人教版生物必修二同步讲义：第3章 第2节 DNA分子的结构含答案

14第2节DNA分子的结构1•体验DNA分子双螺旋结构模型的制作过程，学会制作DNA分子的模型。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)知识点一DNA分子的结构[学生用书P45]阅读教材P47〜P491．DNA双螺旋结构模型的构建DNA的结构申仏4种脱率楼昔威,分別含冇鼻kDNA的结构申仏4种脱率楼昔威,分別含冇鼻k<l_gpq种假基沈廡酣克凰直推算出DNA好子呈螺旌结构碱菇位于嫦旄伯外部威尔金蔚和富兰克林捉撰的1WA衍射图谱尝试逹三螺険磷股一脱氧檯糖林塑牲处.#

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子中A=T,G=C番新建柚模刑：让A与工配对”<；与空配对形城DWA怒煤雄结构模因2．DNA分子的结构写出下图中各部分的名称胸腺嘧啶(T)：②脱氧核糖：③磷酸：④碱基对：⑤腺嘌吟(A)：⑥鸟嘌吟(G)；⑦胞嘧啶。双螺旋结构的特点DNA分子是由两条链构成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA分子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。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对的规律是：A与T配对，G与C配对。碱基之间这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。唯点深度剖前1.解读DNA结构模型的三个关键［每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个;［数量JA—T碱基对之间有两个氢键，G—C碱基对之(1)L关系I间有三个氢键；I脫氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数单链中相邻碱基通过脱氧核糖单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接；互补链中相邻碱基通过氢键相连'氢键：连接互补链中相邻碱基；⑶|化学键|J磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脫氧核I苷酸的脫氧核糖和磷酸2.利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构3.DNA分子的特性稳定性：①DNA中脫氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；②两条链间碱基互补配对的方式不变。多样性：不同DNA分子中脫氧核苷酸的数量不同，排列顺序多种多样。n个碱基对构成的DNA分子中，排列顺序有4n种。⑶特异性：每种DNA都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。1.(2019・滨州高一检测)下面关于DNA分子结构的叙述，不正确的是()每个DNA分子中通常都含有四种脫氧核苷酸DNA分子的两条链反向平行DNA两条链上的碱基以氢键相连，且A与T配对，G与C配对每个脫氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基［解析］选D。通常情况下，DNA分子中每个脱氧核糖上连接两个磷酸和一个碱基，位于两条链两端的脱氧核糖连接着一个磷酸和一个碱基。2．下图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表述不正确的是()能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或b图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个相邻脱氧核苷酸之间通过化学键②连接起来从碱基上看，缺少的碱基是T［解析］选A。图中所示只有a表示的是一个完整的脱氧核苷酸；图中与五碳糖直接相连的碱基只有1个；②表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。知识点二DNA分子中的相关计算［学生用书P46］结合DNA分子双螺旋结构模型的特点，归纳DNA分子中的有关计算规律。A丁E」IIii以DNA双链为研究对象时碱基数量的关系A、T、G、C的关系：A=T，G=Co非互补碱基和之比：(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。结论：DNA中非互补碱基之和相等。以DNA单链为研究对象时碱基数量的关系®A1=T2，G1=C2，C1=G2，T1=A2o②若1链中(d+GJ/e+CJ^m,则2链中(A2+G2)/(T2+C2)=1加。结论：两链间非互补碱基和之比互为倒数。DNA双链和单链中碱基数量的关系①若双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%，则A1=T.l12*A1+T1=A2+T2=n%，所以A+T=t1=a21122

=n%。A】+Aq+T]+T?n%=n%。2=2结论：在同一DNA分子中，单链中某互补碱基之和所占的比例与双链中该互补碱基之和所占的比例相等。②若1链中\占比例为X］,2链中A2占比例为X2,则整个DNA分子中A占比例为(£+X2)/2。结论：某碱基占双链DNA碱基总数的比例等于相应碱基占相应单链比例和的一半。解答此类问题分三步第一步：(1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例。(2)看清“个”或“对”：题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基第二步：画一个DNA分子简图，标出已知和求解，并分析碱基之间的关系。第三步：根据碱基互补配对原则及其推论进行解答。1.在双链DNA分子中，有关四种碱基的关系，下列等式中错误的是第三步：根据碱基互补配对原则及其推论进行解答。1.在双链DNA分子中，有关四种碱基的关系，下列等式中错误的是()aC=Ga.taB．A=G

T=CC.A+G=T+CD.A+T=G+C［答案］D2.若一个双链DNA分子的G占整个DNA分子碱基的27%,并测得DNA分子一条链上的A占这个链碱基的18%，则另一条链上的A的比例是()A.9%B.27%C.28%D.46%C.28%［解析］选C。G占整个DNA分子的27%，依碱基互补配对原则可知：G二C二27%,G+C二54%,那么A+T二1-54%二46%,又因为它的任何一条链中A+T二46%,其中一条链中的A二18%,则此链中T二46%-18%二28%,另一条链中A二28%。3.某DNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤共占碱基总量的46%，其中一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的28%,则另一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的百分比为()A.46%B.26%C.54%D.24%［解析］选B。假设这段DNA分子中分为H链和L链，根据碱基互补配对原则，列出：(Gh+CH)%二(CL+Gl)%二总(G+C)%,故Gl+Cl=46%。同理,(Ah+TH)%二(AL+Tl)%二总(A+T)%,即AL+TL二54%,AH二TL二28%,故AL二54%-28%二26%。

