酶的作用下，可以得到四种不同的核苷酸，即腺嘌呤(A)脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸;组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基： ATGC。 ④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的脱氧核苷酸链。 11、DNA的双螺旋结构：DNA的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，形成两条主链(反向平行)，构成DNA的基本骨架。两条主链之间的横档是碱基对，排列在内侧。相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对， DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链的碱基排列顺序也就确定了。 12、DNA的特性：①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。 ②多样性：DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。碱基对的排列方式：4n(n为碱基对的数目) ③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。

高中生物基因频率与基因型频率的计算

基因频率与基因型频率的计算 一、 已知基因型频率计算基因频率 1 利用常染色体上一对等位基因的基因型频率（个数）求基因频率 设定A%、a%分别表示基因A 和a 的频率，AA 、Aa 、aa 分别表示AA 、Aa 、aa 三种基因型频率（个数）。根据遗传平衡定律，则： A% =)(22aa Aa AA Aa AA ++?+??100% a% =) (22aa Aa AA Aa aa ++?+??100% 例：已知人的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体12000人。那么，在这个人群中A 、a 基因频率是多少？ 解析 因为等位基因成对存在，30000个人中共有基因30000×2=60000个，蓝眼3600含a 基因7200个，褐眼26400人，纯合体12000人含A 基因24000个，杂合体14400人含（26400-12000）×2=28800个基因，其中A 基因14400个，a 基因14400个。则：A 的基因频率=（24000+14400）/60000=0.64，a 的基因频率=（7200+14400）/60000=0.36。 又例：在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型AA 的个体占18%，基因型Aa 的个体占78%，基因型aa 的个体占4%，那么基因A 和a 频率分别是多少？ 解析 A% =%) 4%78%18(2%78%182++?+??100% = 57% a% = %)4%78%18(2%78%42++?+??100% = 43% 2 利用常染色体上复等位基因的基因型频率（个数）求基因频率 以人的ABO 血型系统决定于3 个等位基因I A 、I B 、i 为例。设基因IA 的频率为p ，基因 IB 的频率为q ，基因i 的频率为r ，且人群中p+q+r=1。根据基因的随机结合，用下列二项式 可求出子代的基因型及频率：♂(pI A +qI B +ri)×♀(pI A +qi B +ri) = p 2(I A I A )+q 2(I B I B ) +r 2(ii)+2pq(I A I B )+2pr(I A i)+2qr(I B i)=1,A 型血(I A I A ,I A i)的基因型频率为p 2+2pr ；B 型血（I B I B ,I B i ）的基因型频率为q 2+2qr ；O 型血（ii ）的基因型频率为r 2，AB 型血（I A I B )的基因型频率为2pq 。可罗列出方程组，并解方程组。 例：通过抽样调查发现血型频率（基因型频率）：A 型血（I A I A ，I A i ）的频率=0.45；B 型 血（I B I B ，I B i ）的频率=0.13；AB 型血（I A I B ）的频率=0.06；O 型血（ii ）=0.36。试计算I A 、I B 、I 的基因频率。 解析 设I A 的频率为p,I B 的频率q,i 的频率为r.根据以上公式可知:O 型血的基因型频率 =r 2=0.36;A 型血的基因型频率=p 2+2pr=0.45;B 型血的基因频率=q 2+2qr=0.13;AB 型血的基因型 频率=2pq=0.06。解方程即可得出I A 的基因频率为0.3;I B 的基因频率为0.1;i 的基因频率为 0.6。 3 利用性染色体上一对等位基因的基因型频率（个数）求基因频率 以人类的色盲基因遗传为例。女性的性染色体组成为XX ，男性的性染色体组成为XY ，Y 染色体上无该等位基因，设定X B %、X b %分别表示基因X B 和X b 的频率， X B X B 、X B X b 、X b X b 、X B Y 、 X b Y 分别表示X B X B 、X B X b 、X b X b 、X B Y 、X b Y 五种基因型频率（个数）。则：

