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1、第2节 DNA分子的结构【典例导悟】【典例1】如图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答：（1）从主链上看，两条单链_平行；从碱基关系看，两条单链_。（2）_和_相间排列，构成了DNA分子的基本骨架。（3）图中有_种碱基，_种碱基对。（4）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：该DNA片段中共有腺嘌呤_个，C和G构成的碱基对共_对。在DNA分子稳定性的比较中，_碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。【规范解答】（1）从主链上看，两条单链是反向平行的；从碱基关系看，两条单链遵循碱基互补配对原则。（2）脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子
2、的基本骨架。（3）图中涉及到4种碱基，4种碱基之间的配对方式有两种，但碱基对的种类有4种，即AT、TA、GC、CG。（4）假设该DNA片段只有A、T两种碱基，则200个碱基，100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即GC或CG碱基对共60个，所以该DNA中腺嘌呤数为 （200-260）=40个。C和G共60对，由于G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此，G与C构成的碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。答案：（1）反向 碱基互补配对 （2）脱氧核糖 磷酸（3）4 4 （4）40 60 G与C【互动探究】（1）图中的A与ATP中的A有何不同？（2）该图中的DNA片段
3、最多可形成几种？提示：（1）图中A为腺嘌呤，而ATP中的A为腺苷。 （2）44种。【规律方法】DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一种螺旋：规则的双螺旋结构。【变式训练】下列关于DNA分子结构的叙述，不正确的是（ ）A.一般情况下，每个DNA分子含有四种脱氧核苷酸B.每个DNA分子中，都是碱基数等于磷酸数等于脱氧核苷酸数等于脱氧核糖数C.一段双链DNA分子中，若含有30个胞嘧啶，会同时含有30个鸟嘌呤D.每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个含氮
4、碱基相连【解析】选D。结合DNA分子结构平面图，不难看出，大多数情况为一个脱氧核糖与一个碱基和两个磷酸基团相连，一个磷酸与两个脱氧核糖相连。【典例2】（2010龙岩模拟）某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链（a）上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链（b）上的G占该链碱基总数的比例是A.35% B.29% C.28% D.21%【思路点拨】解答该题应从以下三个方面入手：【自主解答】选A。整个DNA中的A+T占整个DNA碱基总数的44%，则G+C占整个DNA碱基总数的56%，又因为其中一条链（a）上的G占该链碱基总数的21%，所以与G对应的互补链（b)
5、上的C占B链碱基总数的21%,则G（a链上）+C（b链上）占DNA分子碱基总数的21%。因为总的G+C占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G（b链上）+C(a链上）占DNA整个分子碱基总数的35%，推得G占B链碱基总数的35%，所以答案选A。【互动探究】（1）该DNA分子中腺嘌呤占的比例是多少？（2）若将该题改为“互补链上的G占该DNA碱基总数的比例”，应为多少？提示：（1）22%。（2）17.5%。【变式训练】DNA的一条单链中(A+G)/(T+C)=0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别为（ ）A.0.4、0.6 B.2.5、1.0C.0.4、0.4 D.0.6、1.0【解析
6、】选B。根据碱基互补配对原则，在整个DNA分子中，因A=T,G=C，所以(A+G)/(T+C）比值为1.0。在双链DNA分子中，一条链上的（A+G)/(T+C)与另一条链上（T+C）/(A+G)相等为0.4，因而互补链中（A+G)/(T+C)=2.5，互为倒数。【典例3】（2009福州高一检测）在制作DNA双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型。圆代表磷酸，下列正确的是A.方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基B.两个圆可用别针（代表共价键）连结，以形成DNA的侧链C.别针（代表共价键）应连结在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相同
7、【规范解答】选C。方形表示的是含氮碱基，有A、T、G、C四种，没有U，圆表示的是磷酸，五边形表示的是脱氧核糖，在DNA单链中，脱氧核苷酸之间通过3，5磷酸二酯键相连，即别针应连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上，而不是两个圆之间，两条DNA单链模型的位置关系应为反向平行。【学业达标训练】1.下列哪项不是沃森和克里克构建过的模型（ ）A.碱基在外侧的双螺旋结构模型B.同种碱基配对的三螺旋结构模型C.碱基在外侧的三螺旋结构模型D.碱基互补配对的双螺旋结构模型【解析】选B。沃森和克里克最先提出了碱基在外侧的双螺旋和三螺旋结构模型，后来又提出了碱基在内侧的双螺旋结构模型，并且同种碱基配对。最后
