14第2節DNA分子的結構1?體驗DNA分子雙螺旋結構模型的制作過程，學會制作DNA分子的模型。2．掌握DNA分子的結構特點并會進行相應的堿基計算。(重、難點)知識點一DNA分子的結構[學生用書P45]閱讀教材P47?P491．DNA雙螺旋結構模型的構建DNA的結構申仏4種脫率樓昔威,分別含冇鼻kDNA的結構申仏4種脫率樓昔威,分別含冇鼻k<l_gpq種假基沈廡酣克凰直推算出DNA好子呈螺旌結構堿菇位于嫦旄伯外部威爾金蔚和富蘭克林捉撰的1WA衍射圖譜嘗試逹三螺険磷股一脫氧檯糖林塑牲處.#

墓在阻R趣戚51恿行配對

蠱舟夫提UjUNA^

子中A=T,G=C番新建柚模刑：讓A與工配對”<；與空配對形城DWA怒煤雄結構模因2．DNA分子的結構寫出下圖中各部分的名稱胸腺嘧啶(T)：②脫氧核糖：③磷酸：④堿基對：⑤腺嘌吟(A)：⑥鳥嘌吟(G)；⑦胞嘧啶。雙螺旋結構的特點DNA分子是由兩條鏈構成，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架：堿基排列在內側。兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。堿基配對的規律是：A與T配對，G與C配對。堿基之間這種一一對應的關系，叫做堿基互補配對原則。唯點深度剖前1.解讀DNA結構模型的三個關鍵［每個DNA分子片段中，游離的磷酸基團有2個;［數量JA—T堿基對之間有兩個氫鍵，G—C堿基對之(1)L關系I間有三個氫鍵；I脫氧核糖數=磷酸數=含氮堿基數單鏈中相鄰堿基通過脫氧核糖單鏈中相鄰堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖連接；互補鏈中相鄰堿基通過氫鍵相連'氫鍵：連接互補鏈中相鄰堿基；⑶|化學鍵|J磷酸二酯鍵：連接單鏈中相鄰兩個脫氧核I苷酸的脫氧核糖和磷酸2.利用數字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子結構3.DNA分子的特性穩定性：①DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變；②兩條鏈間堿基互補配對的方式不變。多樣性：不同DNA分子中脫氧核苷酸的數量不同，排列順序多種多樣。n個堿基對構成的DNA分子中，排列順序有4n種。⑶特異性：每種DNA都有區別于其他DNA的特定的堿基排列順序。1.(2019?濱州高一檢測)下面關于DNA分子結構的敘述，不正確的是()每個DNA分子中通常都含有四種脫氧核苷酸DNA分子的兩條鏈反向平行DNA兩條鏈上的堿基以氫鍵相連，且A與T配對，G與C配對每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基［解析］選D。通常情況下，DNA分子中每個脫氧核糖上連接兩個磷酸和一個堿基，位于兩條鏈兩端的脫氧核糖連接著一個磷酸和一個堿基。2．下圖表示某同學在制作DNA雙螺旋結構模型時，制作的一條脫氧核苷酸鏈，下列表述不正確的是()能表示一個完整脫氧核苷酸的是圖中的a或b圖中與每個五碳糖直接相連的堿基只有1個相鄰脫氧核苷酸之間通過化學鍵②連接起來從堿基上看，缺少的堿基是T［解析］選A。圖中所示只有a表示的是一個完整的脫氧核苷酸；圖中與五碳糖直接相連的堿基只有1個；②表示的是磷酸二酯鍵，相鄰的脫氧核苷酸通過此鍵相連接；脫氧核苷酸中的堿基共有4種，即A、G、C、T。知識點二DNA分子中的相關計算［學生用書P46］結合DNA分子雙螺旋結構模型的特點，歸納DNA分子中的有關計算規律。A丁E」IIii以DNA雙鏈為研究對象時堿基數量的關系A、T、G、C的關系：A=T，G=Co非互補堿基和之比：(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。結論：DNA中非互補堿基之和相等。以DNA單鏈為研究對象時堿基數量的關系?A1=T2，G1=C2，C1=G2，T1=A2o②若1鏈中(d+GJ/e+CJ^m,則2鏈中(A2+G2)/(T2+C2)=1加。結論：兩鏈間非互補堿基和之比互為倒數。DNA雙鏈和單鏈中堿基數量的關系①若雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1+T1=n%，則A1=T.l12*A1+T1=A2+T2=n%，所以A+T=t1=a21122

