DNA中碱基比例的解答

郑腾锋

在高中生物会考和一些生物学竞赛中常会出现计算DNA复制时含氮碱基多少或百分比的问题。这类问题涉及DNA双链和RNA单链，五种含氮碱基以及碱基互补配对原则等知识，常使学生感到千头万绪，无从下手。如何分析和解决这类问题，我们不妨用数学知识来解决。

　  以下我们通过实例说明如何用数学方法来解决这类问题：

　  例1：DNA的一个单链中(A+G)/ (T+C)=0.4，上述比例在其互补单链中和整个DNA分子中分别是

A.2.5和1.0　 B.0.4和0.6　 C.0.4和0.4　 D.0.6和1.0　　　　　　　　　　

分析： 我们可先作出图1 代表题中的双链DNA。它由两条严格按配对原则的链，即互补链组成，每条单链上都有A、T、G、C四种碱基，我们设其中一条为1，另一条为2，根据"碱基互补配对原则"即可轻松得到如下碱基数量的等式：

1　 ----A1---G1---C1---T1----　　　　　　　　　　　　　　　　

　　  2　 ----T2---C2---G2---A2---

　　　　　　　   图 1 　　　

1. 两条互补链间的关系等式：A1=T2、T1=A2、G1=C2、C1=G2

2. 两条单链与DNA总链的关系：A=A1+A2、T=T1+T2、G=G1+G2、C=C1+C2

3.总链中碱基的关系等式：A=T　 G=C　　

解答过程：根据题意，套用公式将原题变为：　　　　　　　　　　　　　

已知(A1+G1)/(T1+C1)=0.4　　　　　　　　　　　　　　　　　

求(A2+G2)/(T2+C2)=?

　　 (A+G)/(T+C)=?

用代入法可知两条单链互为倒数 ，即可求得比为2.5

由公式也可求得总链比为1.0　　　　　　　

例2．某双链DNA分子中，已知其中一条链中碱基数目比例关系为：(A+T)/(G+C)=0.4，则另一条链中(A+T)/(G+C)=?　　　　　　　　　　　　　　　　

A.1.25　 B.0.4 　C.0.6　 D.无法确定　　　　　　　　　　　　　　

解答：根据上述的公式可得出正确答案为B。

　 例3．一条信使RNA上C占16%，U占16%，G占34%，问转录这条信使RNA的DNA分子碱基T占DNA分子碱基总数的（   ）

A. 16%　 B. 80%　 C.17%　 D.25%

解答：该类题中同时出现DNA和 RNA，我们根据知识作图2　 　　　　　　

　　        1　 ----A1---G1---C1---T1----　　　　　　　　　　　　　　　　

DNA双链

　　        2　 ----T2---C2---G2---A2----　　

RNA单链   3　 ----A3---G3---C3---U3----　

　　　　　　         　图2　　　　　　　　　　　　

　 信使RNA以2链为模板进行转录，3链与2链也是遵循"配对原则"的，故也能推出类前面讲过的碱基数量比(略)。　　　　　　　　　　　　　

提示：

该题中出现百分比，给解题带来很大不便，为了快速而准确的解题, 可把16%理解为16个，34%理解为34个等等，每条单链的总数为100个，算出结果后又加上百分号即可。　　　　　　　　　　

本题求T=? 因为T= T1+T2，所以只要求出T1、T2就好办了。

由已知可得A= A1+ A2=34。　 又可推出T1=16和T2=34、T=16+34=50，因为DNA为双链，其碱基总数为200个，故比为(50/200)=25%。

选答案D。

有了上述的图例和公式，就能又快又准确的解答类似的题型了，下面的题你能解出吗?

1．设某DNA的碱基为m对，其中A为 x个，那么胞嘧啶个数为（   ）

A.(m-x)/2　　 B.(2m-x)/2　　 C.(m-2x)/2　 D.m-x

2．甲DNA分子上一条链中的(A+C)/(G+T)=0.8，乙DNA分子上一条链的 (A+T)/(G+C)=1.25,

那么甲、乙DNA分子间的互补链中相应的碱基比例分别是（  ）

A.1.25和1.25    B.1.25和0.8　  C.0.8和0.8     D.0.2和0.8 

　答案是：1。D     2。A.　　

编辑：攀枝花大河中学