DNA的结构和复制知识点总结

DNA的结构和复制知识点总结 一、DNA分子的结构 1、 DNA的化学结构： ①组成的基本元素是等。 ② 组成DNA的基本单位——。每个脱氧核苷酸由三部分组成：一个、一个和一个。 ③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。DNA在水解酶的作用下，可以得到四种不同的核苷酸，即、、、；组成四种脱氧核苷酸的都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基：A TGC。 ④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的脱氧核苷酸链。 2、DNA的双螺旋结构：排列在外侧，形成两条主链（反向平行），构成DNA的基本骨架。两条主链之间的横档是，排列在内侧。相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则（即是），一条链的碱基排列顺序确定了，另一条链的碱基排列顺序也就确定了。 3、DNA的特性： ①：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的。 ②：DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。碱基对的排列方式：4n（n为碱基对的数目） ③：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。 4、碱基互补配对原则在碱基含量计算中的应用： ①在双链DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的，占整个分子碱基总量的50%。 即是+ =50%，+ =50%。 ②在双链DNA分子中，一条链中的嘌呤之和与嘧啶之和的比值与其互补链中相应的比值互为倒数。A1+G1/T1+C1=m,则A2+G2/T2+C2= 。 ③在双链DNA分子中，一条链中的不互补的两碱基含量之和的比值（A+T/G+C）与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是一样的，即A1+T1/G1+C1=m,则A2+T2/G2+C2= 5、基因和遗传信息的关系

高考生物基因频率的计算专题复习

关于基因频率的计算专题复习（含答案） 基因频率是指某群体中，某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所占的比率。在高中生物 中，基因频率的计算在遗传中也经常用到，对基因频率的计算有很多种类型，不同的类型要采用不同的方法计算。关于基因频率的计算有下面几种类型。 一、已知基因型(或表现型)的个体数，求基因频率 某基因(如A基因)频率=某基因(A)的数目/等位基因的总数(如A+a) 即；A=A的总数/(A的总数+a的总数)= A的总数/（总个体数×2），a=1-A。 这是基因频率的定义公式 ．．．．，具体过程见课本内容。 例1.在一个种群中，AA的个体有30个，Aa有60个，aa有10个，求A、a的基因频率。 【解析】该种群中一共有100个个体，共含有200个基因，A的总数有30×2＋60×1=12017高考生物解题技巧专题六基因频率的计算复习教案20，A的频率为120/200=60%。由于在一个种群中基因频率有A+a=100%,所以a=1-60%=40%。 【参考答案】A的基因频率为60%，a的基因频率为40% 二、已知基因型频率，求基因频率 基因型频率是指在一个进行有性生殖的群体中，不同基因型所占的比例。 某基因频率=包含特定基因的纯合体频率+杂合体频率×1/2 即：A的频率=AA基因型频率+Aa基因型频率×1/2 例2.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中，基因型为BB的个体占40%，基因型为bb的个体占10%，则基因B和b的频率分别是 A. 90%，10% B. 65%，35% C. 50%，50% D. 35%，65% 【解析】根据题意，基因型为Bb的个体占1-40%-10%=50%。基因B的频率=基因型BB的频率+1/2基因型Bb的频率=40%+1/2×50%=65%。同理，基因b的频率=35%。 【参考答案】B 三、已知基因频率，求基因型频率 假设在一个随机交配的群体里，在没有迁移、突变和选择的条件下，世代相传不发生变化，计算基因频率时，就可以采用遗传平衡定律计算。即： 设A的基因频率=p，a的基因频率=q，则群体中各基因型频率为： AA=p2，Aa=2pq，aa=q2。(p+q)2=p2+2pq+q2=1。 注意：种群自由交配时才可用该公式，如是自交，则不能用该公式。一般地，求基因频率时，若已知各基因型频率(随机抽出的一个样本)，则只能用“规律二”计算，不能用“规律三”反过来，开平方。开． 平方求基因频率只适用于理想种群 ．．．．．．．．．．．．．．．(或题目中只给一个基因型频率)。

