关于碱基含量计算的简便方法

关于碱基含量计算的简便方法
根据碱基互补配对原则引出的关于碱基含量的计算,一直以来是教学的重点和难点，也是学生学习过程中非常头痛的问题。

为了帮助学生理解和掌握这个问题，相当多的教辅资料都花费了大量的篇幅对这个问题进行了讨论，并总结出以下几个规律：
（一）DNA双链中的两个互补的碱基相等；任意两个不互补的碱基之和相等，并占全部碱基总数的50%。

用公式表示为：A=T G=C A＋G=T＋C=A
＋C=T＋G=50%
（二）双链DNA分子中,一条单链的A＋G/T＋C的值与互补单链的A＋G/T＋C的值互为倒数。

（三）双链DNA分子中，一条单链的A＋T/G＋C的值与互补链的A＋T/G＋C 的值相等，也与整个DNA分子的A＋T/G＋C的值相等。

（四）双链DNA分子及其转录的RNA分子中，有下列关系：①在碱基数量上，在DNA和RNA的单链上，互补碱基之和相等，并且等于双链DNA的一
半。

②互补碱基之和占各自总碱基的百分比在双链DNA、有意义链及
其互补链中恒等，并且等于RNA中与之配对的碱基之和的百分比。

这几个规律无论是在推理、理解、记忆和运用上，对学生都存在较大的困难，解题时很容易浑淆这几个规律，结果导致出错！
如何使学生更加容易地理解碱基互补配对原则和熟练掌握碱基含量计算的方法呢？根据本人多年的教学经验和总结，归纳为“两点两法”。

“两点”为两个基本点：一是A与T配对﹙RNA上为A与U配对﹚，G与C配对﹙ A=T G=C ﹚；二是双链DNA分子中，嘌呤总数=嘧啶总数=1/2碱基总数﹙ A+G=T+C ﹚。

“两法”为双线法和设定系数法：用两条直线表示DNA分子的双链结构即为双链法；设定系数法即是设定一个系数来表示碱基的总数或碱基的数目。

例如：已知双链DNA分子中G与C占全部碱基的40%（或一条单链中A＋G/T＋C=0.4）,可设双链DNA分子中碱基总数为200x,则一条链碱基数目为100x,G＋C的数目为
200x×40%=80x（或设A＋G的数目为4x,则T＋C=10x）。

下面通过具体的例题来说明“两点两法”在碱基含量计算问题中的应用。

例1. （2001广东.河南）下列对DNA双螺旋结构的叙述哪项是错误的（）
A 、若一条链中A与T的数目相等，则另一条链中A和T的数目也相等。

B 、若一条链中G的数目为C的两倍，则另一条链中G的数目为C的一半。

C .、若一条链中A：T：G：C=1：2：3：4 ，则另一条链中相应的碱基比
为2：1：4：3。

D 、若一条链中A：T：G：C=1：2：3：4 ，则另一条链中相应的碱基比为
4：3：2：1。

解析：设碱基A 数目为x ，碱基C 数目为y
x x 2y y x 2x 3x 4x
已知链已知链答案A、B A T G C 答案Ｃ、
Ｄ A T G C
T
A C G T A C G
互补链互补链
x x 2y y x 2x 3x 4x
例 2 、（1991.全国）DNA的一条单链中A＋G/T＋C=0.4 ，上述比例在互补链和整个DNA分子中分别是（）
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：已知A＋G/T＋C=0.4=4/10 ，设A＋T=4x ，则T＋C=10x 4x 10x
已知链从左图可知：互补链中A＋G/T＋C=10x/4x =2.5
A＋G T＋C
T＋C A＋G 整个DNA分子中 A＋G/T＋C=（4x＋10x）/ （10x
互补链＋4x）= 1.0
4x 10x
例 3 、从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数目的46% 。

又知该DNA的一条链中所含的碱基中28% 是腺嘌呤，问在互补链中腺嘌呤占该链全部碱基数目的（）
A 、26%
B 、24％Ｃ、１４％Ｄ、１１％
解析：设DNA分子中全部碱基总数为２００x
则G＋C=200x×46%=92x A＋T=200x－92x=108x A=T=54x
28x
已知链 100x
A G T C
T C A G
互补链 100x
26x（54x－28x）
例 4 、双链DNA分子中，G占全部碱基总数的38% ，其中一条链中T占该链的5% ，那么另一条链中T占该链的（）
A 、 76% B、5% C、19% D、38%
解析：设DNA分子中全部碱基总数为２００x
则G=200x×38%=76x A＋G=100x A=T T=24x
5x
已知链 100x
A G T C
T C A G
互补链 100x
19x（24x－5x）
例 5 、（1996、上海）分析一个DNA分子时发现30%的脱氧核酸含有腺嘌呤。

由此可知该分子中一条链上的鸟嘌呤的最大值可占此链碱基总数的（）
A 、20%
B 、30%
C 、40%
D 、60%
解析：设DNA分子中全部碱基总数为２００x
已知A=200x×30%=60x由 A＋G=100x G=40x
60x－a b
已知链 100x 当b=0时，即一条链上没有
A G T C 鸟嘌呤，则互补链上G
值最大
T C A G ，且最大值为40x 。

互补链 100x
a 40x－b
例 6 、已知某DNA分子G与C占全部碱基总数的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% ，问它转录的RNA链中尿嘧啶和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% 解析：设DNA分子中全部碱基总数为２００x
则G＋C =200x×48% = 96x A＋T =200x－（G＋C）=104x
G = C = （G＋C）÷2 = 48x A = T =（A＋T）÷2 = 52x
28x（52x－24x） 24x 22x（48x－26x） 26x
互补链 100x
T A C G
A T G C
模板链 100x 28x 24x 22x 26x
U A C G
mRNA链～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ 100x
28x 22x
例 7 、（2002 上海）已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（）
A 、12
B 、24
C 、18
D 、30 解析： 12 18
mRNA ～～～～～～～～～～～～～ 30
A＋G U＋C
12 18
模板链 30
T＋C A＋G
A＋G T＋C
互补链 30
12 18
此方法的特点是推理过程简便、直观，不易出错，而且不必记忆碱基
相互之间关系的复杂规律；关键是要设定好系数和将碱基的数目标示在双链上，然后经过简单的推理，答案便一目了然了。

〖附例题答案〗1 、D 2 、B 3 、A 4 、C 5 、C 6 、C 8 、D。