轻松做高中生物碱基计算题

轻松做高中生物碱基计算题

湖北省恩施高中胡伦江邮编445000

高中生物中涉及的碱基计算题，对于历届学生来说，都是一个不小的难点，老师也常常头疼。其实，碱基计算并没有人们想象的那么难，只要理解并记住几类公式，并按照一定的思路去做，碱基计算也很简单。

对于一个双链DNA来说一般都满足以下几类公式，为了描述和使用方便，我先给出几个符号：A双、T双、C双、G双，A双%、T双% 、C双% 、G双% ；A1、T1、C1、G1 ，A1% 、T1%、C1%、G1%，A2、T2、C2、G2，A2% 、T2% 、C2% 、G2% 。这里A双、T双、C双、G双分别表示一个双链DNA片断中A、T、C、G的数目，A双%、T双% 、C双% 、G双%则分别表示一个双链DNA片断中A、T、C、G所占此片断碱基总数的百分比；A1、T1、C1、G1 则分别表示一个双链DNA的一条单链中A、T、C、G的数目，A1% 、T1%、C1%、G1%则分别表示一个双链DNA的一条单链中A、T、C、G占这条链碱基总数的百分比，A2、T2、C2、G2则分别表示一个双链DNA的一条单链的配对链中A、T、C、G的数目，A2% 、T2% 、C2% 、G2%则分别表示一个双链DNA的一条单链的配对链中A、T、C、G占配对链的碱基总数百分比。那么我们有如下公式：

1、A双= T双，C双=G双；A双%=T双%，C双% =G双%，也就是说，在双链DNA中，配对的碱基数目相等。

2、A双+G双=C双+T双=G双+T双=C双+A双=K/2（K表示在双链DNA中的总碱基数）自然也有A双+G双+C双+T双= K

A双%+G双%=C双%+T双%=G双%+T双%=C双%+A双%=50%，也就是说在双链DNA中，互不配对的碱基数目和相等，都等于总碱基数的一半。自然也有A双%+G双%+C双%+T双%=1

3、A1=T2，T1= A2，C1=G2，G1=C2 ；A1%= T2%，T1%= A2%，C1%= G2%，G1% = C2% 也就是是说在双链DNA中，一条链中的碱基和互补链中配对的碱基数目相等。

4、A1%+ A2%=2 A双% ，T1%+ T2% =2T双%，C1%+C2% =2C双%，G1%+ G2%=2 G双% 也就是某一碱基分别占两条链中碱基的百分比的和，等于该碱基占双链中碱基的百分比的2倍。这类公式把双链和单链联系起来了，是一类非常有用的公式。显而易见，还有A1+A2= A 双，T1+T2= T双，C1+C2= C双，G1 +G2=G双

1、2、3类公式只要任意给一个双链DNA都不难看出，容易理解，并且好记。只是第4类公式不容易直接看出，这我们可以给一个简单的证明：设双链DNA中碱基总数为2M，则一条单链中的碱基总数的M。则A1= A1%×M，A2= A2% ×M，

A双%=（A1+ A2）/2M×100%=（A1%M+A2% M）/2M×100%=M（A1% +A2%）/2M×100%=（A1% +A2%）/2，也就是A1%+ A2%=2 A双%。同理可证另外三个等式。

有了这套符号和公式，我们就可以轻松做题了。

例1，已知在DNA分子中的一条单链有（A+G）/（T+C）=m,在另一互补链中这种比例是多少？这个比例在整个DNA分子中又是多少？当一条单链是（A+T）/（G+C）=n时，在另一互补链中这种比例是多少？这个比例在整个DNA分子中又是多少？

解：先整理题目信息：

已知（A1+G1）/（T1+C1）= m，求（A2+G2）/（T2+C2）和（A双+G双）/（T双+C双）；

又知（A1+T1）/（C1+G1）=n，求（A2+T2）/（C2+G2）和（A双+T双）/（C双+G双）。

再利用公式和已知计算结果：

∵A1=T2，T1= A2，C1=G2，G1=C2，

∴（A2+G2）/（T2+C2）=（T1+C1）/（A1+G1）

又∵（A1+G1）/（T1+C1）= m，

∴（A2+G2）/（T2+C2）=（T1+C1）/（A1+G1）=1/ m

∵A双+G双=C双+T双=G双+T双=C双+A双=K/2，

∴（A双+G双）/（T双+C双）=1

∵A1=T2，T1= A2，C1=G2，G1=C2，

∴（A2+T2）/（C2+G2）=（T1+ A1）/（G1+ C1）

又∵（A1+T1）/（C1+G1）=n

∴（A2+T2）/（C2+G2）=（T1+ A1）/（G1+ C1）= n

∵A1+A2= A双，T1+T2= T双，C1+C2= C双，G1 +G2=G双

∴（A双+T双）/（C双+G双）=（A1+A2+ T1+T2）/（C1+C2+ G1 +G2）

=（A1+T1+ +T1+ A1）/（C1+G1 +G1+ C1）=2（A1+T1）/2（C1+G1）= n

例2、某生物组织中提取的DAN成分中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%，已知一条链的碱基中28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶。求（1）全部碱基中腺嘌呤占%；（2）与已知链相对应的链中，腺嘌呤占该链全部碱基的%。

解：先整理题目信息：

已知G双%+C双%=46%，A1%=28%，C1%=22%，求（1）A双%（2）A2%

再利用公式和已知计算结果：

∵G双%+C双%=46% ，又∵C双% =G双%，∴C双% =G双%=23% ，又∵A双%+G双%=50%

∴A双%=27%

∵A1%=28%，A双%=27%，又∵A1%+ A2%=2 A双%，∴A2%=26%

例3、已知某 DNA分子含有1000个碱基对，其中一条链上A：G：T：C=1：2：3：4。该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子多少个？

解：先整理题目信息：

已知DNA分子碱基总数是2000，A1：G1：T1：C1=1：2：3：4，

求DNA分子连续复制2次需要的G双和。

再利用公式和已知计算结果：

∵A1：G1：T1：C1=1：2：3：4，∴A1%：G1%：T1%：C1%=1：2：3：4，∴G1% +G2%=60% 又∵G1%+ G2%=2 G双%，DNA分子碱基总数是2000，∴G双=600，∴连续复制2次需要的G双和为600×22-600=1800个。

例4、分析一个DAN分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该DNA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多少？

解：先整理题目信息：已知A双%=30%，求G1%的最大值。

再利用公式和已知计算结果：

∵A双%+G双%=50%，A双%=30%，∴G双%=20%

又∵G1%+ G2%=2 G双%，∴G1%+ G2%=40%，则很明显，G1%最小值为0，最大值为40%

总之，理解那几类公式，对于具体的题目，先用符号系统对信息进行整理，然后灵活应用那几类公式就可轻松得出结果。当然碱基计算的方法还很多，但我认为这种方法是其中比较好的一种。至于还有转录翻译中的计算问题，也是很简单的，第一是要明白6：3：1的比例，再就是要把RNA当成DNA的一条链来处理，只是要把U当T看。