13高中生物DNA的复制选择题

高中生物 DNA的复制选择题 2019.3 （考试总分：100 分考试时长： 120 分钟） 一、单选题（本题共计 20 小题，每题 5 分，共计100分） 1、（5分）对下图所表示的生物学意义的描述，正确的是 A．若图甲表示雄果蝇精原细胞染色体组成图，体细胞中最多含有四个染色体组 B．对图乙代表的生物测交，其后代中，基因型为AADD的个体的概率为1/4 C．图丙细胞处于有丝分裂后期，染色单体数、DNA数均为8条 D．图丁所示家系中男性患者明显多于女性患者，该病是伴X隐性遗传病 2、（5分）DNA分子中胸腺嘧啶的数量为M，占总碱基数的比例为q，若此DNA分子连续复制n次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为 A．（2n－1）M B．M（1/2q－1） C．（2n－1）·M（1－2q）/2q D．（2n－1）M/2nq 3、（5分）将DNA分子双链用3H标记的某动物精原细胞（2n＝8）移入适宜培养条件（不含放射性元素）下，让细胞连续进行两次有丝分裂，再进行一次减数分裂。根据如图所示判断在减数第二次分裂中期，细胞中染色体的标记情况依次是 A．2个b，2个c B．b＋c＝8个，但b和c数目不确定 C．b＋c＝4个，但b和c数目不确定 D．4个b，4个c 4、（5分）某DNA被32P标记的精原细胞在不含32P的培养液中经过一次有丝分裂，产生两个精原细胞，其中一个接着进行一次减数分裂，其四分体时期的一对同源染色体上的DNA组成示意图正确的是 A．A B．B C．C D．D 5、（5分）下列有关基因的叙述，不正确的是 A．可以准确的复制 B．能够储存遗传信息 C．是4种碱基对的随机排列 D．是有遗传效应的DNA片段 6、（5分）洋葱根尖细胞在15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期，然后转入不含15N 标记的培养液中继续培养至第二个细胞周期的分裂中期，下图能正确表示该细胞分裂中期的是（只考虑其中一条染色体上的DNA分子） A．A B．B C．C D．D 7、（5分）在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在 A．两条DNA母链之间B．两条DNA子链之间 C．DNA子链与其互补的母链之间D．DNA子链与其非互补母链之间 8、（5分）蚕豆（6对染色体）根尖细胞在含2H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成若干个细胞周期，然后转入仅含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，再转入仅含2H标记的培养基中继续进行下一个细胞周期。下列有关此时每个细胞中染色体的叙述，错误的是 A．前期时，每个DNA分子都含2H标记 B．中期时，每个细胞中都有12个DNA分子含3H标记 C．后期时，每个细胞含3H标记的染色体与含2H标记的染色体之比为1：2 D．末期时，细胞每一极均有6条染色体含3H标记 9、（5分）某基因（14N）含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子用15N同位素标记过的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图1；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图2。则下列有关分析完全正确的是 ①X层全部是14N的基因 ②W层中含15N标记胞嘧啶3150个 ③W层与Z层的核苷酸数之比为1：4 ④X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍 A．① B．①③ C．②④ D．②③④ 10、（5分）如图为真核细胞内某基因（15N标记）的结构示意图，该基因全部碱基中A占15%，下列说法正确的是

