为何说腺嘌呤与腺嘌呤,胸腺嘧啶与胸腺嘧啶配对违反化学规律?

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分析某生物的DNA,发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%,其中一条链上的腺嘌呤占全部碱基的30%,~

正统方法:
∵根据碱基互补配对原则,腺嘌呤=胸腺嘧啶
∴腺嘌呤占全部碱基的比例=64%/2=32%

∵其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%
∴该条链上的腺嘌呤占全部碱基的比例=30%/2=15%

∴对应链中腺嘌呤占整个碱基的比例=32%-15%=17%


非正统方法(这种方法做习惯了不容易晕)
假设 、全部碱基数为100,则一条链的碱基数为50

∵腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%
根据碱基互补配对原则,腺嘌呤=胸腺嘧啶
∴腺嘌呤=100*(64%/2)=32

∵其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%
∴该条链上的腺嘌呤=50*30%=15
对应链中腺嘌呤=32-15=17
对应链中腺嘌呤占整个碱基的比例=17/100=17%

由DNA分子的结构特点可知,双链DNA分子中腺嘌呤总是与胸腺嘧啶配对,因此A=T;RNA分子是单链结构,不遵循碱基互补配对原则,含有的碱基是A、U、G、C;如果生物体中碱基腺嘌呤(A)的数量与碱基胸腺嘧啶(T)相等,则该生物最可能只含有双链DNA分子.A、肺炎双球菌含有DNA与RNA,A错误;B、噬菌体中只含有DNA,B正确;C、烟草花叶病毒只含有RNA,C错误;D、豌豆含有DNA和RNA,D错误.故选:B.

“腺嘌呤与腺嘌呤,胸腺嘧啶与胸腺嘧啶配对违反化学规律”这句话出自人教版生物必修二第48页中间,这个说法在高中阶段是正确的,就好比小学时期还没有学习负数时,所有的实数都是正数。

一、高中生物课本中这么写的目的

课本中说“违背化学反应规律”的目的,是以简明的语言告诉你这样配对在活细胞中是不行的,如果在活细胞中这样配对,DNA就无法维持正常的生物功能。如果只学高中的生物知识,只需要记住AT和CG配对才是正确的就可以(A指腺嘌呤、G指鸟嘌呤、C指胞嘧啶、 T胸腺嘧啶,这些是简称 )。

二、为什么说违背了化学规律

高中生物课本中说的AT,CG配对是传统的配对方式,叫做“Watson-Crick配对”,是生物体内的DNA中最常见,最普遍的一种配对方式,这种方式是使DNA维持生物功能的方式,其他的配对方式会造成遗传物质的不稳定。

就好比左手手套要戴在左手上,右手手套要戴在右手上,你把右手手套戴在左手上,就是带错了(高中课本中的“违背化学规律”)。但并不意外着右手手套戴不上左手,只是戴上去会感觉不舒服。在一些情况下,腺嘌呤与腺嘌呤,胸腺嘧啶与胸腺嘧啶是可以进行配对的,严格来说,只要可以配对就不是违背化学规律。

三、如何进行配对

AT和CG是通过氢键进行配对的(如下图),AT之间两个氢键,GC之间有三个,在平面图上也许看不出来什么,但是在立体结构中这种配对方式可以形成双螺旋结构。

其实能配对的有还有:AA(腺嘌呤-腺嘌呤),AG(腺嘌呤-鸟嘌呤),GG(鸟嘌呤-鸟嘌呤),CC(胞嘧啶-胞嘧啶),TT(胸腺嘧啶-胸腺嘧啶),这种配对组合形成不了稳定的螺旋结构,会导致遗传物质不稳定。

如果进一步深入学习,核酸的种类不止ATCGU五种,还有黄嘌呤,次黄嘌呤,N6甲基腺嘌呤,甲基胞嘧啶,羟甲基胞嘧啶,甲酰胞嘧啶,羧基胞嘧啶,卤素修饰的氟胞嘧啶,氟尿嘧啶……,配对方式更是多种多样。




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