题目

(核酸化学 易)有两个分离自未知细菌的DNA样品，它们各自含32%和17%的腺嘌呤碱基。(1)这两种细菌DNA各自所含的腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的比例是多少？(2)如果这两种细菌中的一种是来自温泉，哪一种菌应该是温泉菌，为什么？

(核酸化学 易)有两个分离自未知细菌的DNA样品，它们各自含32%和17%的腺嘌呤碱基。

(1)这两种细菌DNA各自所含的腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的比例是多少？

(2)如果这两种细菌中的一种是来自温泉，哪一种菌应该是温泉菌，为什么？

题目解答

答案

(1)根据碱基互补配对原则，A=T，G=C

则：DNA1中：因含有32%的A，所以应含有32%的T，而G=C=18%。

DNA2中：因含有17%的A，所以应含有17%的T，而G=C=33%。

(2) DNA中由于G-C配对时形成三个氢键，因此G-C含量高，则打开氢键所用的能量就高，即DNA的Tm值高，其关系可用公式(G+C)%=( Tm-69.3)×2.44%来表示。DNA2中G+C含量比DNA1中的高，其Tm值大于DNA1，所以DNA2来自温泉菌。

解析

考查要点：本题主要考查DNA碱基互补配对原则的应用，以及DNA热稳定性与G-C含量的关系。

解题核心思路：

  1. 碱基互补配对原则：在双链DNA中，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对，因此A=T，G=C。
  2. G-C含量与热稳定性：G-C配对通过三个氢键连接，比A-T的两个氢键更稳定。G-C含量越高，DNA的熔解温度（Tm值）越高，更耐高温，因此适合高温环境（如温泉菌）。

破题关键点：

  • 第（1）题直接利用互补配对原则计算各碱基比例。
  • 第（2）题通过比较G-C含量判断哪种DNA更耐高温。

第（1）题

DNA1的碱基比例

  1. 已知A=32%，根据A=T，得T=32%。
  2. 剩余比例为G+C=100%−A−T=100%−32%−32%=36%。
  3. 因G=C，故G=36%÷2=18%，C=18%。

DNA2的碱基比例

  1. 已知A=17%，根据A=T，得T=17%。
  2. 剩余比例为G+C=100%−A−T=100%−17%−17%=66%。
  3. 因G=C，故G=66%÷2=33%，C=33%。

第（2）题

  1. 比较G-C含量：DNA1的G-C含量为18%+18%=36%，DNA2的G-C含量为33%+33%=66%。
  2. 高温适应性：G-C含量越高，DNA的Tm值越高，更耐高温。因此，DNA2的G-C含量更高，适合温泉环境。