高中生物选修一《实验DNA的粗提取与鉴定》

新人教版高中生物选修一《实验DNA的粗提取与鉴定》实验原理: 一.DNA在氯化钠溶液中的溶解度，是随着氯化钠的浓度的变化而改变的。当氯化钠的物质的量浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最低。利用这一原理，可以使溶解在氯化钠溶液中的DNA析出。 二.DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精溶液。利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。 三.DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。 目的要求: 初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法，观察提取出来的DNA物质。 材料用具: 鸡血细胞液①（5 ～10 mL）。 铁架台，铁环，镊子，三角架，酒精灯，石棉网，载玻片，玻璃棒，滤纸，滴管，量筒（100 mL，1个），烧杯（100 mL，1个，50 mL、1 000 mL各2个），试管（20 mL，2个），漏斗，试管夹，纱布。 体积分数为95%的酒精溶液（实验前置于冰箱内冷却24 h），蒸馏水，质量浓度为0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液，物质的量浓度分别为2 mol/L和0.015 mol/L的氯化钠溶液，二苯胺试剂。 方法步骤 实验前需要制备鸡血细胞液（由教师完成），制备的方法是： 取质量浓度②为0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液（抗凝剂）100 mL，置于500 mL烧杯中。将宰杀活鸡流出的鸡血（约180 mL）注入烧杯中，同时用玻璃棒搅拌，使血液与柠檬酸钠溶液充分混合，以免凝血。然后，将血液倒入离心管内，用1 000 r/min（转每分）的离心机离心2 min，此时血细胞沉淀于离心管底部。实验时，用吸管除去离心管上部的澄清液，就可以得到鸡血细胞液。（如果没有离心机，可以将烧杯中的血液置于冰箱 内，静置一天，使血细胞自行沉淀。） 1.提取鸡血细胞的细胞核物质 将制备好的鸡血细胞液5 ～10 mL，注入到50 mL烧杯中。向烧杯中 加入蒸馏水20 mL，同时用玻璃棒沿一个方向快速搅拌5 min，使血细胞加 速破裂。然后，用放有纱布的漏斗将血细胞液过滤至1 000 mL的烧杯中， 取其滤液。

高二生物基因频率考点解析

高二生物基因频率考点解析 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高二生物基因频率考点解析》的内容，具体内容：在高中生物学习尤其是高三阶段的专题复习中，基因频率与基因型频率计算是生物计算题型中的一个难点，它与遗传定律的运用和生物进化的知识密切相关。以下是我为您整理的关于的相关资料，希望对您有所... 在高中生物学习尤其是高三阶段的专题复习中，基因频率与基因型频率计算是生物计算题型中的一个难点，它与遗传定律的运用和生物进化的知识密切相关。以下是我为您整理的关于的相关资料，希望对您有所帮助。 ：进一步加深对相关概念的理解 (一)基因频率 基因频率指一个群体中某一等位基因占其等位基因总数的比例。 (1)基因频率是群体遗传组成的基本标志，不同的群体的同一基因往往其基因频率不同。 例如:在黑白花牛群中，无角基因P的频率占1%，有角基因p的频率占99%。而在无角海福特牛群中，无角基因P的频率为100%，有角基因p的频率为0。 在一个群体中，各等位基因频率的总和等于1。 (2)由于基因频率是一个相对比率，通常是以百分率表示的，因此其变动范围在0～1之间，没有负值。

(二)基因型频率 基因型频率是指某种基因型的个体在群体中所占的比例。 例如牛角有无决定于一对等位基因P和p，它们组成的基因型有三种：PP、Pp和pp，前两种表现为无角，后一种表现为有角。在各牛群中，三种基因型比例各异。某牛群中，PP占0.01%，Pp占1.98%，pp占98.01%，也就是说，PP基因型频率为0.01%，Pp基因型频率为1.98%，pp基因型频率为98.01%，三者之和等于1，即100%。 ：基因频率和基因型频率的计算 (一).根据基因型或基因型频率计算基因频率： 例1.从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA，Aa和aa的个体分别是30、60和10个，求a的基因频率。 解析：可以通过基因型频率计算基因频率。一对等位基因中的一个基因的频率：基因频率(A)=对应纯合子(AA)基因型频率+杂合子(Aa)基因型频率的1/2。 100个个体中AA为30个，Aa为60个，aa为10个，则AA这种基因型的频率为30÷100=30%;同理，Aa为60%，aa为10%，则A基因的基因频率为30%+60%×1/2=60%，a基因的基因频率为10%+60%×1/2=40%。 答案：A基因的基因频率为60%，a基因的基因频率为40%。 变式训练1.已知人眼的褐色(A)对蓝色(a)是显性，属常染色体上基因控制的遗传。在一个30000人的人群中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合子有12000人，那么，这一人群中A和a基因的基因频率分别为--------------------------------()

