巧設“100”解決DNA的堿基類型題的策略

關于DNA分子的計算題可以很好地考查學生對堿基互補配對原則，DNA復制過程以及轉錄翻譯過程的理解和掌握。很多教輔資料總結出了許多諸如“推導公式解題”等的方法，但是這種方法需要學生靠記憶公式來完成解題過程，不能很好體現對學生理解技巧和解題能力的培養。而且要記住這些所謂的“公式定理”也實在困難，就算記住了，時間長了也容易遺忘，因此筆者為減輕學生學習負擔和培養學生分析解決實際問題的能力，總結出了一套較為實用的解題方法，現將此方法介紹如下:

【例1】若在一雙鏈DNA分子中鳥嘌呤和胞嘧啶之和占堿基總和的44%，在其中的一條鏈中A和C分別占該鏈堿基數的22%和30%，那么在另一條鏈中腺嘌呤和胞嘧啶分別占該鏈堿基數的比值為

A. 34%、14%B. 22%、30%

C. 14%、34%D. 20%、28%

【解析】假設該雙鏈DNA分子共有100個堿基，則α鏈，β鏈各有50個堿基。根據題意: Aα=50×22%=11;Cα=50×30%=15，因為G+C=100×44%=44，所以A+T=56，又因為在DNA分子中C=G，A=T，所以求得C=G=22，A=T=28。綜合上述數據可以得出:Aβ=A-Aα=17;Cβ=C-Cα=7，所以Aβ占β鏈堿基數的比值為:(17/50)×100%=34%;Cβ占β鏈堿基數的比值為:(7/50)×100%=14%。

【答案】A

【例2】在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數目的54%，其中一條鏈中鳥呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數的22%和28%，則由該鏈轉錄的信使RNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占堿基總數的

A. 24%，22%B. 22%，28%

C. 26%，24%D. 23%，27%

【解析】假設該DNA分子中的堿基有100個，則α鏈，β鏈各有50個堿基。mRNA鏈是以β鏈為模板鏈合成的r鏈也含有50個堿基。根據題意:在DNA分子中A+T=54，A=T=17，那么β鏈中Gβ=50×22%=11，Tβ=28%×50=14，根據堿基互補配對原則Gr=Cβ=Gα=G-Gβ=[(100-54)/2]-11=12，Cr=Gβ=11，所以mRNA中鳥嘌呤占堿基總數的比例:(12/50)×100%=24%;胞嘧啶占堿基總數的比例:(11/50)×100%=22%。

【答案】A

【例3】分析一個DNA分子時，發現30%的脫氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知該分子一條鏈上鳥嘌呤含量的最大值可占此鏈堿基總數的

A. 20%B. 30%C. 40%D. 70%

【解析】假設該DNA分子中有100個堿基，則α鏈，β鏈各有50個堿基。

根據題意:在DNA分子中A=T=100×30%=30，所以根據堿基互補配對原則G=C=(100-30×2)/2=20。要使G在某條鏈上達到最大值，只要將這20個G都集中在該鏈上就可以實現。即:一條鏈上的G的最大值可占該鏈堿基的比例:(20/50)×100%=40%。

【答案】A

【例4】一個DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥嘌呤多40%，兩者之和占DNA分子堿基總數的24%，則該DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數目的

A. 44%B. 24%C. 14%D. 28%

【解析】假設該DNA分子共有堿基100個，則α鏈，β鏈各有50個堿基。

依據題意:Aα+Gα=100×24%=24，Aα=1.4Gα ，求得Aα=14，Gα=10，所以Tβ=Aα=14，該DNA分子中的β鏈中，胸腺嘧啶占該鏈堿基數目的比例:(14/50)×100%=28%。

【答案】D

【例5】某同學制作的DNA雙螺旋結構模型中，在一條鏈中所用堿基模塊A:C:T:G為1:2:3:4，則該模型中上述堿基模塊的比應為

A. 1:2:3:4B. 3:4:1:2

C. 1:1:1:1D. 2:3:2:3

【解析】假設該DNA分子共有堿基100個，則α鏈，β鏈各有50個堿基。

依據題意:Aα:Cα:Tα:Gα=1:2:3:4，所以可以得出:Aα=Tβ=50×(1/10)=5;Cα=Gβ=50×(2/10)=10;Tα=Aβ=50×(3/10)=15;Gα=Cβ=50×(4/10)=20，所以A:C:T:G=(Aα+Aβ):(Cα+Cβ):(Tα+Tβ):(Gα+Gβ)=2:3:2:3。

【答案】D

【例6】(2001廣東)下列關于雙鏈DNA的敘述錯誤的是

A. 若一條鏈A和T的數目相等，則另一條鏈上A和T的數目也相等

B. 若一條鏈A的數目大于T，則另一條鏈上A的數目小于T

C. 若一條鏈的A:T:G:C=1:2:3:4，則另一條鏈A:T:G:C=1:2:3:4

D. 若一條鏈的A:T:G:C=1:2:3:4，則另一條鏈A:T:G:C=2:1:4:3

【解析】我們可以先假設α鏈，β鏈各有100個堿基，若一條鏈的A:T:G:C=1:2:3:4，即Aα:Tα:Gα:Cα=1:2:3:4，所以Aα=Tβ=100×(1/10)=10;Tα=Aβ=100×(2/10)=20;Gα=Cβ=100×(3/10)=30;Cα=Gβ=100×(4/10)=40，那么則另一條鏈A:T:G:C，即Aβ:Tβ:Gβ:Cβ=20:10:40:30=2:1:4:3。

【答案】C

【例7】(2010東莞模擬)雙鏈DNA分子中，G占堿基總數的38%，其中一條鏈的T占5%，那么另一條鏈中的T占該鏈的

A. 19%B. 38%C. 5%D. 76%

【解析】假設該DNA分子α鏈，β鏈各有100個堿基。

根據題意:G=C=38%×200=76，Tα=100×5%=5，所以T=(200-76×2)/2=24，Tβ=T-Tα=19，那么Tβ占β鏈的百分比為19%

【答案】A

綜合上述七個例題的分析和解答，筆者認為在解決DNA堿基計算的問題時巧設DNA的堿基數為“100”或者DNA分子中雙鏈各為“100”，然后根據題目的意思和堿基互補配對的原則計算出每一條鏈上的各種堿基的數量，這樣問題就迎刃而解了。學生也比較容易接收這種的解題思路，這對培養學生將復雜問題簡單化提供了一個很好的范例。

責任編校李平安