关于碱基的计算

1※下面的几条规律不一定死记，关键是要理解（一）DNA双链中的两个互补的碱基相等，A=T,G=C。因而不互补的两个碱基之和为50％例1.某DNA的碱基中,鸟嘌呤的分子数占22％,那么胸腺嘧啶的分子数占多少？〔分析〕由于G与T是两个不互补的碱基,在DNA双链中之和应为50％,所以T占28％练习1：某DNA双链中,若腺嘌呤有P个,占全部碱基数的比例为N/M（M2N）则该DNA分子中含胞嘧啶数是多少？PM/2N）-P〕（二）DNA分子中一条链中的两个不互补碱基之和的比值是另一个互补链的这一比值的倒数例2.DNA的一条单链中A+G/T+C=0.4,在互补单链和整个DNA分子中分别是多少？〔分析〕A与G不互补,T与C不互补,根据规律二,0.4的倒数是2.5。又根据规律一,在双链中A与T相等,G与C相等,比值为1。此题分别是2.51。练习2：在双链DNA分子中,当T+C/A+G在一条多核苷酸链上的比例是0.5时,则在另一条互补链和整个DNA分子中,21〕（三）DNA分子中互补碱基之和的比值和每一个单链中的这一比值相等例3.DNA的一条单链中A+T/G+C=0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是多少？〔分析〕A与T互补,G与C互补,根据规律三,其比值在互补单链和整个DNA分子中均为0.4。（说明:A与T或G与C之和占双链的百分数也等于它在任意一条单链中占单链中的百分数。）练习3：在一个双链DNA分子中,A和T之和占碱基总量的56％,其中甲链中G占24％,那么乙链中G20％〕（四）DNA双链中,含某种碱基X个,复制n次,则需加入该碱基的脱氧核苷酸的分子数等于能与该碱基配对的碱基的脱氧核苷酸的分子数,也等于（2n-1）X个例4.某双链DNA分子中共含碱基1400个,其中一条单链上A+T/G+C=2:5,该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量是多少个？〔分析〕因为2n表示复制n次所得DNA分子数,减1表示相当于原有的那个DNA分子,应用这个公式的关键是算出X,它表示所求的含那种碱基的脱氧核苷酸在原DNA分子中的数目。此题应先算出T=200,再根据规律四,答案为600。练习4：某DNA分子中有脱氧核苷酸4000个,已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的60％,那么该DNA分子连续复制22400〕（五）在控制蛋白质合成的转录和翻译过程中模板链,非模板链以及信使RNA链各段链中,相对应的碱基在本链中含量的比值是相等的例5.已知一段信使RNA有30个碱基,其中A+G有12个,那么转录成信使RNA的一段DNA分子中应有多少个C+T？〔分析〕根据题意,在这段信使RNA上T+C应有18个,由规律五知,DNA模板链上T+C=12A+G=18又根据规律一,在DNA双链中C+T=30。练习5：某DNA片段所转录的mRNA中尿嘧啶占28％,腺嘌呤占18％,则这个DNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别2327％〕（六）在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总量的百分数等于它在每条链中的平均百分数,若在其中一条链多占A％,则在另一条链应少占A％例6.在一个双链DNA分子中,G占碱基总量的18％,其中一条链中G占20％,那么此链中C应为多少？〔分析〕根据规律六,G平均占18％,由于在一条链中多占2％,所以在互补链中应少2％,即16％,又根据规律一,G与C配对,此链中C也应为16％。2练习6：已知DNA分子中腺嘌呤占全部碱基的30％,在其中一条链上腺嘌呤占该链全部碱基的25％,则由该链转录成的信使RNA中尿嘧啶占全部碱基的多少？,与该链相对的另一DNA链中,2535％〕巩固练习1.下列哪项对双链DNA分子的叙述是不正确的？A.若一条链A和T的数目相等,则另一条链A和T的数目也相等B.若一条链G的数目为C的2倍,则另一条链G的数目为C的0.5倍C.若一条链的A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链相应碱基比为2:1:4:3D.