高中生物《DNA分子的结构》教案

高中生物《DNA分子的结构》教案 一、教学目标 【知识与技能】 概述DNA分子结构的主要特点。 【过程与方法】 在建构DNA双螺旋结构模型的过程中，提高分析能力和动手能力。 【情感态度与价值观】 认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。 二、教学重难点 【重点】 DNA分子结构的主要特点。 【难点】 DNA双螺旋结构模型的建构过程。 三、教学过程 (一)导入新课 首先回忆上一节课的内容(DNA是主要的遗传物质)，之后设疑：DNA是遗传物质，那DNA分子必然携带着大量的遗传信息。现在大家来当科学家，在了解了DNA分子的功能以后，大家想要进一步了解什么(DNA分子时如何携带遗传信息的DNA分子的遗传功能是如何实现的)要解决这些问题首先要了解什么从而导入新课。 (二)新课讲授 1.师：DNA分子的组成单位是什么请用课前准备好的材料展现出来。

学生分组展示脱氧核苷酸的结构： 2.师：我们知道了DNA是脱氧核苷酸长链，请同学们试着把自己制作的四个脱氧核苷酸连成长链，请几个同学说明脱氧核苷酸之间是如何连接的、四个核苷酸是怎样排序的 学生分组用实物进行展示，并用语言描述。 教师点评，并强调相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖形成新的化学键，形成磷酸和脱氧核糖交替连接的长链。 3.师：不同组的同学展示的脱氧核苷酸链的碱基排列顺序不同，请问碱基排列顺序不通过的DNA分子时同一个DNA分子吗组成DNA的碱基(脱氧核苷酸)排列顺序的千变万化有什么意义 (碱基排列顺序不同，DNA分子也不同，每个DNA分子具有其独特的碱基排列顺序。) 4.师：脱氧核苷酸单链是无法稳定存在的，那么由这样的长链组成的DNA 分子要具有怎样的结构才能稳定存在并且遗传给后代呢请结合教材，尝试构建DNA双链结构。(备注：预设有两种情况，见下图，设置纠错环节) (情况一中的两条链无法连接在一起，科学家已否定;情况二可行，两条链之间的碱基通过化学键结合，但是碱基如何结合能稳定存在吗) [page] 5.师：1952年春天，奥地利的生物化学家査戈夫访问了剑桥大学，沃森和克里克从他那里得到了一个重要的信息：A的量等于T的量，G的量等于C 的量，这给了沃森和克里克很大的启示，同学们，你们获得了什么启发吗请组内讨论，然后修正本组的模型。 (得出下图，碱基间有固定的配对方式：一条链中的A与另一条链上的T 配对，G与C配对)

高中生物计算公式大全

高中生物计算公式大全 （一）有关蛋白质和核酸计算： [注：肽链数（m）；氨基酸总数（n）；氨基酸平均分子量（a）；氨基酸平均分子量（b）；核苷酸总数（c）；核苷酸平均分子量（d）]。 1．蛋白质（和多肽）：氨基酸经脱水缩合形成多肽，各种元素的质量守恒，其中H、O参与脱水。每个氨基酸至少1个氨基和1个羧基，多余的氨基和羧基来自R基。 ①氨基酸各原子数计算：C原子数＝R基上C原子数＋2；H原子数＝R基上H原子数＋4；O原子数＝R基上O原子数＋2；N原子数＝R基上N原子数＋1。 ②每条肽链游离氨基和羧基至少：各1个；m条肽链蛋白质游离氨基和羧基至少：各m个； ③肽键数＝脱水数（得失水数）＝氨基酸数－肽链数＝n—m ； ④蛋白质由m条多肽链组成：N原子总数＝肽键总数＋m个氨基数（端）＋R基上氨基数；＝肽键总数＋氨基总数≥肽键总数＋m个氨基数（端）；O原子总＝肽键总数＋2（m个羧基数（端）＋R基上羧基数）；＝肽键总数＋2×羧基总数≥肽键总数＋2m个羧基数（端）； ⑤蛋白质分子量＝氨基酸总分子量—脱水总分子量（—脱氢总原子量）＝na—18（n—m）； 2．蛋白质中氨基酸数目与双链DNA（基因）、mRNA碱基数的计算： ①DNA基因的碱基数（至少）：mRNA的碱基数（至少）：蛋白质中氨基酸的数目＝6：3：1； ②肽键数（得失水数）＋肽链数＝氨基酸数＝mRNA碱基数/3＝（DNA）基因碱基数/6； ③DNA脱水数＝核苷酸总数—DNA双链数＝c—2；