8、提出了碱基互补配对的双螺旋结构模型。2.（2010南通高一检测）噬菌体X174是单链DNA生物，当它感染宿主细胞时，首先形成复制型（RF）的双链DNA分子。如果该生物DNA的碱基构成是：27%A，31%G，22%T和20%C。那么，RF中的碱基构成情况是（ ）A.27%A，31%G，22%T和20%CB.24.5%A，25.5%G，24.5%T和25.5%CC.22%A，20%G，27%T和31%CD.25.5%A，24.5%G，25.5%T和24.5%C【解析】选B。双链DNA中A与T配对，可算出A=T=（27%+22%） =24.5%，那么G=C=25.5%。3.下列各项中，能正确表示DN
9、A分子中脱氧核苷酸对的是（ ）【解析】选A。DNA分子中的碱基互补配对原则为：A与T配对，G与C配对，A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，两条链反向平行，所以A项正确；B、D两项配对方式不对；C项两条链方向不对。 4.(2010巢湖高一检测）在某双链DNA分子的所有碱基中，鸟嘌呤的分子数占22%，则胸腺嘧啶的分子数占（ ）A.11% B.22% C.28% D.44%【解析】选C。双链DNA分子中，A=T,G=C,鸟嘌呤的分子数占22%，则胞嘧啶的分子数也占22%，A+T占所有碱基的56%，A=T= 56%=28%。5.制作DNA双螺旋结构模型的目的是加深对DNA分子结构特点的认识
10、和理解，下列属于制作模型依据的是（ ）A.人们观察到的DNA的空间结构B.沃森和克里克提出的双螺旋结构模型C.人们确认的DNA的化学成分D.人们自行确认的DNA的分子结构【解析】选B。制作DNA双螺旋结构模型的依据是沃森和克里克提出的双螺旋结构模型，即构成DNA分子的两条链反向平行；脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧，并按碱基互补配对原则由氢键相连。6.地球上的生物多种多样，不同生物的DNA不同，每一种生物的DNA又具有特异性。决定DNA遗传特异性的是（ ）A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值C.碱基互补配对的原则D.碱基排列顺序
11、【解析】选D。生物性状的遗传信息储存在DNA的碱基排列顺序中。DNA分子上一定的碱基排列顺序构成特定的基因，能够最终表达具有一定氨基酸组成的蛋白质，所以说DNA的遗传特异性取决于它的碱基排列顺序，正确选项是D。其余选项，在不同的DNA片段之间没有区别，即所有DNA片段的脱氧核苷酸链都是磷酸与脱氧核糖交替排列，嘌呤总数和嘧啶总数的比值都是1，碱基互补配对原则都是A、T配对，G、C配对，因此A、B、C三项都不可能成为DNA遗传特异性的根据。7.某双链DNA分子中共有含氮碱基1 400个，其中一条单链上（A+T）/（C+G）=2/5，问该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（ ）A.150个 B.
12、200个 C.300个 D.400个【解析】选B。双链DNA的一条链中，(A+T)/(G+C)与另一条互补链中（A+T)/(G+C)以及整个DNA分子中（A+T）/(G+C)相等。DNA分子的一条单链上（A+T)/(C+G)=2/5，那么整个DNA分子中（A+T）/(C+G)=2/5，因此可以推导出A+T占DNA分子碱基总数的2/7。双链DNA分子共有含氮碱基1 400个，A=T,则DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是8.下列哪项对双链DNA分子的叙述是不正确的（ ）A.若一条链中的A和T的数目相等，则另一条链中的A和T数目也相等B.若一条链中的G的数目为C的2倍，则另一条链中的G的数目为C
13、的05倍C.若一条链中ATGC=1234，则另一条链相应碱基比为2143D.若一条链中GT=12，则另一条链中CA=21 9.下列关于DNA结构的叙述中，错误的是（ ）A.大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构B.外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基C.DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对,C与G配对D.DNA的两条链反向平行【解析】选A。绝大多数DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋而成为双螺旋结构，而不是由核糖核苷酸长链盘旋，核糖核苷酸是RNA的基本组成单位。10.如图所示为DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题。 （1）组成DNA的基本单位是
14、_。（2）若3为胞嘧啶，则4应是_。两者之间通过_键相连。（3）图中8示意的是一条_的片段。与另一条片段的位置关系是_。（4）构成DNA分子的碱基有_种，但由于_的排列顺序的千变万化，因此构成了DNA分子的多样性。（5）DNA分子的结构具有稳定性的原因是什么？【解析】（1）DNA的基本单位是5脱氧核苷酸，有4种。（2）根据碱基互补配对原则，若3为胞嘧啶，则4应为鸟嘌呤，两者之间通过氢键相连。（3）8为一条脱氧核苷酸链的片段，与另一条片段的关系是反向平行。（4）构成DNA的碱基只有4种，但碱基对的数量和排列顺序不同，决定了DNA分子的多样性。（5）DNA分子结构稳定性主要表现在外侧的脱氧核糖和磷
15、酸的相间排列方式稳定不变，内侧碱基配对的方式稳定不变。答案：（1）5脱氧核苷酸（2）鸟嘌呤 氢 （3）脱氧核苷酸链 反向平行（4）4 碱基对（5）外侧的脱氧核糖和磷酸的相间排列方式稳定不变，内侧碱基配对的方式稳定不变。【素能综合检测】一、选择题（本题包括7小题，每小题3分，共21分）1.下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是（ ）A.沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链的基础上，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基B.威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构C.沃森和克里克曾尝试构