=n%。A】+Aq+T]+T?n%=n%。2=2結論：在同一DNA分子中，單鏈中某互補堿基之和所占的比例與雙鏈中該互補堿基之和所占的比例相等。②若1鏈中\占比例為X］,2鏈中A2占比例為X2,則整個DNA分子中A占比例為(￡+X2)/2。結論：某堿基占雙鏈DNA堿基總數的比例等于相應堿基占相應單鏈比例和的一半。解答此類問題分三步第一步：(1)看清單雙鏈：所求的堿基占單鏈中的比例還是雙鏈中的比例。(2)看清“個”或“對”：題干中給出的數量是多少“對”堿基還是多少“個”堿基第二步：畫一個DNA分子簡圖，標出已知和求解，并分析堿基之間的關系。第三步：根據堿基互補配對原則及其推論進行解答。1.在雙鏈DNA分子中，有關四種堿基的關系，下列等式中錯誤的是第三步：根據堿基互補配對原則及其推論進行解答。1.在雙鏈DNA分子中，有關四種堿基的關系，下列等式中錯誤的是()aC=Ga.taB．A=G

T=CC.A+G=T+CD.A+T=G+C［答案］D2.若一個雙鏈DNA分子的G占整個DNA分子堿基的27%,并測得DNA分子一條鏈上的A占這個鏈堿基的18%，則另一條鏈上的A的比例是()A.9%B.27%C.28%D.46%C.28%［解析］選C。G占整個DNA分子的27%，依堿基互補配對原則可知：G二C二27%,G+C二54%,那么A+T二1-54%二46%,又因為它的任何一條鏈中A+T二46%,其中一條鏈中的A二18%,則此鏈中T二46%-18%二28%,另一條鏈中A二28%。3.某DNA分子中，胞嘧啶與鳥嘌呤共占堿基總量的46%，其中一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基總數的28%,則另一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基總數的百分比為()A.46%B.26%C.54%D.24%［解析］選B。假設這段DNA分子中分為H鏈和L鏈，根據堿基互補配對原則，列出：(Gh+CH)%二(CL+Gl)%二總(G+C)%,故Gl+Cl=46%。同理,(Ah+TH)%二(AL+Tl)%二總(A+T)%,即AL+TL二54%,AH二TL二28%,故AL二54%-28%二26%。

核心知識小結［規范答題］ODNA分子的雙螺旋結構兩條鏈反向平行。［要點回眸］［要點回眸］堿基通過氫鍵連接成堿基對，排列在內側。?雙鏈DNA分子中，嘌吟堿基數=嘧啶堿基數，即A+G=T+C。?互補堿基之和的比例在DNA的任何一條鏈及整個DNA分子中都相等。O在DNA分子中，含G—C堿基對越多的DNA分子相對越穩定。?非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數，而在整個DNA分子中比值為1。［學生用書P47］［拓寬教材］1.(必修2P50“模型建構”改編)下面是4位同學拼制的DNA分子部分平面結構模型,正確的是()［解析］選C。脫氧核苷酸之間的連接點是在一個脫氧核苷酸的磷酸和另一個脫氧核苷酸的脫氧核糖之間，A、B兩項錯誤；磷酸分別與兩個脫氧核糖的5號、3號碳原子相連，C項正確，D項錯誤。2.(必修2P51拓展題改編)(1)如果DNA分子一條鏈H1中的(A+C)/(T+G)為m,那么互補鏈H2中(A+C)/(T+G)為；在整個DNA分子中，該比值為。(2)在雙鏈DNA分子中，若某一條鏈中(A+T)/(G+C)=n，則在另一條鏈中(A+T)/(G+C)的比值是；在整個DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值是。［答案］(i)mi(2)nn［精練好題］3.下圖為某同學在學習DNA分子的結構后畫的含有兩個堿基對的DNA片段(其中O代表磷酸)，下列為幾位同學對此圖的評價，其中正確的是()甲說：該圖沒有什么物質和結構上的錯誤乙說：該圖有一處錯誤，就是U應改為T丙說：該圖有三處錯誤，其中核糖應改為脫氧核糖丁說：如果說他畫的是RNA雙鏈則該圖就是正確的［解析］選C。題圖中有三處錯誤，錯誤一：組成DNA分子的五碳糖應該是脫氧核糖，所以圖中的核糖應改為脫氧核糖。錯誤二：堿基應為A、T、G、C四種，圖中的U應改為T。錯誤三：單鏈中脫氧核苷酸之間的連接形式不應該是磷酸與磷酸相連而是磷酸與脫氧核糖相連。(2019?昆明高一檢測)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型A：C：T：G為1：2：3：4,貝9該模型中四種堿基模型的比例應為()A.1：2：3：4B.3：4：1：2C.1：1：1：1D.2：3：2：3［解析］選D。DNA雙鏈中A與T酉己對，C與G酉己對，所以已知比例的這條鏈上的A(T)數量與另一條鏈上的T(A)數量相等，C(G)數量與另一條鏈上的G(C)數量相等，故另一條鏈中A、C、T、G數量之比為3：4：1：2,兩比值對應相加，即得到整個DNA雙鏈中四種堿基數量的比為2:3:2:3O(2019?濟寧高一檢測)某DNA分子中A+T占整個DNA分子堿基總數的44%，其中一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數的21%，那么，對應的另一條互補鏈(b)上的G占DNA分子堿基總數的比例是()A.35%B.29%C.28%D.17.5%［解析］選Do已知該DNA分子中A+T占整個DNA分子堿基總數的比例為44%，根據

