与DNA有关的碱基计算
与DNA 有关的碱基计算
河北隆尧一中(055350) 张利英
与DNA 有关的碱基计算题十分常见，解答这类习题的前提是熟练掌握碱基之间的数量关系。
在整个DNA 分子中，碱基数量有以下三种关系：
①A=T、C=G；
②A+G=A+C=T+G=T+C=1/2(A+T+C+G)；
③(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)。
在DNA 的两条互补链(A链和B 链) 之间有以下三种关系：
①A 链中(A+G)/(T+C)等于B 链中该比值的倒数；
②A 链中(A+T)所占的比值等于B 链中(A+T)所占的比值，且等于双链中(A+T)所占的比值；
③ A 链中(C+G)所占的比值等于B 链中(C+G)所占的比值，且等于双链中(C+G)所占的比值。
下面本文将从五个方面对碱基计算题进行分类解析，每种类型解析一道典型例题并附带两道变式题，谨供参考。
1 DNA 不复制时的碱基计算(1个DNA 中的碱基计算)
例1 在含有四种碱基的DNA 区段中，有腺嘌呤a 个，占该区段全部碱基的比例为b 。则______
A. b ≤0.5 B. b ≥0.5 C. 胞嘧啶为a ﹝1/(2b)－1﹞ D. 胞嘧啶为b ﹝1/(2a)－1﹞ 解析：因为该DNA 区段中有四种碱基，且A=T，所以碱基A 所占的比例一定小于0.5，不能等于0.5，所以排除A 、B 两项。由题意可知碱基总数为a/b，再根据(A+C)占碱基总数的一半，可求出碱基C=a﹝1/(2b)－1﹞。故答案选C 。
变式题1 根据碱基互补配对原则，在A ≠G 时，双链DNA 分子中，下列四个式子中正确的是______
A.(A+C)/(G+T)≠1 B.(A+G)/(T+C)=1
C.(A+T)/(G+C)=1 D.(A+C)/(G+C)=1
变式题2 若DNA 分子中一条链的碱基数量比为A:C:G:T=1:1.5:2:2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的数量比为______
A.5:4 B.4:3 C.3:2 D.5:2
2 DNA 复制时的碱基计算
例2 具有a 个碱基对的1个DNA 分子片段，含有m 个腺嘌呤，该片段进行第n 次复制时，需要多少个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸______
－1A.2n (a－m) B. 2n (a－m) C. (2n －1)(a－m) D.2n (a/2－m)
解析：⑴ (A+C)=50%，所以1个DNA 中含有胞嘧啶(a－m) 个；
－1⑵第n 次复制后，DNA 共有2n 个；第n 次复制前(即第n －1次复制后) ，DNA 共有2n
－1－1个。所以，第n 次复制过程中，实际增加DNA 分子数量为2n －2n =2n ；
－1⑶所以，第n 次复制时，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸2n (a－m) 个。故答案选A 。
变式题3 已知某DNA 分子共含有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数是______
A.600个 B.900个 C.1200个 D.1800个
变式题4 某一双链DNA 分子含有800个碱基对，其中含A600个。该DNA 分子连续复制数次后，消耗环境中含G 的脱氧核苷酸6200个，则该DNA 分子已经复制了
______
A.4次 B.5次 C.6次 D.7次
3 DNA 转录时的碱基计算
例3 某双链DNA 分子共含有46%的碱基胞嘧啶和鸟嘌呤，其中一条链中腺嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的28%和22%，那么由它转录成的mRNA 中腺嘌呤和胞嘧啶分别占碱基总数的______
A.22%，28% B.23%，27% C.26%，24% D.54%，6%
解析：由题意可知DNA 中(C+G)=46%，又因为单、双链中(C+G)的比值相等，所以若DNA 的一条链中C=22%，则该链中G=46%－22%=24%，所以它转录成的mRNA 中C 占24%。同样推理方法，DNA 中(A+T)=54%，单、双链中(A+T)比值相等，一条链中A=28%，则该链中T=54%－28%=26%，所以它转录成的mRNA 中A 占26%。故答案选C 。
变式题5 一个DNA 分子模板链上的碱基(A+T)为60%，据此转录的mRNA 上的U 为20%，则该mRNA 上的碱基A 应为______
A.60% B.20% C.40% D.30%
变式题6 某一细菌的基因含20%的(A+T)，则它转录的mRNA 中(G+C)含量是______
A.20% B.40% C.60% D.80%
4 有多余的干扰条件的碱基计算
例4 某基因中C=20%，它的模板链中T=28%，C=27%，问转录的mRNA 中(A+U)所占的比例为______
A.50% B.55% C.60% D. 无法确定
解析：题干中“它的模板链中T=28%，C=27%”是多余的干扰条件，在解题过程中没有用。本题的解题思路是：由基因中C=20%，可知(C+G)=40%，所以(A+T)=60%，又因为(A+T)在DNA 的单、双链中的比例相等，所以模板链中(A+T)=60%，所以转录的mRNA 中(A+U)所占的比例为60%。故答案选C 。
变式题7 一条mRNA 中，(A+C)/(G+U)=0.8，则转录它的DNA 分子中，(T+G)/(A+C)为______
A.0.125 B.0.8 C.1 D. 无法确定
变式题8 已知某mRNA 分子上有60个碱基，其中碱基A 有15个，G 有25个。那么转录该mRNA 的DNA 分子中碱基T 和C 共有______
A.15个 B.25个 C.40个 D.60个
5 与开放性思维有关的碱基计算
例5 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%
解析：已知该DNA 分子中A 占30%，可知(A+T)=60%，(C+G)=40%。又因为(C+G)在DNA 的单、双链中的比值相等，所以该DNA 的一条链中(C+G)=40%，C 最小为0，此时G 达到最大值，即40%。故答案选C 。
变式题9 构成DNA 的碱基有A 、G 、C 、T 四种，下列那种比例因生物种类不同而不同______
A.(G+C)/(A+T) B.(A+C)/(G+T)
C.(A+G)/(C+T) D.G/C
变式题10 某生物的核酸的碱基组成为：嘧啶含量为61%，嘌呤含量为39%，该生物肯定不会是______
A. 噬菌体 B. 人 C. 青霉菌 D. 蓝藻
变式题参考答案：1.B 2.B 3.D 4.B 5.C 6.D 7.C 8.D 9.A 10.A