mRNA脱水数＝核苷酸总数—mRNA单链数＝c—1； ④DNA分子量＝核苷酸总分子量—DNA脱水总分子量＝（6n）d—18（c—2）。mRNA分子量＝核苷酸总分子量—mRNA脱水总分子量＝（3n）d—18（c—1）。 ⑤真核细胞基因：外显子碱基对占整个基因中比例＝编码的氨基酸数×3÷该基因总碱基数×100%；编码的氨基酸数×6≤真核细胞基因中外显子碱基数≤（编码的氨基酸数＋1）×6。3．有关双链DNA（1、2链）与mRNA（3链）的碱基计算： ①DNA单、双链配对碱基关系：A1＝T2，T1＝A2；A＝T＝A1＋A2＝T1＋T2，C＝G＝C1＋C2＝G1＋G2。A＋C＝G＋T＝A＋G＝C＋T＝1/2（A＋G＋C＋T）；（A＋G）%＝（C＋T）%＝（A＋C）%＝（G＋T）%＝50%；（双链DNA两个特征：嘌呤碱基总数＝嘧啶碱基总数） DNA单、双链碱基含量计算：（A＋T）%＋（C＋G）%＝1；（C＋G）%＝1―（A＋T）%＝2C%＝2G%＝1―2A%＝1―2T%；（A1＋T1）%＝1―（C1＋G1）%；（A2＋T2）%＝1―（C2＋G2）%。 ②DNA单链之间碱基数目关系：A1＋T1＋C1＋G1＝T2＋A2＋G2＋C2＝1/2（A＋G＋C ＋T）； A1＋T1＝A2＋T2＝A3＋U3＝1/2（A＋T）；C1＋G1＝C2＋G2＝C3＋G3＝1/2（G＋C）； ③a.DNA单、双链配对碱基之和比（（A＋T）/（C＋G）表示DNA分子的特异性）： 若（A1＋T1）/（C1＋G1）＝M，则（A2＋T2）/（C2＋G2）＝M，（A＋T）/（C＋G）＝M b.DNA单、双链非配对碱基之和比：

优选高中生物基因频率与基因型频率的计算.doc

仅供个人参考 基因频率与基因型频率的计算 一、已知基因型频率计算基因频率 1利用常染色体上一对等位基因的基因型频率（个数）求基因频率 设定 A%、a%分别表示基因 A 和 a 的频率， AA、Aa、aa 分别表示 AA、Aa、aa 三种基因型频率（个数）。根据遗传平衡定律，则： 2 AA Aa a% = 2 aa Aa A% = 100% 2 ( AA 100% 2 ( AA Aa aa ) Aa aa ) 例：已知人的褐色(A) 对蓝色 (a) 是显性。在一个有30000 人的群体中，蓝眼的有3600 人，褐眼的有26400 人，其中纯合体12000 人。那么，在这个人群中A、 a 基因频率是多少？ 解析因为等位基因成对存在，30000 个人中共有基因30000× 2=60000 个，蓝眼 3600 含a 基因7200 个，褐眼26400 人，纯合体12000 人含 A 基因 24000 个，杂合体14400 人含（26400-12000 ）× 2=28800 个基因，其中 A 基因 14400 个， a 基因 14400 个。则： A 的基因频 率=（ 24000+14400） /60000=0.64 ， a 的基因频率 =（7200+14400） /60000=0.36 。 又例：在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型AA 的个体占 18%，基因型Aa 的个体占78%，基因型aa 的个体占4%，那么基因 A 和 a 频率分别是多少？ 解析A% = a% = 2 18% 78% 2 (18% 78% 100% = 57% 4%) 2 4% 78% 2 (18% 78% 100% = 43% 4%) 2利用常染色体上复等位基因的基因型频率（个数）求基因频率 以人的 ABO血型系统决定于 3 个等位基因I A、 I B、 i 为例。设基因 IA 的频率为 p，基因IB 的频率为 q，基因 i 的频率为 r ，且人群中 p+q+r=1 。根据基因的随机结合，用下列二项式 可求出子代的基因型及频率：♂ (pI A+qI B+ri) × ♀ (pI A+qi B+ri) = p 2(I A I A)+q 2(I B I B) +r 2(ii)+2pq(I A I B)+2pr(I A i)+2qr(I B i)=1,A 型血 (I A I A,I A i) 的基因型频率为p 2+2pr ； B 型血 B B B 2 2 A B （ I I ,I i ）的基因型频率为 q +2qr ；O 型血（ ii ）的基因型频率为 r ，AB 型血（ I I ) 的基因型频率为 2pq。可罗列出方程组，并解方程组。 例：通过抽样调查发现血型频率（基因型频率）：A 型血（ I A I A， I A i ）的频率 =0.45 ； B 型血（ I B I B，I B i ）的频率 =0.13 ；AB型血（ I A I B）的频率 =0.06 ；O型血（ ii ） =0.36 。试计算I A、I B、 I 的基因频率。 解析设 I A的频率为 p,I B的频率 q,i的频率为r.根据以上公式可知:O 型血的基因型频率 =r 2=0.36;A 型血的基因型频率=p2+2pr=0.45;B型血的基因频率=q2+2qr=0.13;AB型血的基因型频率 =2pq=0.06 。解方程即可得出I A的基因频率为0.3;I B 的基因频率为0.1;i的基因频率为0.6 。 3利用性染色体上一对等位基因的基因型频率（个数）求基因频率 以人类的色盲基因遗传为例。女性的性染色体组成为XX，男性的性染色体组成为XY，Y 不得用于商业用途