若一条链的G:T=1:2,则另一条链的C:A=2:12.在一个标准的双链DNA分子中,含有35％的腺嘌呤,它所含的胞嘧啶应该是A.15B.30C.35D.70％3.分析一个DNA分子时,发现30％的脱氧核苷酸含腺嘌呤,由此可知,该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的A.20B.30C.40D.70％4.具有100个碱基对的一个DNA分子区段,内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制2次,则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸A.60B.80C.120D.180个5.在含有四种碱基的DNA区段中,有腺嘌呤a个,占该区段全部碱基的比例为b,则A.b≤0.5B.b≥0.5C.胞嘧啶为a（1/2b–1d.胞嘧啶为b（1/2a–1）6.若DNA分子的一条链中A+T/G+C=a,则其互补链中该比值为A.aB.1/aC.1D.1-1/a7.已知一段双链DNA中碱基的对数和腺嘌呤的个数,能否知道这段DNA中4种碱基的比例和（A+C）:（T+G）的值A.B.C只能知道（A+C）:（T+GD.只能知道四种碱基的比例8.下列关于双链DNA的叙述错误的是A.若一条链上A和T的数目相等,则另一条链A和T的数目也相等B.若一条链上A的数目大于T,则另一条链上A的数目小于TC.若一条链上的A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链也是A:T:G:C=1:2:3:4D.若一条链上的A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链为A:T:G:C=2:1:4:3〔巩固练习答案〕1.D2.A3.C4.D5.C6.A7.A8.C浅议核酸中碱基含量的计算在高中生物的试题中，常见有关核酸中碱基的计算问题，但中学生物教材对这部分内容未见叙述。以下是笔者近年来对这类题型解法所作的一些归纳。遗传的物质基础告诉我们，在双链DNA分子中，碱基之间的连接是遵循碱基互补配对原则的，在DNA分子的复制及信息RNA的转录过程中也是遵循这一原则。由此可见，要解决碱基含量计算的问题，关键就是在于对碱基互补配对原则的理解及运用。碱基互补配对原则对双链DNA分子中四种碱基的关系作了明确的阐述：嘌呤与嘧啶配对，且A=T，G=C。由此，我们可引伸出如下关系：公式一：A+G=T+C或A+C=T+G3即在双链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%。例1：已知一段信息RNA有30个碱基，其中A和G有12个，那么，转录成信息RNA的一段DNA分子中，应有C和T是A、12个B、18个C、24个D、30个分析：信息RNA有30个碱基，则其模板DNA分子中应有60个碱基，因T+C=A+G，故而T+C=60×50%=30，应选答案D。例2：一个具有1000个碱基对的DNA分子，如果腺嘌呤的含量为20%，则含胞嘧啶的碱基对为A、200个B、300个C、400个D、600个分析：根据碱基互补配对原则，A=T=20%，则G=C=30%，G+C=30%+30%=60%，然则含胞嘧啶的碱基对为60%，即1000×60%=600个，应选答案D。公式二：即在双链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。例3：DNA的一条单链中，A和G的数量与T和C的数量之比为0.4，上述比例在其互补链中和整个DNA分子中分别是A、0.4和0.6B、2.5和1.0C、0.4和0.4D、0.6和1.0分析：已知A左+G右/T左+C左=0.4，根据公式二，可得A右+G右/T右+C右=1/0.4=2.5，即其互补链中同样的比例值为2.5；而根据公式一，可得整个DNA分子中的比值应为1，故应选答案B。公式三：即在双链DNA分子中，一条链中的两种碱基对的比值（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。推理过程：根据碱基互补酸对原则，A左=T右，T左=A右，G左=C右，C左=G右，则同理可得：,两式合并成为公式三。