碱基互补配对计算详解

生物必修二碱基互补配对计算
碱基互补配对是DNA分子的重要特性之一。

在DNA分子中，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之间形成两个氢键，而鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之间形成三个氢键。

这种氢键的形成导致了DNA分子的双螺旋结构。

在DNA分子的复制和转录过程中，碱基互补配对是必须的，因为只有这样才能保证新的DNA或RNA 分子含有与原始分子完全相同的遗传信息。

碱基互补配对的计算方法如下：假设一个DNA序列为5'-ATCGAC-3'，则它的互补序列为5'-GCTAGT-3'。

这里需要注意的是，互补序列是通过将原始序列中的每个碱基与它的互补碱基进行配对得到的。

在计算碱基互补配对的过程中，可以使用碱基对的简称来表示配对关系，即A-T 和G-C。

因此，上述DNA序列的互补序列可以表示为ATCGAC（原始序列）/TAGCTG（互补序列）。

总之，碱基互补配对是DNA分子的重要特性之一，其计算方法是将原始序列中的每个碱基与它的互补碱基进行配对。

“碱基互补配对原则”规律归纳与应用关于高中生物第二册第六章《遗传和变异》中的“碱基互补配对原则”，笔者发现好多同学不简单理解、不会灵便应用。

“碱基互补配对原则”规律是： A（腺嘌呤）必然与 T（胸腺嘧啶）配对；G （鸟嘌呤）必然与 C（胞嘧啶）配对，（嘌呤内部和嘧啶内部都不能够进行配对）。

并且在以下关系中都有此规律： DNA—— DNA、 DNA—— RNA、RNA—— RNA 等。

由此，笔者总结出以下公式并举例说明：公式一： A=T，G=C；A1=T2， A2=T1，C1=G2，C2=G1即在双链 DNA分子中，配对的碱基数相等。

公式二： A+G=T+C或 A+C=T+G=50%即在双链 DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的（嘌呤之和与嘧啶之和相等），占整个分子碱基总量的 50%。

例1：某信使 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%解析：信使 RNA中， A+U=10%+20%=30%，则 G+C=70%，依照公式五，得知模板基因DNA分子中也有同样比率，即 G+C=70%，由公式一，则 C=1/2×70%=35%，由此可得答案为 C。

公式三：即在双链 DNA分子中，不互补的两碱基数之和的比值等于1。

例 2：已知一信使 RNA有碱基 30 个，则转录该信使 RNA分子中 C 与 T 有多少个？解析：单链 RNA是以 DNA的一条链为模板，依照碱基互补配对原则合成的，又RNA中有碱基 30 个，因此该 DNA分子中有碱基 60 个，由公式三得出 A+G=T+C= 60/2=30 个。

公式四：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：若某 DNA分子的一条链中（A+G）/ （T+C）=2.5 ，则 1：其互补链中，（A+G） / （T+C）为多少？ 2：该 DNA分子中（ A+G）/ （T+C）为多少？解析：设已知链为 1 链，未知链为 2 链，1：由公式四，得出 =2.5 ，因此（A2+G2）/ （T2+C2）=1/2.5=0.4 ；2：由公式三，得出（ A+G）/ （T+C）=1公式五：即在双链 DNA分子中，一条链中的两种碱基对的比值与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是同样的。

碱基计算题目的解题技巧对于碱基计算的这类题目，关键是抓住几个基础的关系。

只要能掌握三个关系式，灵活运用这三个关系式，就可解决一般的碱基计算的题目。

这三个关系式分别是：1、如果把DNA的两条链分别定为Ⅰ链和Ⅱ链的话，那么根据碱基互补配对原则，Ⅰ链上的腺嘌呤（A）一定等于Ⅱ链上的胸腺嘧啶（T），Ⅰ链上的鸟嘌呤（G）一定等于Ⅱ链上的胞嘧啶（C），反之亦然。

可简写为：AⅠ＝TⅡ，TⅠ＝AⅡ，CⅠ＝GⅡ，GⅠ＝CⅡ。

2、根据AⅠ＝TⅡ，TⅠ＝AⅡ，CⅠ＝GⅡ，GⅠ＝CⅡ，对于整个DNA分子来说，A的总量等于T的总量，C的总量等于G的的总量。

可简写为A总=T总，G总=C总。

3、若DNA的Ⅰ链中A+T的量占Ⅰ链碱基总量的a％，由AⅠ＝TⅡ、TⅠ＝AⅡ及Ⅰ链的碱基总量等于Ⅱ链的总量，可得在DNA的Ⅱ链中A+T的量也占Ⅱ链碱基总量的a％。

同理，可得ｍRNA中的A+U的量占ｍRNA碱基总量的a％。

对于整个DNA分子来说，A总＋T总＝A Ⅰ＋AⅡ＋TⅡ＋TⅠ＝2（AⅠ＋TⅠ），整个DNA分子的碱基总量等于２倍Ⅰ链碱基总量，所以A总＋T总的量占整个DNA分子碱基总量的a％。

