圖像法解堿基互補配對規律的有關計算

摘 要：高中生物教學中，有關堿基互補問題的計算比較難理解，借助簡單的圖形來幫助解題，既形象又準確。

關鍵詞：高中生物；堿基互補配對；圖像；計算

本人在教學過程中常采用圖像來幫助解題，可少記公式，現在我把具體做法總結如下，供老師參考。

一、有關DNA分子結構的計算

DNA分子中有如下規律：（1）DNA雙鏈中的兩個互補的堿基相等，即公式一：A=T G=C A1=T2 T1=A2 C1=G2 G1=C2 （2）DNA分子中互補堿基之和的比值和每一個單鏈中的這一比值相等，即公式二：（A+T）/SUM=（A1+T1）/SUM1=（A2+T2）/SUM2，其中A1指1鏈中的腺嘌呤總數，G2指2鏈中的鳥嘌呤總數，其他字母的含義與A1和G2類似，SUM表示DNA分子中的堿基總數，SUM1表示DNA分子中的1鏈的堿基總數，SUM2表示DNA分子中的2鏈的堿基總數。

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1.DNA分子中的堿基比例的計算：

例1.DNA的一條單鏈中A+G/T+C=0.4，在互補單鏈和整個DNA分子中這個比值分別是多少？

解：步驟1：畫DNA分子結構簡圖，得圖一

步驟2：把題目中的條件落實到簡圖，DNA的一條單鏈中A+G/T+C=0.4=2/5，設A1十G1/T1十C1=2/5，得圖二

步驟3：根據有關公式進行計算，得在互補鏈中A2+G2/T2+C2=5/2=2.5。整個DNA分子中A+G/T十C=7/7=1

習題：在一個DNA分子中，其中一條鏈中A∶T∶C∶G=1∶2∶3∶4，那么這個DNA分子中的另一條鏈的這個比例是多少個？（2∶1∶4∶3）

2.DNA分子中堿基含量的計算：

例2.在一個雙鏈DNA分子中A和T之和占堿基總量的56%，其中甲鏈中G占24%，那么乙鏈中G占多少？

解：步驟1：畫DNA分子結構簡圖，得圖一

步驟2：根據公式二（A十T）/SUM=（A1+T1）/SUM1=56%，G1/SUM1=24%，

步驟3：根據題目和計算可得圖三，那么甲鏈中的C所占的比例等于乙鏈中G的比例，等于20%。

習題：有一個DNA分子片段中有2000個堿基，其中腺嘌吟和胸腺嘧啶之和占堿基總數的34%，那么這個DNA分子片段中的一條鏈中胞嘧啶與鳥嘌呤之和有多少個？（660個）

二、有關轉錄的計算

例3.已知一段信使RNA有30個堿基，其中A+G有12個，那么轉錄成信使RNA的一段DNA分子中應有多少個C+T？

解：步驟1：畫轉錄的示意圖，得圖四

步驟2：把已知條件落實到圖中，得圖五

步驟3：依圖得T2+C2=A1+G1=18，因此DNA分子中T+C=T1+C1+T2+C2=12+18=30

例4.已知DNA分子中腺嘌呤占全部堿基的30%，在其中一條鏈上腺嘌呤占該鏈全部堿基的25%，則由該鏈轉錄成的信使RNA中尿嘧啶占全部堿基的多少？與該鏈相對的另一DNA鏈中，腺嘌呤占該鏈全部堿基的多少？

解：步驟1：畫轉錄的示意圖，得圖四

步驟2：先根據DNA分子結構的有關計算得：因為腺嘌呤占全部堿基的30%，則A+T占全部堿基的60%；且其中一條鏈中A1+T1也占該鏈的60%，又知A1占該鏈的25%，所以T1占該鏈的35%。

步驟3：把已知條件落實到圖中，得圖六

步驟4：依圖得信使RNA中尿嘧啶占全部堿基的25%，與該鏈相對的另一DNA鏈中，腺嘌呤占該鏈全部堿基的35%。

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習題：一段mRNA上有60個堿基，腺嘌呤15個，鳥嘌呤25個，則轉錄這個信使RNA的DNA片段中胞嘧啶和胸腺嘧啶之和是多少？（60個）

三、有關DNA分子復制的計算

1.計算復制是需要補充的脫氧核昔酸的量

例5.某雙鏈DNA分子中共含堿基1400個，其中一條單鏈上A+T/G+C=2∶5，該DNA分子連續復制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數量是多少個？

解：步驟1：畫DNA復制的示意圖，得圖七。

步驟2：算出DNA分子中含胸腺啼陡脫氧核苷酸多少個

據題意得：SUM=1400，A+T/SUM=A1+T1 /SUM1=2/7，又因為A=T，所以，A/SUM=1/7，A=1/7×1400=200

步驟3：據圖七得：DNA分子連續復制兩次多出了22-1=3個DNA分子，所以共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數量是3×200=600個。

習題：DNA分子中有堿基a個，腺嘌呤m個，若這個DNA分子經過3次復制后，需補充多少個游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸？（7×（a /2-m）個）

2.計算復制的次數

例6.在一個DNA分子中腺嘌呤有200個，復制數次后消耗了周圍環境中3000個腺嘌呤脫氧核苷酸，問這個DNA分子復制了多少次？

解：步驟1：畫DNA復制的示意圖，得圖七。

步驟2：由圖可知：復制n次后比原來多出了2n-1個DNA分子。因此有（2n-1）×200=3000，通過計算得n=4。

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通過以上實例可知，能適當借助簡圖把DNA分子抽象的微觀結構、直觀化，做到解題既快捷又準確無誤。

？誗編輯 李建軍