高中生物备课参考 DNA的结构和DNA的复制

第二节DNA的结构和DNA的复制

1.DNA的结构

（1）元素组成：C、H、O、N、P(不含S)

（2）基本单位: 脱氧核苷酸．

（3）脱氧核糖的结构简式如下图：

磷酸

脱氧核糖含氮碱基

磷酸

脱氧核糖含氮碱基

磷酸

脱氧核糖含氮碱基

磷酸

在脱氧核苷酸分子中，特别要注意三个小分子之间的连接，其中，脱氧核糖的l号碳原子与含氮碱基相连，5号碳原子与磷酸分了相连。

（4）一条脱氧核苷酸单链中，相邻脱氧核苷酸之间的连接如图所示。

一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成新的化学键(磷酸二酯键)相连接。

（5）两条单链之间形成的碱基对表示如下

①碱基之间的配对方式有两种，即上图所示的A一定与T配对，G一定与C配对。

②配对的碱基之间以氢键相连，A与T之间形成两条氢键．G与C之间

形成三条氢键。

③配对的两个脱氧核苷酸方向相反，尤其要注意脱氧核糖的位置。

（6）DNA分子形成规则的双螺旋结构

①两条链反向平行，

②外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列；

③内部为碱基互补配对。

【画龙点睛】DNA的分子结构可用数学模型“点→线→面→体”表示即“脱氧核苷酸→脱氧核苷酸链→二条链连接成的平面→规则的双螺旋结构”。

(7) DNA分子结构的主要特点

1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出DNA分子双螺旋结构模型，其主要特点是：

①DNA分子是由两条链组成的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接．排列在外侧，构成骨架；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．A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。

【画龙点睛】①DNA分子的双螺旋结构：DNA分子含有两条脱氧核苷酸链，两条链按照反向平行方式向右盘绕成双螺旋．螺旋直径2.0 nm,螺距为3. 4 nm，每个螺距有10对碱基．两个相邻碱基对平面的垂直距离为0. 34 nm。

②双螺旋结构的外侧是脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交互连接而成的长链．构成DNA分子的骨架。

③腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)之间通过2个氢键相连．鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)之间通过3个氢键相连。

【例1】胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(简称胸苷)在细胞内可以转化为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，后者是合成DNA的原料，用含有3H——胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时后洗

去游离的3H——胸苷。连续48小时检测小肠绒毛的被标记部分，结果如下图(黑点表示放射性部位)。

请回答：

(1)处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，这说明什么?

(2)处理后24小时左右，在b处可检测到放射性，48小时左右，在c处检测到放射性，为什么?

(3)如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化?

(4)上述实验假如选用含有3H——尿嘧啶核糖核苷的营养液，请推测几小时内小肠黏膜层上放射性出现的情况会怎样?为什么?

解析：本题考查内容关于DNA复制和RNA的组成、分布，同时考查学生识图能力和判断推理能力，在DNA复制过程中，被3H标记的脱氧核苷酸作为DNA复制的原料一定会出现在子代的细胞(DNA)中，开始时，只有a处能检测到放射性，说明只有a处可以细胞分裂和DNA的复制，此后，因为含3H的营养液只提供了半个小时，因此。a处细胞再分裂也就没有放射性原料来参与DNA的合成，也就无放射性，但因为a处细胞分裂，带有放射性的细胞就被推向b、C处。如果选用核糖核苷酸，具有放射性的应该是核糖核酸，即是mRNA。在每一个活细胞内都应该有蛋白质的合成过程，因此每一个细胞中都有mRNA，都有放射性。

答案：(1)小肠黏膜层只有a处的细胞能进行DNA复制和细胞分裂。

(2)a处的细胞连续分裂把带有放射性标记的细胞推向b处，直至于c处。

(3)小肠黏膜细胞上的放射性，将会因为细胞的衰老、死亡、脱落而消失。

(4)在小肠黏膜层的各处都可以检测到放射性，因为小肠黏膜层上的细胞不断进行mRNA 的合成。

【例2】有关DNA分子结构的叙述，正确的是

A. DNA分子由4种脱氧核苷酸组成

B. DNA单链上相邻碱基以氢键连接

C. 碱基与磷基相连接

D. 磷酸与脱核糖交替连接构成DNA 链的基本骨架

解析：DNA双链上相对应的碱基以氢键连接，单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖和磷酸二酯键联系起来，脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧，构成DNA 链的基本骨架。碱基排列在内侧，与脱氧核糖直接相连。

答案：AD

【例3】下列有关DNA双螺旋结构主链特征的表述中哪一项是错误的（）

A、由脱氧核苷与磷酸交互排列而成

B、两条主链方向相反但保持平行

C、两条主链按一定的规则盘绕成双螺旋

D、排列在双螺旋的外侧且极为稳定

解析：DNA双螺旋结构的主链是由磷酸和脱氧核糖交互排列而成的，两条主链反向平行，并按右手螺旋的原则盘绕成双螺旋，此螺旋结构具相对稳定性。

答案：A

1．噬菌体、烟草花叶病毒、烟草体内核苷酸的种类依次是（）

A.4、4、4、

B.4、4、8

C.4、8、8

D.8、8、8

答案：B

2.下列有关DNA的叙述中，正确的是（）

A.同一生物个体各种体细胞核中的DNA具有相同的碱基组成

B.双链DNA分子的碱基含量是A+G=C+T或A+C=G+T