堿基互補配對原則可知，A二T,G二C,所以A二T=22%,則G二C二50%-22%二28%。又已知一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數的21%,即G］二21%,在雙鏈DNA分子中，G=(G{+G2)/2,解得互補鏈(b)上G+G2)/2,解得互補鏈(b)上G2=2G-G117.5%。6.(2019?煙臺高一檢測)下圖是DNA片段的結構圖，請據圖回答下列問題:圖甲圉乙圖甲圉乙圖甲表示DNA片段的結構，圖乙表示DNA片段的結構。填出圖中部分結構的名稱：［2］、［5］。從圖中可以看出DNA分子的兩條鏈是由和交替連接形成的。連接堿基對的化學鍵是,堿基配對的方式如下：與配對；與配對。從圖甲中可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是的,從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成規則的結構。［解析］(1)圖甲表示DNA分子的平面結構，圖乙表示DNA分子的立體(空間)結構。⑵圖中2表示一條脫氧核苷酸單鏈片段,而5表示腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結構可以看出，DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側構成了基本骨架。(4)DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，且有一定規律：A與T配對，G與C配對。(5)根據圖甲可以判斷：組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈是反向平行的；從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈相互纏繞成規則的雙螺旋結構。［答案］(1)平面立體(或空間)(2)一條脫氧核苷酸單鏈片段腺嘌呤脫氧核苷酸(3)脫氧核糖磷酸(4)氫鍵A(腺嘌吟)T(胸腺嘧啶)G(鳥嘌吟)C(胞嘧啶)(5)反向平行雙螺旋■■■演練強化提升■■■［學生用書P107(單獨成冊)］［基礎達標］1.(2019?連云港高一檢測)脫氧核苷酸的正確組成圖示應為圖中的()號碳原子上，只有D項連接正確。2．某同學制作的堿基對模型如圖，下列對其分析正確的是()模型中的圓圈表示磷酸基團模型中的五邊形表示核糖模型中的A和T之間的雙線表示磷酸二酯鍵模型中的A表示腺苷［答案］ADNA分子的基本骨架是()磷脂雙分子層規則的雙螺旋結構由脫氧核糖和磷酸交替連接而成堿基的連接［解析］選C。脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成DNA的基本骨架。雙螺旋結構是DNA的立體結構。(2019?西安高一檢測)由1對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結構中有1個腺嘌呤，則它的其他組成成分應是()3個磷酸、3個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胞嘧啶2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶2個磷酸、2個脫氧核糖和1個尿嘧啶［解析］選C。根據堿基互補配對原則，A二T、C二G,則這一對氫鍵連接的脫氧核苷酸可表示為二「二''，可見它的其他組成應是2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶。下表為生物學家在分析大麥、果蠅、豬、牛和人等生物DNA堿基比例時得到的結果：生物的種類大麥果蠅豬牛人A+T1.211.371.431.311.52G+C根據上表，可獲得的最恰當的結論是（）A．DNA分子具有特異性B．DNA分子具有多樣性C．DNA分子具有遺傳性D．DNA分子具有特異性和多樣性A＋T［解析］選D。在雙鏈DNA分子中，A二T,G二C,但的比值因生物種類不同而不G＋C同，每一種生物都有其特定的比值，這就構成了DNA分子的特異性；不同生物，其比值又不同，這就構成了DNA分子的多樣性。［能力提升］（2019?湖南益陽期末）以下四個雙鏈DNA分子中穩定性最差是（）G—C—T—A—A—A—C—CT—T—A—C—G其中A占25%G—C—T—A—A—C—CT—T—A—C—G—A其中T占30%G—C—A—A—C—CT—T—A—C—G—T—A其中G占25%T—A—A—A—C—CG—C—T—T—A—C—G其中C占30%［解析］選B。由題意知，A選項的DNA分子中A二25%,則G二C二25%；B選項中的DNA分子中T二30%,因此G二C二20%；C選項中的DNA分子的G二C二25%；D選項中的DNA分子中G二C二30%；因此四個選項中D選項中的DNA分子的G、C堿基對的比例最高，該DNA分子最穩定，B中G、C堿基對最少，穩定性最差。如果有人給你一種單鏈DNA的樣品，你不相信，于是你對樣品做了核苷酸組成分析，以下能證明你的樣品一定是單鏈DNA的數據是（）A.38%A，12%C，12%G，38%UB.22%A，32%C，17%G，29%UC.22%A，32%C，17%G，29%TD.38%A，12%C，12%G，38%T［解析］選C。雙鏈DNA分子中互補配對的堿基數量一定相等，如果配對堿基數量不相等則一定是單鏈DNA分子，且DNA分子中不含有堿基U。8.（2019?山東師大附中學分認定）2017年7月，科學家們揭開了關于染色質中DNA的世紀之謎，首次在人類活細胞的細胞核中實現了3D基因組成像。這項研究可能有助于改寫DNA結構的教科書模型。下列關于DNA分子結構的敘述，錯誤的是()組成DNA的堿基排列在內側，互補鏈間的堿基配對有一定的規律性脫氧核苷酸的數目和排列順序決定了DNA分子的多樣性雙鏈DNA分子中，若一條鏈的G：T=1：2,則另一條鏈的C：A=2：1沃森和克里克研究DNA分子結構時，運用了建構物理模型的方法［答案］C9?在含有四種堿基的DNA片段中，有腺嘌吟a個，占該片段全部堿基的比例為b則下列有關敘述正確的是()bW0.5b±0.5胞嘧啶為a(1/2b—1)個胞嘧啶為b(1/2a—1)個［解析］選C。由題意知，該DNA片段中含有A、G、C、T四種堿基。在雙鏈DNA分子中A二T,所以bv0.5,不可能等于0.5。在DNA分子中，A有a個,占全部堿基的比例為b，則堿基總數為alb。G二C二a/2b-a二a(1/2b-1)個。(2019?淄博高一檢測)在一個雙鏈DNA分子中，堿基總數為m,腺嘌吟堿基數為n，則下列有關敘述錯誤的是()脫氧核苷酸數=磷酸數=堿基總數=血堿基之間的氫鍵數為(3m—2n)/2兩條鏈中A+T的數量為2nG的數量為m—n［答案］D(2019?廣州高一檢測)某DNA分子中，G+C之和占全部堿基的35.8%,一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數的32.9%和17.1%,則它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數的()A.32.9%和17.1%B.31.3%和18.7%C.18.7%和31.3%D.17.1%和32.9%［解析］選B。由于DNA分子中(G+C)之和在整體中的比例與在單鏈DNA中該比例均相

