DNA 上碱基互补配对是通过氢键来实现的?

在DNA分子结构中，由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变，使得碱基配对必须遵循一定的规律，这就是A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对，反之亦然。碱基间的这种一一对应的关系叫做碱基互补配对原则。这一原则在解题中如何应用呢？本人在教学中做了如下的尝试，收到良好的教学效果。

⒈明确原则的含义及拓展规律：

DNA分子是由两条脱氧核苷酸链构成的。根据碱基互补配对的原则，一条链上的A一定等于互补链上的T；一条链上的G一定等于互补链上的C；反之如此。因此，可推知多条用于碱基计算的规律。

规律一：在一个双链DNA分子中，A=T、G=C。即：A+G=T+C或A+C=T+G，变形为 或 。也就是说，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

规律二：在双链DNA分子中，两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单链中这一比值相等，即DNA分子中 与该DNA分子每一单链中的这一比值相等。

规律三：DNA分子一条链中，两个不互补配对的碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数，即DNA分子一条链中 的比值等于其互补链中这一比值的倒数。

规律四：在双链DNA分子中，互补的两个碱基和占全部碱基的比值等于其中任何一条单链占该碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。即 双链(A+T)%或(G+C)%=任意单链 (A+T)%或(G+C)%=mRNA中 (A+U)%或(G+C)%。




DNA A T G C

T A C G


⒉应用规律解题：
⒉1解题的思路：

⒉⒈1列出DNA分子碱基间的关系，如图：

⒉⒈2根据题意找出相应的关系，计算要求的值。

⒉2例题：

例⒈测定一个DNA分子中的碱基组成，知道它所含碱基T的含量为10％，则它含的碱基C的量应是（ ）

A.10% B.20% C.30% D.40%

解析：按上述解题思路列出DNA分子碱基间的关系，如上图。根据规律一有A=T=10％，则有G=C= 。即C的量为40％，选择D。

例⒉⑴若DNA分子的一条单链中 ，则上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是（ ）

A.0.4,1 B.2.5,1 C.0.4,0.4 D.0.6,1

⑵若DNA分子的一条单链中 ,则上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是（ ）

A.0.4,1 B.2.5,1 C.0.4,0.4 D.0.6,1

解析：根据规律三，互补链中 即 ；又根据规律一，整个DNA分子中 。因此，⑴小题选择B。当DNA分子的一条单链中 时，根据规律二，上述比例在其互补链和整个DNA分子中都是0.4，⑵小题应选择C。




DNA A T G C ――――――a

T A C G ――――――b


例：⒊双链分子中G占38％，其中一条链中T占15％，那么另一条链的T占该链的多少（ ）？
解析：



设a链的T=5%。根据已知条件有如下的碱基关系，即：在整个DNA分子中有G=C=38%,则有：G+C=76%，A+T=24%。又根据规律四，双链(A+T)% =任意单链 (A+T)%。故b链中有A+T=24%。而根据已知条件有Ta=Ab=5%，因此，Tb=24%-5%=19%。

例：⒋某mRNA分子中的碱基中U占20％，A占10％，则转录该mRNA的DNA分子片断中C占（ ）

A.35% B.30% C.70% D.无法确定

解析：mRNA是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成的。由于mRNA没有T,只有碱基U（尿嘧啶）。因此，在以DNA为模板合成mRNA时，需以U替代T与A配对。如图所示：

DNA A T G C ――――――a

T A C G ――――――b

RNA A U G C

















设b链为模板链，已知有如图的关系，则mRNA中的A+U=30%。根据规律四，在DNA分子中有(T+A)b=(T+A)(a+b)=30%，所以在整个DNA分子中有G+C=70%。又根据规律一，G=C= =35%。因此，转录该mRNA的DNA分子片断中C占35％，即选择A。

值的注意的是，在解题中一定要找对DNA分子中碱基间的对应关系或DNA与RNA分子中碱基的相应关系，再灵活应用碱基互补配对的原则及相关规律，那么一切有关这一方面的问题就迎刃而解了。 \
DNA双链之间以氢键连接，氢键是一种次级键，能量较低，易受破坏，在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA双螺旋结构松散，变成单链，即为DNA变性。DNA变性只涉及二级结构改变，不伴随一级共价键的断裂。（http://www.ahdszx.com/Article/gr/200610/296.html）
生物体内的蛋白质和DNA分子内或分子间存在大量的氢键，它们是由羰基上的氧和氨基上的氢形成的，这极大地增强了螺旋结构的稳定性。（http://wz.huaxue.com.cn/Senior/Skill/2006-11-19/20061119003957.html）

两个生殖细胞结合,为什么要碱基互补配对

严格的说精子和卵细胞结合，其遗传信息是各自的单倍染色体集合在一起，成为新的2倍体细胞即受精卵细胞。受精卵细胞在增殖过程中，染色体会加倍，此时会发生染色体交叉互换，基因重组。DNA复制，基因重组的过程中，其碱基通过互补配对完成此过程，A-T，C-G。也就是说A碱基只能通过氢键和T碱基配对，C和G碱基也同理，而在少数情况下也会出现错配的情况，但是细胞有DNA修复机制，大部分情况下可以做到错配修复。

精子和卵子之间结合后它俩之间并没有产生碱基配对，此时受精卵已经含有完整的46条染色了。

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