第3单元 第1章 第2节 DNA的分子结构

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3．脱氧核糖核苷酸种类 脱氧核糖核苷酸的含氮碱基有四种，分别是： 腺嘌呤(A)、 鸟嘌呤(G)、 胸腺嘧啶(T) 和 胞嘧啶(C) 。因此脱氧核糖核苷酸也有 四 种。 二、DNA双螺旋结构 1．提出者： 沃森和克里克 。 2．结构特点 (1)由两条脱氧核糖核苷酸 长链，按反向平行方式向右盘绕成双螺旋结构。
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(2)结构
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3．DNA分子的特点 (1)稳定性：DNA分子呈现 右手双螺旋结构 。 (2)多样性：碱基对的 排列方法 在理论上几乎是无限的。 (3)特异性：碱基对的 特定排列顺序 构成了DNA分子的特异性。
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[合作探讨] 探讨1：一分子DNA中，脱氧核糖核苷酸的数量与含氮碱基的数量是否相 等？ 提示：相等，因一分子脱氧核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一 分子含氮碱基组成。 探讨2：DNA彻底水解会得到几种物质？
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(1)每个DNA片段中有2个游离的磷酸基团，各在两条链的其中一端。 (2)氢键数目计算：A与T间可构成2个氢键，G与C间可形成3个氢键，故G—C 对比例越大的DNA分子，其氢键数目越多，DNA分子越稳定。 (3)氢键：可用解旋酶和加热法将其断裂。
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3．DNA分子中碱基计算常用规律
A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2(1、2分别代表DNA分子的两条链，下同)。 规律4：一条链中互补的两种碱基数量之和占该单链碱基数的比例等于DNA
分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例，即
A1＋T1 A1＋T1＋G1＋C1
＝
A2＋T2 A2＋T2＋G2＋C2
＝
A＋T A＋T＋G＋C
A．能搭建出20个脱氧核糖核苷酸 B．所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对 C．能搭建出410种不同的DNA分子模型 D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
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【解析】 每个脱氧核糖核苷酸中，脱氧核糖数＝磷酸数＝碱基数，因脱氧 核糖和磷酸之间连接物是14个，故最多只能搭建出14个脱氧核糖核苷酸，A项错 误。DNA分子的碱基中A＝T、C＝G，故提供的4种碱基最多只能构成4个C—G对 和3个A—T对，但由于脱氧核糖核苷酸之间结合形成磷酸二酯键时还需要脱氧核 糖和磷酸之间的连接物，故7个碱基对需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物是14 ＋12＝26(个)，B项错误。设可搭建的DNA片段有n个碱基对，按提供的脱氧核糖 和磷酸之间连接物是14个计算，则有14＝n×2＋(n－1)×2，得n＝4，故能搭建出 44种不同的DNA分子片段，C项错误、D项正确。
基本组成元素：C、H、O、N、P ↓
基本组成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 ↓
基本组成单位：脱氧核糖核苷酸(4种) ↓
DNA单链：脱氧核糖核苷酸链 ↓
DNA双链 ↓
空间结构：DNA分子双螺旋结构
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2．制作DNA双螺旋结构模型 (1)使用各种材料分别“制作”若干个磷酸、脱氧核糖、碱基；将各种配件整 合在一起，并连接成脱氧核糖核苷酸链；连接两条脱氧核糖核苷酸链，拼成DNA 分子平面结构图；再“旋转”成双螺旋结构。 (2)根据设计计划，对制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检查，对模型的不 足加以修正。
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【解析】 DNA分子由两条反向平行的长链盘旋成规则的双螺旋结构，两条 单链之间由嘌呤和嘧啶组成的碱基对相连，遵循碱基互补配对原则。由此可知： DNA分子双螺旋模型粗细相同，且由嘌呤环和嘧啶环构成的碱基对的空间尺寸相 似。A项符合题意。
【答案】 A
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2．在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C,6 个G,3个A,7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸 塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则 ()
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DNA 双 螺 旋 结 构
1．构建者 美国生物学家沃森和英国物理学家 克里克 。 3．制作模型 (1)制作原理：DNA的脱氧核糖核苷酸双链反向平行， 磷酸与脱氧核糖 交替 连接，排列在外侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键 连接，碱基互补配对 。
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(2)制作程序
【解析】 脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架。
【答案】 C
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2．下列能正确表示DNA片段的示意图是( )
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【解析】 DNA通常为双链结构，由含有A、T、C、G四种碱基的脱氧核苷 酸组成。A与T配对，之间有两个氢键；G与C配对，之间有三个氢键。DNA分子 的两条链反向平行。
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1．如图为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是( )
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b B．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的 C．该链中的A可与互补链中的T形成2个氢键 D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
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【解析】 核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一 分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成；DNA中有A、T、C、G四种碱基，RNA 中有A、U、C、G四种碱基；核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链。
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【解析】 (1)DNA、脱氧核苷酸、碱基之间的关系可表示为：
(2)图中3应为碱基，由于有3个氢键存在，因此应为C(胞嘧啶)或G(鸟嘌呤)。
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(3)①A、T碱基对间的氢键个数为2个，G、C碱基对间的氢键个数为3个，若 200个碱基均由A、T构成应有200个氢键，多出来的60个氢键应是G、C碱基对 的，因此共有腺嘌呤40个，C与G共60对。
提示：6种，即磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
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探讨3：由1 000个碱基最多可形成几种DNA分子？ 提示：可形成4500种DNA分子。 探讨4：双链DNA分子中碱基配对规律是什么？配对的碱基间有什么关系？ 提示：碱基互补配对原则。即A只与T配对，G只与C配对，所以A＝T，G＝ C，且嘌呤等于嘧啶。
