碱基互补配对的规律.doc

碱基互补配对的规律蛋白质 碱基 配对 知识一、规律：规律一：一个双链dna分子中，a=t，c=g，a+g=c+t，即：嘌呤碱基数=嘧啶碱基数，各占全部碱基总数的50%。规律二：双链dna分子中，互补配对的碱基在两条单链中所占的比例与整个dna分子中所占的比例是相等的规律三：双链dna分子中，两条互补单链中非互补配对的碱基和的比值互为倒数。DNA分子一条链中，两个不互补配对的碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数，即DNA分子一条链中 的比值等于其互补链中这一比值的倒数。（A1+G1）/(T1+C1）=(T2+C2）/(A2+G2）规律四：在双链DNA分子中，两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单链中这一比值相等。（A1+A2+T1+T2）/(G1+G2+C1+C2）=(A1+T1）/(G1+C1）=(A2+T2）/(G2+C2） 规律五：在双链DNA分子中，互补的两个碱基和占全部碱基的比值等于其中任何一条单链占该碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。即双链（A+T)%或（G+C)%=任意单链 (A+T)%或（G+C)%=mRNA中 (A+U)%或（G+C)%。 规律六：不同生物的DNA分子中，其互补配对的碱基之和的比值（A+T)/(G+C）不同，代表了每种生物DNA分子的特异性。二、计算关于碱基互补配对规律的计算，其生物学知识基础是：基因控制蛋白质的合成。由于基因控制蛋白质的合成过程是：微观领域分子水平的复杂生理过程，学生没有感性知识为基础，学习感到非常抽象。涉及到多种碱基互补配对关系，DNA分子内部有A与T配对，C与G配对；DNA分子的模板链与生成的RNA之间有A与U配对，T与A配对，C与G配对。学习过程中，学生不易认识清楚。涉及许多数量关系（规律），在DNA双链中， A等于T，G等于C，A+G=T+C A+G/T+C 等1。 一条单链的A+G/T+C 的值与另一条互补单链的A+G/T+C 的值互为倒数。 一条单链的A+T/C+G 的值，与另一条互补链的A+T/C+G 的值相等。 在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系：一条链上的（A+T）等于另一条链上的（A+T）等于RNA分子中（A+U）等于12DNA双链中的（A+T）等，学生往往记不住。再加之转录、翻译是在不同场所进行的，学生分析问题时难以把二者联系起来。以上分析说明，关于碱基互补配对规律的计算既是教的一个难点，也是学的一个难点。教学中，如果能做到：把复杂抽象的生理过程用简单直观的图示表现出来；把在不同场所进行的生理过程放在一起思考；把记忆复杂繁琐的公式（规律）转变成观察图示找出数量关系；在计算时把表示数的符号注上脚标，以免混淆，就能轻轻松松闯过这一难关。三、题型1、已知一段双链dna中碱基的总数和其中一种碱基的个数，求其它碱基的数目及各种比值。例1、（2000年广东高考题）已知一段双链dna碱基的对数和腺嘌呤的个数，能知道这段dna中4种碱基的比例和（a+c）：（t+g）的比值吗？（ ）a、能 b、否 c、只能知道（a+c）：（t+g）的值 d、只能知道4种碱基的比例解析：根据规律一，结合题意a=t，c=g，有碱基总对数和a的数目，可求出t、c、g的数目，则（a+c）：（t+g）=1，答案为a。2、已知一双链dna中碱基的总数和其中一种碱基的个数，求复制n次后需要游离的各种碱基数，或者求第n次复制时需要消耗的各种碱基数。例2、（2001年上海高考题）某dna分子共有a个碱基，其中胞嘧啶m个，则该dna分子复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（ ）、7（a-m） b、8（a-m） c、7（ -m） d、8（2a-m）解析：由题意知：一个dna分子中，c=g=m，则a=t= （a-2m），复制3次后形成8个dna分子，实际上相当于新形成了7个dna分子，则需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为7（ -m），答案为c。则复制n次需要消耗游的a=t=（2n-1）（ -m），g=c=（2n-1）m；若求第n次复制时消耗的各种碱基数，则为其总消耗数的一半即：1/22n（ -m）=2n-2（a-2m），c=g=（2n-1）m。3、已知一种碱基的数目占总数的百分比，求其它碱基的数目。例3、（1998年上海高考题）在含有4种碱基的dna区段中，有腺嘌呤a个，占该全部碱基的比例为b，则：（ ）a、b0.5 b、b0.5 、胞嘧啶为（ -1）个 d、胞嘧啶为b（ -1）个解析：由题意知，碱基总数为a/b，a=t=a，若b=0.5，则总数为2a，只有a、t两种碱基与题意不符，故排除a、b两项，由c=g= （ -2a）=a（ -1），所以答案为c。4、已知互补配对的碱基和的比值如(a+t)/(c+g），求各种碱基的数目或百分比。例4、某双链dna分子中，（a+t）/（c+g）=1.5，它的c占全部碱基的（ ）a、20% b、25% c、30% d、35%解析：根据规律一，结合题意，a=t，c=g，（a+t）/（c+g）=2t/2c=1.5，t=（100%-2c）/2，可求出c=20%，同理可求出其它碱基的数目。5、已知互补配对的碱基之和占总数的百分比，和一条单链上一种碱基的百分比，求互补链上该碱基的百分比例5、从某种生物组织中提取dna进行分析，其鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该dna的一条链（h）所含碱基中28%是腺嘌呤，问与h互补的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基的（ ）a、26% b、24% c、14% d、11%解析：由题意，根据规律二知，h链上g+c=46%，又a=28%，则t=100%-（c+g+a）=26%=a（互补链），所以答案为a。6、已知dna分子中一条链上(a+g)/(t+c)的比值,求该比例在另一条链和整个dna分子中的比值。例6、在双链dna分子中，当(a+g)/(t+c)在一条多核苷酸链上的比例是0.5时，则另一条互补链和整个dna分子中这种比例分别是（ ）a、0.5和0.5 b、0.5和2 c、2和0.5 d、2和1解析：根据规律三，互补链上的比值应为其倒数2，所以排除a、b两项，又a=t，c=g，所以(a+g)/(t+c)=1，答案为d。在高中生物的试题中，常见有关核酸中碱基的计算问题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+g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=6050%=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100060%=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0.6 b、2.5和1.0c、0.4和0.4 d、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，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g+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