高中生物计算公式归纳

高中生物计算公式归纳 （一）有关蛋白质和核酸计算： [注：肽链数（m）；氨基酸总数（n）；氨基酸平均分子量（a）；氨基酸平均分子量（b）；核苷酸总数（c）；核苷酸平均分子量（d）]。 1．蛋白质（和多肽）：氨基酸经脱水缩合形成多肽，各种元素的质量守恒，其中H、O参与脱水。每个氨基酸至少1个氨基和1个羧基，多余的氨基和羧基来自R基。 ①氨基酸各原子数计算：C原子数＝R基上C原子数＋2；H原子数＝R基上H原子数＋4；O原子数＝R基上O原子数＋2；N原子数＝R基上N原子数＋1。 ②每条肽链游离氨基和羧基至少：各1个；m条肽链蛋白质游离氨基和羧基至少：各m个； ③肽键数＝脱水数（得失水数）＝氨基酸数－肽链数＝n—m ； ④蛋白质由m条多肽链组成：N原子总数＝肽键总数＋m个氨基数（端）＋R基上氨基数； ＝肽键总数＋氨基总数≥肽键总数＋m个氨基数（端）； O原子总数＝肽键总数＋2（m个羧基数（端）＋R基上羧基数）； ＝肽键总数＋2×羧基总数≥肽键总数＋2m个羧基数（端）； ⑤蛋白质分子量＝氨基酸总分子量—脱水总分子量（—脱氢总原子量）＝na—18（n—m）； 2．蛋白质中氨基酸数目与双链DNA（基因）、mRNA碱基数的计算： ①DNA基因的碱基数（至少）：mRNA的碱基数（至少）：蛋白质中氨基酸的数目＝6：3：1； ②肽键数（得失水数）＋肽链数＝氨基酸数＝mRNA碱基数/3＝（DNA）基因碱基数/6； ③DNA脱水数＝核苷酸总数—DNA双链数＝c—2； mRNA脱水数＝核苷酸总数—mRNA单链数＝c—1； ④DNA分子量＝核苷酸总分子量—DNA脱水总分子量＝（6n）d—18（c—2）。 mRNA分子量＝核苷酸总分子量—mRNA脱水总分子量＝（3n）d—18（c—1）。 ⑤真核细胞基因：外显子碱基对占整个基因中比例＝编码的氨基酸数×3÷该基因总碱基数×100%；编码的氨基酸数×6≤真核细胞基因中外显子碱基数≤（编码的氨基酸数＋1）×6。