核心知识小结［规范答题］ODNA分子的双螺旋结构两条链反向平行。［要点回眸］［要点回眸］碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。❷双链DNA分子中，嘌吟碱基数=嘧啶碱基数，即A+G=T+C。❸互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。O在DNA分子中，含G—C碱基对越多的DNA分子相对越稳定。❺非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，而在整个DNA分子中比值为1。［学生用书P47］［拓宽教材］1.(必修2P50“模型建构”改编)下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型,正确的是()［解析］选C。脱氧核苷酸之间的连接点是在一个脱氧核苷酸的磷酸和另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖之间，A、B两项错误；磷酸分别与两个脱氧核糖的5号、3号碳原子相连，C项正确，D项错误。2.(必修2P51拓展题改编)(1)如果DNA分子一条链H1中的(A+C)/(T+G)为m,那么互补链H2中(A+C)/(T+G)为；在整个DNA分子中，该比值为。(2)在双链DNA分子中，若某一条链中(A+T)/(G+C)=n，则在另一条链中(A+T)/(G+C)的比值是；在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值是。［答案］(i)mi(2)nn［精练好题］3.下图为某同学在学习DNA分子的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(其中O代表磷酸)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是()甲说：该图没有什么物质和结构上的错误乙说：该图有一处错误，就是U应改为T丙说：该图有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖丁说：如果说他画的是RNA双链则该图就是正确的［解析］选C。题图中有三处错误，错误一：组成DNA分子的五碳糖应该是脱氧核糖，所以图中的核糖应改为脱氧核糖。错误二：碱基应为A、T、G、C四种，图中的U应改为T。错误三：单链中脱氧核苷酸之间的连接形式不应该是磷酸与磷酸相连而是磷酸与脱氧核糖相连。(2019・昆明高一检测)某同学制作的DNA双螺旋结构模型中，在一条链中所用碱基模型A：C：T：G为1：2：3：4,贝9该模型中四种碱基模型的比例应为()A.1：2：3：4B.3：4：1：2C.1：1：1：1D.2：3：2：3［解析］选D。DNA双链中A与T酉己对，C与G酉己对，所以已知比例的这条链上的A(T)数量与另一条链上的T(A)数量相等，C(G)数量与另一条链上的G(C)数量相等，故另一条链中A、C、T、G数量之比为3：4：1：2,两比值对应相加，即得到整个DNA双链中四种碱基数量的比为2:3:2:3O(2019・济宁高一检测)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DNA分子碱基总数的比例是()A.35%B.29%C.28%D.17.5%［解析］选Do已知该DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的比例为44%，根据