，
G1＋C1 A1＋T1＋G1＋C1
＝
A2＋GT22＋＋GC22＋C2＝A＋GT＋＋GC＋C。 规律5：一条链中两种不互补碱基之和的比值，与另一条链中该比值互为倒
数，即若一条链中AT11＋＋CG11(或AT11＋＋GC11)＝K，则另一条链中AT22＋＋CG22(或AT22＋＋GC22)＝K1 。
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规律1：互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。 规律2：任意两个不互补的碱基数量之和占总碱基数的50%，即嘌呤之和＝嘧 啶之和＝总碱基数×50%，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋T＋C＋ G)×50%，AT＋＋CG＝AT＋＋GC＝1。
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规律3：一条链中互补的两种碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，即
占此链的44%，又知此链26%A、20%C，则此链中T＝30%，G＝24%，故其互补
链中A、C分别占30%、24%。
【答案】 B
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4．下图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图(片段)。请据图回答问题。
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(1)图中1表示________，2表示________，1、2、3结合在一起的结构叫 ________，其排列顺序中蕴藏着________。
(2)图中3有________种，中文名字分别是________。 (3)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。则 ①该DNA片段中共有腺嘌呤________个，C和G共________对。 ②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。
①制作若干个 磷酸、脱氧核糖和碱基 ↓整合 ②若干个 脱氧核糖核苷酸 ↓连接 ③脱氧核糖核苷酸链 ↓两条 ④DNA分子的 平面 结构 ↓旋转 ⑤DNA分子 立体 结构
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[合作探讨] 探讨1：写出脱氧核糖核苷酸的化学元素组成、结构和种类。
提示：脱氧核苷酸的基本组成元素是C、H、O、N、P，每一分子脱氧核糖核 苷酸又是由一分子磷酸、一分子含氮碱基和一分子脱氧核糖构成的，由于碱基的 不同，脱氧核苷酸有4种。
【答案】 A
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2．细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中( ) 【导学号：73730050】
A．G的含量为30% B．U的含量为30% C．嘌呤含量为50% D．嘧啶含量为40% 【解析】 在DNA分子中，A＝T，G＝C，故嘌呤的含量＝嘧啶的含量＝ 50%。A占30%，则G占50%－30%＝20%。DNA分子中不含U。 【答案】 C
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1．在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另 一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型( )
A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补 B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶的空间尺寸相似 C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补 D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶的空间尺寸不同
当
知
堂
识
即
点
时
一
达
标
第二节 DNA的分子结构
学
知
业
识
分
点
层
二
测
评
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1．总结组成DNA分子四种脱氧核糖核苷酸的异同。(重点) 2．掌握DNA分子的结构特点并会进行相应的碱基计算。(重难点) 3．制作DNA分子双螺旋结构模型。
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DNA 的 分 子 结 构
一、DNA的基本组成单位——脱氧核糖核苷酸 1．元素组成： C、H、O、N、P 。 2．基本单位：脱氧核糖核苷酸。它是由一分子的 磷酸 、一分子 脱氧核糖 和 一分子 含氮碱基 结合而成，如下图所示。
【答案】 D
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3．一条双链DNA分子，G和C占全部碱基的44%，其中一条链的碱基中，
26%是A,20%是C，那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是( )
【导学号：73730051】
A．28%和22%
B．30%和24%
C．26%和20%
D．24%和30%
【解析】 该DNA分子中G＋C占全部碱基的44%，则其中一条链中G＋C也
②由于G、C碱基对间的氢键数为3个，比A、T碱基对之间的氢键多，因此， G、C碱基对的比例高时，DNA分子稳定性高。
【答案】 D
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1．1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型，两位科学家于1962
年获得诺贝尔生理学或医学奖。关于DNA分子双螺旋结构的特点，叙述错误的是
A．DNA分子由两条反向平行的链组成
()
B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
C．碱基对构成DNA分子的基本骨架
D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
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[思维升华] 1．DNA分子的结构
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巧记DNA的分子结构： 五(种元素)、四(种碱基或脱氧核糖核苷酸)、三(种物质或小分子○ ▭)、二 (条长链)、一(种双螺旋结构)
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2．DNA分子的特性 (1)多样性：若一段DNA分子由n个碱基对组成，每一位置都有A、T、C、G 四种可能性，则共有4n种碱基排列顺序。 (2)特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗传信 息。 (3)稳定性两DN条A链分间子碱中基磷互酸补与配脱对氧方核式糖不交变替连接方式
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3．注意事项 (1)熟悉制作模型用的各种零件代表的物质，写出4种碱基的字母名称。 (2)两条链的长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。 (3)磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。 (4)制作中各零件连接应牢固，避免旋转时脱落。 (5)各组模型制作以不同数量和顺序的A—T、C—G、T—A、G—C，四种碱 基对排列，领悟DNA分子的多样性。
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探讨2：模型中A—T与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA 分子具有什么样的特点？
提示：具有稳定直径的特点。 探讨3：两条长度相同的双链DNA分子，其结构上的差异体现在哪里？ 提示：主要体现在双链内侧碱基的排列顺序中。
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[思维升华]
1．DNA分子结构层次