可简写为：若（AⅠ＋TⅠ）/Ⅰ总＝a％,则（AⅡ＋TⅡ）/Ⅱ总＝a％，（A总＋T总）/DNA总＝a%，（A+U）/ｍRNA＝a%。

C+G同样有此关系：若（CⅠ＋GⅠ）/Ⅰ总＝b％,则（CⅡ＋G Ⅱ）/Ⅱ总＝b％，（C总＋G总）/DNA总＝b%，（C+G）/ｍRNA＝b%。

下面利用这三个关系式解几个有代表性的题目：1、（1991年全国高考试题）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子中分别是（）A、0.4和0.6 B、2.5和1.0 C、0.4和0.4 D、0.6和1.0解析在DNA分子中AⅠ＝TⅡ、TⅠ＝AⅡ、CⅠ＝GⅡ、GⅠ＝CⅡ，据题意的得（AⅠ＋GⅠ）/（TⅠ＋CⅠ）＝0.4，那么（TⅡ＋CⅡ）/（AⅡ＋GⅡ）＝0.4,即（AⅡ＋GⅡ）/（TⅡ＋CⅡ）＝2.5。

“碱基互补配对原则”规律归纳与应用关于高中生物第二册第六章《遗传和变异》中的“碱基互补配对原则”，笔者发现许多同学不容易理解、不会灵活应用。

“碱基互补配对原则”规律是：A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对，（嘌呤内部和嘧啶内部都不能进行配对）。

并且在以下关系中都有此规律：DNA——DNA、DNA——RNA、RNA——RNA等。

由此，笔者总结出如下公式并举例说明：公式一：A=T，G=C；A1=T2，A2=T1，C1=G2，C2=G1即在双链DNA分子中，配对的碱基数相等。

公式二：A+G=T+C或A+C=T+G=50%即在双链DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的（嘌呤之和与嘧啶之和相等），占整个分子碱基总量的50%。

例1：某信使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：信使RNA中，A+U=10%+20%=30%，则G+C=70%，根据公式五，得知模板基因DNA分子中也有同样比例，即G+C=70%，由公式一，则C=1/2×70%=35%，由此可得答案为C。

公式三：即在双链DNA分子中，不互补的两碱基数之和的比值等于1。

例2：已知一信使RNA有碱基30个，则转录该信使RNA分子中C与T有多少个？分析：单链RNA是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成的，又RNA中有碱基30个，所以该DNA分子中有碱基60个，由公式三得出A+G=T+C= 60/2=30个。

公式四：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：若某DNA分子的一条链中（A+G）/（T+C）=2.5，则1：其互补链中，（A+G）/（T+C）为多少？2：该DNA分子中（A+G）/（T+C）为多少？分析：设已知链为1链，未知链为2链，1：由公式四，得出=2.5，所以（A2+G2）/（T2+C2）=1/2.5=0.4；2：由公式三，得出（A+G）/（T+C）=1公式五：即在双链DNA分子中，一条链中的两种碱基对的比值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。

碱基互补配对的规律一、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：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：⑴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。

⑵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。

⑶涉及许多数量关系（规律），在DNA双链中，①A等于T，G等于C，A+G=T+CA+G/T+C 等1。

②一条单链的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。

③一条单链的A+T/C+G的值，与另一条互补链的A+T/C+G的值相等。

④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：⑴把复杂抽象的生理过程用简单直观的图示表现出来；⑵把在不同场所进行的生理过程放在一起思考；⑶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；⑷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。

碱基互补配对的规律、规律:规律一：一个双链DNA分子中，A=T, C=G A+G =C+T,即：嘌呤碱基数二嘧啶碱基数，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：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。

、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：⑴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。

⑵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。

⑶涉及许多数量关系(规律)，在DNA双链中，①A等于T，G等于C，A+G=T+CA+G/T+C 等1。

②一条单链的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。

③一条单链的A+T/C+G的值，与另一条互补链的A+T/C+G的值相等。

④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：⑴把复杂抽象的生理过程用简单直观的图示表现出来；⑵把在不同场所进行的生理过程放在一起思考；⑶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；⑷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。

班级 组别 姓名碱基互补配对规律的有关计算编辑 审稿：高一生物组 2009-3-24（1） 整个双链DNA 分子中：① A ＝T ；G ＝C ；A ＋G ＝C ＋T ；A ＋C ＝G ＋T ；（A ＋G ）/（C ＋T ）＝1；（A ＋C ）/（G ＋T ）＝1。

② A ＋G ＝C ＋T ＝A ＋C ＝G ＋T ＝DNA 中全部碱基数目的一半，即任意两种不互补的碱基之和占全部碱基数目的50％。

（2） DNA 两条互补链之间：① （A 1+G 1）/（C 1+T 1）＝a 则（A 2+G 2）/（C 2+T 2）＝1/a 。

② （A 1+ T 1）/（C 1+ G 1）＝a 则（A 2+ T 2）/（C 2+ G 2）＝a 。

（3） 整个DNA 分子与其包含的两条链之间：① 整个DNA 分子中互补的两种碱基之和（（A+ T ）或（C+ G ））所占比例等于其每条单链这两种碱基之和占该链的比例。

② 整个DNA 中某一种碱基所占比例等于该碱基在每一条链中所占比例之和的一半。

③ 每条单链互补碱基数目之和（（A+ T ）或（C+ G ））等于整个DNA 分子该互补碱基之和的一半。

例题： 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％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2.5 1 。

３、从某生物组织中提取DNA 进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46％。

已知该DNA 的1号链所含的碱基中28％是腺嘌呤，24％是胞嘧啶，则与l 号链相对应的2号链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链全部碱基数的 ( )A ．26％、22％B ．24％、28％C ．14％、11％D ．1l ％、14％答案 A解析 先根据题干画出DNA 分子简图如下：(1)因为整个DNA 分子中G+C ＝46％，所以1号链中G1+C1＝46％，所以G1＝46％一24％＝22％，又因为C2＝G1，可得C ２＝22％。