等，可推出該已知鏈中G+C二35.8%,又因T與C分別占32.9%與17.1%,可求出該鏈中

的A為1-(G+C+T)二1-(35.8%+32.9%)二31.3%,G二35.8%-17.1%二18.7%。其互補鏈中T和C應與該鏈中A與G的含量相等。12．下列與生物體內核酸分子功能多樣性無關的是()A.核苷酸的組成種類B?核苷酸的連接方式核苷酸的排列順序核苷酸的數量［解析］選B。核酸包括DNA和RNA,兩種物質功能不同。DNA由4種脫氧核苷酸組成,RNA由4種核糖核苷酸組成；核苷酸的數量和排列順序的不同，決定了核酸分子結構的多樣性,結構的多樣性決定了功能的多樣性；組成核酸的核苷酸分子之間都是通過磷酸二酯鍵連接的。13.某同學用紙片、細線等材料及剪刀、針等工具制作了一個DNA雙螺旋結構模型。回答下列與模型制作有關的問題：(1)下圖是該同學剪出來的一些小紙片，若C代表堿基，則A和B分別代表什么？A.R.(2)如果用線段的條數表示堿基對之間氫鍵的數目，請用線條連接下列堿基對。(3)請畫出含三個脫氧核苷酸的DNA單鏈圖。［解析］(1)通常用圓圈表示磷酸，用五邊形表示脫氧核糖，而4種堿基形狀各不相同。