碱基互补配对原则可知，A二T,G二C,所以A二T=22%,则G二C二50%-22%二28%。又已知一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%,即G］二21%,在双链DNA分子中，G=(G{+G2)/2,解得互补链(b)上G+G2)/2,解得互补链(b)上G2=2G-G117.5%。6.(2019・烟台高一检测)下图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题:图甲圉乙图甲圉乙图甲表示DNA片段的结构，图乙表示DNA片段的结构。填出图中部分结构的名称：［2］、［5］。从图中可以看出DNA分子的两条链是由和交替连接形成的。连接碱基对的化学键是,碱基配对的方式如下：与配对；与配对。从图甲中可以看出组成DNA分子的两条链的方向是的,从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成规则的结构。［解析］(1)图甲表示DNA分子的平面结构，图乙表示DNA分子的立体(空间)结构。⑵图中2表示一条脱氧核苷酸单链片段,而5表示腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲的平面结构可以看出，DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。(5)根据图甲可以判断：组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。［答案］(1)平面立体(或空间)(2)一条脱氧核苷酸单链片段腺嘌呤脱氧核苷酸(3)脱氧核糖磷酸(4)氢键A(腺嘌吟)T(胸腺嘧啶)G(鸟嘌吟)C(胞嘧啶)(5)反向平行双螺旋■■■演练强化提升■■■［学生用书P107(单独成册)］［基础达标］1.(2019・连云港高一检测)脱氧核苷酸的正确组成图示应为图中的()号碳原子上，只有D项连接正确。2．某同学制作的碱基对模型如图，下列对其分析正确的是()模型中的圆圈表示磷酸基团模型中的五边形表示核糖模型中的A和T之间的双线表示磷酸二酯键模型中的A表示腺苷［答案］ADNA分子的基本骨架是()磷脂双分子层规则的双螺旋结构由脱氧核糖和磷酸交替连接而成碱基的连接［解析］选C。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA的基本骨架。双螺旋结构是DNA的立体结构。(2019・西安高一检测)由1对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有1个腺嘌呤，则它的其他组成成分应是()3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶［解析］选C。根据碱基互补配对原则，A二T、C二G,则这一对氢键连接的脱氧核苷酸可表示为二「二''，可见它的其他组成应是2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶。下表为生物学家在分析大麦、果蝇、猪、牛和人等生物DNA碱基比例时得到的结果：生物的种类大麦果蝇猪牛人A+T1.211.371.431.311.52G+C根据上表，可获得的最恰当的结论是（）A．DNA分子具有特异性B．DNA分子具有多样性C．DNA分子具有遗传性D．DNA分子具有特异性和多样性A＋T［解析］选D。在双链DNA分子中，A二T,G二C,但的比值因生物种类不同而不G＋C同，每一种生物都有其特定的比值，这就构成了DNA分子的特异性；不同生物，其比值又不同，这就构成了DNA分子的多样性。［能力提升］（2019・湖南益阳期末）以下四个双链DNA分子中稳定性最差是（）G—C—T—A—A—A—C—CT—T—A—C—G其中A占25%G—C—T—A—A—C—CT—T—A—C—G—A其中T占30%G—C—A—A—C—CT—T—A—C—G—T—A其中G占25%T—A—A—A—C—CG—C—T—T—A—C—G其中C占30%［解析］选B。由题意知，A选项的DNA分子中A二25%,则G二C二25%；B选项中的DNA分子中T二30%,因此G二C二20%；C选项中的DNA分子的G二C二25%；D选项中的DNA分子中G二C二30%；因此四个选项中D选项中的DNA分子的G、C碱基对的比例最高，该DNA分子最稳定，B中G、C碱基对最少，稳定性最差。如果有人给你一种单链DNA的样品，你不相信，于是你对样品做了核苷酸组成分析，以下能证明你的样品一定是单链DNA的数据是（）A.38%A，12%C，12%G，38%UB.22%A，32%C，17%G，29%UC.22%A，32%C，17%G，29%TD.38%A，12%C，12%G，38%T［解析］选C。双链DNA分子中互补配对的碱基数量一定相等，如果配对碱基数量不相等则一定是单链DNA分子，且DNA分子中不含有碱基U。8.（2019・山东师大附中学分认定）2017年7月，科学家们揭开了关于染色质中DNA的世纪之谜，首次在人类活细胞的细胞核中实现了3D基因组成像。这项研究可能有助于改写DNA结构的教科书模型。下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是()组成DNA的碱基排列在内侧，互补链间的碱基配对有一定的规律性脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性双链DNA分子中，若一条链的G：T=1：2,则另一条链的C：A=2：1沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法［答案］C9•在含有四种碱基的DNA片段中，有腺嘌吟a个，占该片段全部碱基的比例为b则下列有关叙述正确的是()bW0.5b±0.5胞嘧啶为a(1/2b—1)个胞嘧啶为b(1/2a—1)个［解析］选C。由题意知，该DNA片段中含有A、G、C、T四种碱基。在双链DNA分子中A二T,所以bv0.5,不可能等于0.5。在DNA分子中，A有a个,占全部碱基的比例为b，则碱基总数为alb。G二C二a/2b-a二a(1/2b-1)个。(2019・淄博高一检测)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m,腺嘌吟碱基数为n，则下列有关叙述错误的是()脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=血碱基之间的氢键数为(3m—2n)/2两条链中A+T的数量为2nG的数量为m—n［答案］D(2019・广州高一检测)某DNA分子中，G+C之和占全部碱基的35.8%,一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的()A.32.9%和17.1%B.31.3%和18.7%C.18.7%和31.3%D.17.1%和32.9%［解析］选B。由于DNA分子中(G+C)之和在整体中的比例与在单链DNA中该比例均相

等，可推出该已知链中G+C二35.8%,又因T与C分别占32.9%与17.1%,可求出该链中

的A为1-(G+C+T)二1-(35.8%+32.9%)二31.3%,G二35.8%-17.1%二18.7%。其互补链中T和C应与该链中A与G的含量相等。12．下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是()A.核苷酸的组成种类B•核苷酸的连接方式核苷酸的排列顺序核苷酸的数量［解析］选B。核酸包括DNA和RNA,两种物质功能不同。DNA由4种脱氧核苷酸组成,RNA由4种核糖核苷酸组成；核苷酸的数量和排列顺序的不同，决定了核酸分子结构的多样性,结构的多样性决定了功能的多样性；组成核酸的核苷酸分子之间都是通过磷酸二酯键连接的。13.某同学用纸片、细线等材料及剪刀、针等工具制作了一个DNA双螺旋结构模型。回答下列与模型制作有关的问题：(1)下图是该同学剪出来的一些小纸片，若C代表碱基，则A和B分别代表什么？A.R.(2)如果用线段的条数表示碱基对之间氢键的数目，请用线条连接下列碱基对。(3)请画出含三个脱氧核苷酸的DNA单链图。［解析］(1)通常用圆圈表示磷酸，用五边形表示脱氧核糖，而4种碱基形状各不相同。