测噪音公式碱基互补配对原则的公式及应用

2020年10月13日发(作者：康恺)
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碱基互补配对原则的公式及应用

1． 最基本规律

在数量上，两个互补的碱基相等，任意两个不互补的碱基之和恒等。

即A甲链 = T乙链， T甲链= A乙链 C甲链 = G乙链 G甲链 = C乙链

A+G=C+T A+C=G+T

2． 在双链DNA分子中，任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的50％。

即

【例1】在一个双链DNA分子中，含有35％的腺嘌呤，它所含的胞嘧啶应该是：

A、15％ B、30％ C、35％ D、70％

解：

因此答案为A。

3、在双链DNA分子中，配对的两种碱基的含量之和，在整个DNA分子及每条链中都相等

A% + T% = A甲链％ + T甲链％ = A乙链％ + T乙链％

C% + G% = C甲链％ + G甲链％ = C乙链％ + G乙链％

【例2】某 细菌的一个DNA分子中含有20％的A+T，那么由它转录合成的信使RNA中的G+C
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的含量应是

A、80％ B、60％ C、40％ D、20％

解：∵A% + T% = A甲链％+ T甲链％ = A乙链％ + T乙链％ ＝20％

∴G% + C% = G甲链％ + C甲链％= G乙链％ + C乙链％ ＝80％

∴信使RNA中G+C的含量应是80％。

因此答案为A。

4、在双链DNA分子中，某种碱基在两条链中的含量之和等于该碱基在整个DNA分子中含量
的2倍。

2·A％＝A甲链％ + A乙链％；2·T％＝T甲链％ + T乙链％；

2·G％＝G甲链％ + G乙链％；2·C％＝C甲链％ + C乙链％

【例3】某DNA 分子中，A＝20％，其中一条链中A＝10％，以

这条链为模板合成RNA分子中A占：

A、10％ B、20％ C、30％ D、40％

解：∵2·A％＝A甲链％ + A乙链％

∴A乙链％＝2·A％－A甲链％＝2×20％－10％＝30％

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∴这条链（甲链）中T的含量为30％。

∴RNA分子中A占30％。

因此答案为C。

以上 这些规律在掌握后可以加快解题速度，但是在学习时首先要掌握最基本的规律关系，即
A=T，C=G, 在熟练掌握基本规律的基础上再去学习应用这些现成的规律解题，不要本末倒置，
建议同学们利用最基本 的等量关系结合图解试着自己去推导出上述规律，这样可以加深理解。

二． 关于碱基计算中的最大值问题

【例4】分析一个DNA分子时，发现30％的脱氧核苷酸含 有腺嘌呤，由此可知该分子中一条
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：根据上面的公式计算可知：A=T＝30％， C=G=12(1-2×30％)=20％

两条链上的鸟嘌呤总含量为20％，一般情况下两条链上都有鸟嘌呤，而如果DNA分子中所 有
的鸟嘌呤都分布在分子中的一条链上，则达到含量的最大值，由于一条链上的碱基总只有双链的
一半，所以一条链上鸟嘌呤含量的最大值为2×20％=40％.

三．DNA一条链上的碱基数量变化范围讨论

例6．已知一段双链DNA分子中， 鸟嘌呤所占的比例为20％，由该DNA转录出来的RNA，
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胞嘧啶的比例是（ ）

A.10％ B.20％ C.40％ D.无法确定

解析：假 设RNA是由DNA中的甲链转录而来，根据碱基互补配对原则，可知RNA上胞嘧啶
的比例应该与甲链 中鸟嘌呤所占比例相同，即：CRNA%=G甲链%

根据题意，在整个DNA分子中，鸟嘌 呤所占的比例为20％，但两条链上的鸟嘌呤数量不一定
相同，所以无法确定甲链上鸟嘌呤所占比例，进 而也无法确定转录而成的RNA上胞嘧啶的比例。

对于甲链来说，当甲链上没有鸟嘌呤时， 鸟嘌呤所占比例达到最小值0；而当所有的鸟嘌呤都分
布在甲链上（例4所示情况）时，鸟嘌呤所占比例 达到最大值40％。故甲链上的鸟嘌呤所占比
例范围应为：0≤鸟嘌呤所占比例≤40％
< br>推广结论：若在一段双链DNA分子中，某种碱基所占的比例为a,则在其中一条链上该碱基所占
比例X的范围是0≤X≤2a,由该链转录形成的RNA上互补碱基占RNA碱基总数的比例Y范围也
是 0≤Y≤2a 。

四．结合DNA复制过程的有关碱基计算

例7．某 DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需要游离的
胸腺嘧啶脱氧核苷 酸数为
（ ）

A．7（a－m） B．8（a－m） C．7（12a-m） D．8（2a－m）

解析：在一个DNA分子中，C=G== m个，则胸腺嘧啶T=12×(a－2m),DNA分子复制3次
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后，总的分子数是23==8个，共有T=12×(a－2m) ×23个,则需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷
酸数为12×(a－2m) ×23－12×(a－2m)＝7（12a-m），答案是C.

例8．具有A个碱基对的一 个DNA分子片断，含有m个腺嘌呤，该片断完成第n次复制需要
多少个游离的胞嘧啶核苷酸（ ）

A. 2n（A－m） B 2n-1 (A－m) C. 2n-1(12A－m) D. 2n (12A－m)

解析：本题与例6看上去 非常相似，但实际上提问的角度不同，例6是要求计算从开始复制到
整个复制完成一共需要多少个核苷酸 ，而本题只是要求计算从n－1次复制完成后，再复制一次
需要多少个核苷酸，例如一个DNA分子含有 m个腺嘌呤，且该DNA分子已经复制了2次，
那么完成第3次复制需要多少个游离的胞嘧啶核苷酸？

这个DNA分子片断中，胞嘧啶C=12×(2A－2m)=A－m, 该片断完成第n次复 制，需要游离
的胞嘧啶核苷酸数量＝2n（A－m）－2n-1(A－m)＝2n-1 (A－m)

[规律]

n次复制所需的脱氧核苷酸数为b×(2n－1).

第n次复制所需的脱氧核苷酸数为b×2n-1,其中b为所求的脱氧核苷酸在原来DNA分 子中的
数量，n为复制的次数。

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