问答题
大肠杆菌是生物学研究的常用模式生物之一，呈杆状，长约2.0μm，直径0.8μm，其体积为πr
2
h，大肠杆菌DNA的相对分子质量约为3.1×10
9
，一个核苷酸对的相对分子质量约为660，每对核苷酸使DNA分子延伸0.34nm。对大肠杆菌的研究结果揭示了大量生物学现象的机理，请回答下列基本问题：
问答题
若大肠杆菌的平均密度为1.1×10
3
g/L，一个大肠杆菌细胞的质量是多少?
【正确答案】
【答案解析】v=πr
2
h=π×0.8×(10
-6
)
2
×2×
10
-6
m
3
=5.0×10
-18
m
3
m=ρv=1.1×10
3
g/L×5.0×10
-18
m
3
=5.5×10
-12
g
问答题
大肠杆菌DNA分子的长度是多少?比较其细胞大小，DNA分子如何装入细胞?
【正确答案】
【答案解析】大肠杆菌DNA含的核苷酸对=3.1×10
9
÷660=4.7×10
6
大肠杆菌DNA长度=4.7×10
6
×0.34nm=1.6×10
3
μm＞＞2μm
DNA分子装入细胞，先通过两条多核苷酸链反向平行，右手双螺旋，再通过DNA的超螺旋结构盘绕形成三级结构使DNA浓缩变短最后装入细胞。
问答题
葡萄糖是大肠杆菌的主要产能物质，若其浓度为1mmol/L，一个大肠杆菌的葡萄糖分子数是多少(阿佛伽德罗常数是1mol离子物质含6.0×10
23
个分子)?
【正确答案】
【答案解析】一个大肠杆菌体积v=mr
2
h=5.0×10
-18
m
3
n=cv=1mmol/L×5.0×10
-18
m
3
=5.0×10
-18
mol
所含的分子数=6.0×10
23
×5.0×10
-18
=3.0×10
6
问答题
己糖激酶是葡萄糖代谢的调节酶之一，如果大肠杆菌细胞内己糖激酶浓度是20μmol/L，每一个己糖激酶分子可代谢多少个葡萄糖分子?
【正确答案】
【答案解析】n=cv=20μmol/L×5.0×10
-18
m
3
=1.0×10
-19
mol
所含的分子数=6.0×10
23
×1.0×10
-19
=6.0×10
4
3.0×10
6
/(6.0×10
4
)=50
每一个己糖激酶分子可代谢50个葡萄糖分子。
问答题
假设每个大肠杆菌蛋白平均含400个氨基酸残基，大肠杆菌DNA最多能编码多少个蛋白质分子?
【正确答案】
【答案解析】大肠杆菌DNA含的核苷酸对=3.1×10
9
÷660=4.7×10
5
所产生的氨基酸残基数为4.7×10
6
/3=1.6×10
6
大肠杆菌DNA最多能编码蛋白质分子=1.6×10
6
/400=4000