第2节 DNA的结构

第2节DNA的结构

课程标准要求

核心素养对接学业质量水平

概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。1.生命观念——通过搜集DNA结构模型

建立过程的资料并进行交流和讨论，运

用结构与功能观，分析DNA的结构与其

蕴藏遗传信息的功能是相适应的。

水平二

2.科学思维——通过模型构建，理解

DNA的化学组成、平面结构以及立体结

构。

水平二

3.科学探究——通过制作DNA双螺旋结

构模型，领悟模型构建在科学研究中的

应用。

水平三DNA双螺旋结构模型的构建

———————————————自主梳理———————————————

1.构建者沃森和克里克。

2.构建过程

[典例1](2019·郑州学考模拟)（多选）1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于()

A.发现DNA如何储存遗传信息

B.确定DNA是主要的遗传物质

C.发现DNA分子中碱基含量的规律性

D.为DNA复制机理的阐明奠定基础答案AD

[对点练1](2019·中山期末)1962年，沃森、克里克和威尔金斯共同获得诺贝尔生理学或医学奖的研究成果是()

A.通过肺炎链球菌转化实验证明了转化因子的存在

B.通过噬菌体侵染细菌实验证明了遗传物质是DNA

C.提出DNA双螺旋结构

D.证明了基因位于染色体上

解析证明转化因子存在的科学家是格里菲思，A错误；噬菌体侵染细菌实验是由赫尔希和蔡斯完成的，B错误；摩尔根等人证明了基因位于染色体上，D错误。答案 C

联想质疑

★北京中关村将DNA雕塑作为高科技的标志

★沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型

DNA的结构和特点———————————————自主梳理———————————————1.DNA的基本组成单位——脱氧核苷酸

(1)结构模式图

(2)构成：由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子碱基构成。其中碱基包括A、T、G和C共4种。

(3)种类：腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸共4种。

■助学巧记

巧记DNA分子结构的“五·四·三·二·一”

2.DNA双螺旋结构的主要特点

并非所有的DNA都是双链

(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

(2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。

(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。

3.DNA的方向性

(1)脱氧核糖上与碱基相连的碳称作1′—C，与磷酸基团相连的碳称作5′—C。

(2)DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′—端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′—端。

(3)DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条单链是从5′—端到3′—端的，另一条单链则是从3′—端到5′—端的。

4.DNA的多样性

(1)由于脱氧核苷酸的数量和排列顺序的不同，导致了DNA分子的多样性。

(2)DNA分子中共有4种类型的碱基对，若某个DNA分子具有n个碱基对，则该DNA分子中的碱基对可能有4n种排列方式，这构成了DNA分子的多样性，决定了遗传信息的多样性。

[典例2] (2019·天化中学期末)关于DNA分子双螺旋结构的特点，下列叙述错误的是()

A.DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成

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.两条链之间的碱基配对方式为A与T配对，G与C配对

解析DNA分子由2条脱氧核糖核苷酸链组成，这两条链反向平行，形成规则的双螺旋结构，A正确；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成DNA的基本骨架，B正确，C错误；两条链之间的碱基配对方式为A与T配对，G与C配对，D正确。

答案 C

[对点练2]下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是()

A.DNA分子是以4种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的单链结构

B.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基

C.DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对

D.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连

解析DNA分子是以4种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的双链结构，A错误；

DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B 错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖相连，D错误。

答案 C

[一题多变]

(1)DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个磷酸和一个碱基吗？

提示DNA分子中，每个脱氧核糖均连一个碱基；而除3′端的脱氧核糖只连一个磷酸外，其他部位的脱氧核糖均连两个磷酸。

(2)DNA分子中，互补链配对的两个脱氧核苷酸之间靠什么连接？

提示互补链配对的两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连。———————————————素养提升———————————————DNA分子中碱基数量的计算

[典例3] (2019·梅河口五中月考)（多选）在一个双链DNA分子中，碱基总数为a，鸟嘌呤碱基数为b，则下列叙述错误的是()

A.脱氧核苷酸数＝磷酸数＝a

B.碱基之间的氢键数为2a＋b

C.T的数量为a－b

D.一条链中C＋G的数量为b

解析DNA的基本单位是脱氧核苷酸，1分子的脱氧核苷酸是由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成，因此脱氧核苷酸数＝磷酸数＝a，A正确；依题意和碱基互补配对原则可推知，在该双链DNA中，A＋T＋G＋C＝a，G＝C ＝b，A＝T＝(a－b－b)÷2＝1/2a－b，又因为在双链DNA分子中，A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，所以碱基之间的氢键数为2×(1/2a－b)＋3b ＝a＋b，B错误，C错误；依据碱基互补配对原则可推知，在双链DNA分子中，一条链上的碱基C、G分别与另一条链上的G、C相等，所以一条链中C＋G的数量为b，D正确。