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1、碱基含量的测定2019版高中生物学必修二提到，沃森一克里克构建DNA双螺旋结构模型依据之一，是DNA中碱基的含量比例：那么，DNA碱基因含量比例是如何测定出来的？20世纪40年代，奥地利生化学家卡伽夫对不同物种和同一物种不同器官的DNA分子中碱基数目及比例的关系进行了详细的研究，并于1951年提出了著名的有关DNA分子中碱基含量的卡伽夫法则。卡伽夫研制了一种化学方法，用来测定DNA每种碱基的含量。核酸的分子量为几万到几百万或更多。可因高温、极端pH及某些化学试剂的影响发生变性。他首先用当时比较精确的纸层析法分离4种碱基。由于核酸中的碱基杂环结构在260纳米波长区域内吸收紫外光，故可用紫外吸收值
2、的变化定性或定量测定核酸。也可利用戊糖的颜色反应或磷酸含量来测定核酸。卡伽夫通过该方法测定了大量不同来源DNA的A、T、G和C，其中括号表示物质量的浓度。实验结果如下：通过对上述实验数据进行处理可以得出：表1不同种生物中DNA碱基分析上述表格可以得到，不同生物来源的DNA，碱基A的含量等于T的含量，G的含量等于C的含量。即AGTC，可能存在A与T、G与C分别配对。表2同种生物不同器官中DNA碱基分析上述表格说明，同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致。DNA具有多样性和特异性。卡伽夫的贡献在于否定了“四核苷酸假说”（由科学家列文因其
3、在1910年左右提出的，DNA由等量的腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶组成），并为探索DNA分子双螺旋结构提供了重要的线索和依据。例1、DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中GC含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述，错误的是()A.双链DNA分子中的碱基含量符合卡伽夫法则B.Tm值相同的DNA分子中GC的数量相同C.Tm值的大小与DNA中氢键的多少有关D.在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中，应选择6种形状的材料分别表示脱氧核糖、磷酸和碱基解析：双链DNA分子中的碱基含量符合卡伽夫法则，A正确；两DNA分
4、子若Tm值相同，则它们所含GC比例相同，但CG的数量不一定相同，B错误；Tm值表示DNA分子中GC比例，G、C之间三个氢键，与DNA中氢键的多少有关，C正确；在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中，应选择6种形状的材料分别表示一种脱氧核糖、一种磷酸和四种含氮碱基，D正确。故答案为B。 例2、卡伽夫（E.chargaff）通过化学分析法测定出了几种DNA样本中四种碱基的含量，通过比较每一种细胞DNA中四种碱基的含量及碱基比，从而说明DNA中碱基之间的关系，下列针对数据的分析错误的是（ ）A.所有双链DNA样本中嘌呤碱与嘧啶碱的数量相等，但A+T的量不一定等于G+C的量B.当DNA样本中（A+C）/
5、（G+T）=（A+G）/（C+T）时一定是双链DNA分子C.样本中（A+C）/（G+T）的碱基比值无物种的特异性，（A+T）/（G+C）的碱基比值因物种而异D.同一生物不同细胞中各个碱基的相对含量及（A+T）/（G+C）的碱基比值基本相同解析：所有双链DNA中嘌呤碱与嘧啶碱的数量相等，但A+T的量不一定等于G+C的量，A正确；当DNA样木中（A+C）/（G+T）=（A+G）/（C+T）时，可以是双链DNA分子或单链DNA分子，B错误；DNA分子中（A+C/（G+T）的碱基比值=1，样本中所有物种都符合，因而无物种的特异性。不同物种，（A+T）/G+C）的碱基比值不同，C正确；同一生物不同细胞中的DNA相同，因此各个碱基的相对含量及（A+T）/（G+C）的碱基比值基本相同，D正确。故答案为B。学科网（北京）股份有限公司