第2节DNA分子的结构

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：

①该DNA片段中共有腺嘌呤_____个，C和G构成的碱基对共________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。

【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A—T、T—A、G —C、C—G。

（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G—C或C—G碱基对共60个，所以该DNA中腺嘌呤数为×（200-2×60）=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）①40 60 ②G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)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、1.0

C.0.4、0.4

D.0.6、1.0

【解析】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

【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ΦX174是单链DNA生物，当它感染宿主细胞时，首先形成复制型（RF）