碱基互补配对原则的公式及应用

碱基互补配对原则的公式及应用 1 最基本规律 在数量上 两个互补的碱基相等 任意两个不互补的碱基之和恒等 即 A 甲链 T 乙链 T 甲链 A 乙链 C 甲链 G 乙链 G 甲链 C 乙链 A G C T A C G T 2 在双链 DNA 分子中 任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的 50 即 例 1 在一个双链 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 解 因此答案为 A 3 在双链 DNA 分子中 配对的两种碱基的含量之和 在整个 DNA 分子及每条链中都相等 A T A 甲链 T 甲链 A 乙链 T 乙链 C G C 甲链 G 甲链 C 乙链 G 乙链 例 2 某细菌的一个 DNA 分子中含有 20 的 A T 那么由它转录合成的信使 RNA 中的 G C 的含量应是 A 80 B 60 C 40 D 20 解 A T A 甲链 T 甲链 A 乙链 T 乙链 20 G C G 甲链 C 甲链 G 乙链 C 乙链 80 信使 RNA 中 G C 的含量应是 80 因此答案为 A 4 在双链 DNA 分子中 某种碱基在两条链中的含量之和等于该碱基在整个 DNA 分子中含量 的 2 倍 2 A A 甲链 A 乙链 2 T T 甲链 T 乙链 2 G G 甲链 G 乙链 2 C C 甲链 C 乙链 例 3 某 DNA 分子中 A 20 其中一条链中 A 10 以 这条链为模板合成 RNA 分子中 A 占 A 10 B 20 C 30 D 40 解 2 A A 甲链 A 乙链 A 乙链 2 A A 甲链 2 20 10 30 这条链 甲链 中 T 的含量为 30 RNA 分子中 A 占 30 因此答案为 C 以上这些规律在掌握后可以加快解题速度 但是在学习时首先要掌握最基本的规律关系 即 A T C G 在熟练掌握基本规律的基础上再去学习应用这些现成的规律解题 不要本末倒置 建议同学们利用最基本的等量关系结合图解试着自己去推导出上述规律 这样可以加深理解 二 关于碱基计算中的最大值问题 例 4 分析一个 DNA 分子时 发现 30 的脱氧核苷酸含有腺嘌呤 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 20 B 30 C 40 D 70 解 根据上面的公式计算可知 A T 30 C G 1 2 1 2 30 20 两条链上的鸟嘌呤总含量为 20 一般情况下两条链上都有鸟嘌呤 而如果 DNA 分子中所有 的鸟嘌呤都分布在分子中的一条链上 则达到含量的最大值 由于一条链上的碱基总只有双链 的一半 所以一条链上鸟嘌呤含量的最大值为 2 20 40 三 DNA 一条链上的碱基数量变化范围讨论 例 6 已知一段双链 DNA 分子中 鸟嘌呤所占的比例为 20 由该 DNA 转录出来的 RNA 胞嘧啶的比例是 A 10 B 20 C 40 D 无法确定 解析 假设 RNA 是由 DNA 中的甲链转录而来 根据碱基互补配对原则 可知 RNA 上胞嘧啶 的比例应该与甲链中鸟嘌呤所占比例相同 即 CRNA G 甲链 根据题意 在整个 DNA 分子中 鸟嘌呤所占的比例为 20 但两条链上的鸟嘌呤数量不一定 相同 所以无法确定甲链上鸟嘌呤所占比例 进而也无法确定转录而成的 RNA 上胞嘧啶的比 例 对于甲链来说 当甲链上没有鸟嘌呤时 鸟嘌呤所占比例达到最小值 0 而当所有的鸟嘌呤都 分布在甲链上 例 4 所示情况 时 鸟嘌呤所占比例达到最大值 40 故甲链上的鸟嘌呤所 占比例范围应为 0 鸟嘌呤所占比例 40 推广结论 若在一段双链 DNA 分子中 某种碱基所占的比例为 a 则在其中一条链上该碱基所 占比例 X 的范围是 0 X 2a 由该链转录形成的 RNA 上互补碱基占 RNA 碱基总数的比例 Y 范围 也是 0 Y 2a 四 结合 DNA 复制过程的有关碱基计算 例 7 某 DNA 分子共有 a 个碱基 其中含胞嘧啶 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 A 7 a m B 8 a m C 7 1 2a m D 8 2a m 解析 在一个 DNA 分子中 C G m 个 则胸腺嘧啶 T 1 2 a 2m DNA 分子复制 3 次后 总的分子数是 23 8 个 共有 T 1 2 a 2m 23 个 则需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 1 2 a 2m 23 1 2 a 2m 7 1 2a m 答案是 C 例 8 具有 A 个碱基对的一个 DNA 分子片断 含有 m 个腺嘌呤 该片断完成第 n 次复制需要 多少个游离的胞嘧啶核苷酸 A 2n A m B 2n 1 A m C 2n 1 1 2A m D 2n 1 2A m 解析 本题与例 6 看上去非常相似 但实际上提问的角度不同 例 6 是要求计算从开始复制到 整个复制完成一共需要多少个核苷酸 而本题只是要求计算从 n 1 次复制完成后 再复制一次 需要多少个核苷酸 例如一个 DNA 分子含有 m 个腺嘌呤 且该 DNA 分子已经复制了 2 次 那么完成第 3 次复制需要多少个游离的胞嘧啶核苷酸 这个 DNA 分子片断中 胞嘧啶 C 1 2 2A 2m A m 该片断完成第 n 次复制 需要游离的 胞嘧啶核苷酸数