例4：已知某DNA分子G与C占全部碱基数的48%，它的一条模板链中C与T分别占该链碱基总数的26%和24%，问由它转录的RNA链中尿嘧啶与胞嘧啶分别占碱基总数的A、24%和22%B、28%和26%C、28%和22%D、48%和52%分析：题目是求RNA的碱基含量，RNA是由DNA模板链严格按照碱基互补配对原则转录而来的，虽然某种碱基名称改变了（RNA中没的胸腺嘧啶，而有尿嘧啶），但其对等关系还是存在的。由于在DNA分子中G+C=48%，则A+T=52%。据公式三可知A左+T左=52%（设该模板链为左链），则A左=52%—24%=28%，又因G左+C左=48%，则G左=48%—26%=22%。在转录时，A左与U配对，G左与C配对，则RNA上的U=28%，C=22%，故答案为C。例5：某信息RNA的碱基中，U占20%，A占10%，则作为它的模板基因DNA分子中胞嘧啶占全部碱基的A、70%B、60%C、35%D、17.5%分析：信息RNA中，A+U=10%+20%=30%，则G+C=70%，根据公式三，得知模板基因DNA分子中也有同样比例，即4G+C=70%，再根据碱基互补配对原则，可知G=C，则C=（G+C）/2，即C=×70%=35%，由此可得答案为C。以上就是笔者在教学中归纳得到的一点体会，此类题型的解法在乎于对碱基互补配对原则的深入了解。在解题过程中，根据题目给出的已知条件，再根据碱基互补配对原则及前面引伸出来的三条公式，核酸中碱基含量的计算问题就迎刃而解了DNA分子中碱基计算题的归类高中《生物》第五章遗传和变异的课外练习中，常有一些关于DNA分子中碱基计算的问题，但课本对此类问题没有专门的叙述。为了让学生复习时，对此类问题的计算能较好的理解和掌握，做到解题时心中有数，对它进行归类十分必要。由于在一个双链DNA分子中，A=T，G=C，因此，有关碱基的计算大致有下列类型：一、A＋G=T＋C或A＋C=T＋G占全部碱基(％)5050例：在一个标准的双链DNA分子中，含有35％的腺嘌呤，它所含的胞嘧啶应该是：A．15％B．30％C．35％D．70％分析：腺嘌呤(A)为35％，因为：A＋C=50％所以：胞嘧啶C=50％-35％=15％。答案应选A。5二、设m＞0，n＞0，m≠n，若H链中：(A+G)/(T＋C)或：(A+C)/(T+C)=n/m则H’链中：(A＋G)/(T＋C)或：(A+C)/(T+G)=m/n整个分子中：(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1例：DNA的一个单链中，(A＋G)/(T＋C)=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是：A．0.4和0.6B．2.5和1.0C．0.4和0.4D．0.6和1.0分析：因为在一个单链中(A＋G)/(T＋C)=0.4，而该链的A＋G等于其互补链的T＋C；T＋C等于其互补链的A＋G。所以：其互补链的(A＋G)/(T＋C)＝1/0.4＝2.5又因为在整个分子中，A=T，G=C，所以A+G=T+C即(A＋G)/(T＋C)=1答案应选B。6三、设m＞0，n＞0，m≠n若H链中：A＋T=m％，G＋C=1-m％，则H’链中：A＋T=m％，G＋C=1-m％，整个分子中：A＋T=m％，G＋C=1-m％，例1、从某种生物组织中提取的双链DNA,分析其四种碱基数的百分比是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54％，其中一条称为H链的碱基中，22％是腺嘌呤，28％是胞嘧啶，问：(1)与H链对应的链中腺嘌呤占该链全部碱基数的______％，胞嘧啶占______％。(2)以H链为模板转录的RNA中(A＋U)为所含碱基的______％。分析：(1)已知生物的双链DNA分子中,G＋C占全部碱基的54％，则A＋T占全部碱基的46％(1-54％)，由于H链和H’链互补，故G＋C或A＋T在整个DNA分子中所占的百分比也是在H链或H’链中所占的百分比。在H链中，因为A占22％，C占28％，所以T占24％(46％-22％)，G占26％(54％-28％)，而H链的A等于H’链的T，H链的G等于H’链的C，所以在H’链中，A占24％，C占26％。(2)因为H链中A＋T占全部碱基的46％，故以H链为模板转录的RNA中，(A＋U)为