3.2DNA的结构（学生版）-高一生物讲义（人教版2019必修2）

3.2DNA的结构目标导航目标导航教学目标课程标准目标解读概括DNA分子构造的主要特点。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。概述DNA结构的主要特点。通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。制作DNA双螺旋结构模型。教学重点DNA结构的主要特点。制作DNA双螺旋结构模型。教学难点DNA结构的主要特点。知识精讲知识精讲知识点01DNA分子双螺旋结构模型的构建构建者：沃森和克里克构建过程：模型的特点和意义：（1）AT对与GC对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有稳定的直径。（2）意义：能解释A、T、G、C的数量关系。能解释DNA的复制。模型与X射线衍射照片完全相符。知识点02DNA的结构组成DNA的基本单位：脱氧核苷酸组成DNA的碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）平面结构：由2条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构；外侧：磷酸、脱氧核糖交替连接——基本骨架；内侧：碱基；2条链上的碱基通过氢键形成碱基对碱基互补配对原则：

A与T配对，G与C配对；A－T之间形成2个氢键；C－G之间形成3个氢键空间结构：小结：知识点03DNA分子各种碱基的数量关系1.在双链DNA中，嘌呤＝嘧啶，即A=T、G=C；A+G=T+C，A+C=T+G；2.双链DNA中，如果一条链中的，则另一条链中，整个DNA中如果一条链中的,则另一条链中3.在双链DNA中，一条链中A+T的和占该链碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。即：(A1+T1)%=(A2+T2)%=总(A+T)%同理：(G1+C1)%=(G2+C2)%=总(G+C)%知识点04DNA的特性稳定性：1.基本骨架中脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变2.每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构，将易分解的碱基排列在内侧

3.两条链间碱基互补配对原则严格不变多样性：碱基排列顺序千变万化特异性：碱基的特定的排列顺序双链DNA中，有碱基数为a，碱基对个数为n，则碱基对的排列方法共an能力拓展能力拓展考点01DNA的结构及特性1.DNA分子的结构2.结构层次DNA分子结构的几个要点：（1）数量关系：①除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸。每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。②A=T，G=C③DNA分子中之间的数量比为1∶1∶1。（2）位置关系：①单链中相邻的碱基连接方式：脱氧核糖磷酸脱氧核糖②互补链中相邻碱基的连接方式：氢键（3）DNA结构中化学键的形成与断裂①氢键：配对的碱基间形成碱基对，通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。②磷酸二酯键：连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。（4）DNA初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。3.DNA特性DNA分子的双螺旋结构能保持相对稳定，原因有以下三点：是DNA分子双螺旋结构的内侧，通过氢键形成的碱基对，使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。是碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆积力，它是芳香族碱基π电子间的相互作用引起的。现在普遍认为碱基堆积力是稳定DNA结构的最重要的因素。双螺旋外侧负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键，可以减少双链间的静电斥力因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。【典例1】以下为DNA分子结构探究历程中的部分资料，下列相关叙述正确的是（）资料①：1952年，富兰克林进行了详细的衍射图片分析，提出DNA为双螺旋结构，两条链向两个相反方向伸展。资料②：碱基是疏水性基团，脱氧核糖和磷酸是亲水性基团，细胞中的DNA处于液体环境中。资料③：嘌呤是双环化合物，占有空间大，嘧啶是单环化合物，占有空间小，经测定DNA螺旋的直径是恒定的，约为2nm。A.富兰克林分析发现DNA分子不同是由于其内部碱基对排列顺序不同

B.根据资料①②可知，两条脱氧核苷酸链中磷酸和脱氧核糖排列在外侧

C.由资料③可知，在双链DNA分子中腺嘌呤的数量等于胸腺嘧啶的数量

D.综合①②③可知，一条DNA链中相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸连接分层提分分层提分题组A基础过关练一、单项选择题1.下列有关DNA结构的说法，正确的是（）A.一条链上相邻的碱基通过氢键连在一起

B.某核酸中嘌呤与嘧啶数目相等，则一定为DNA分子

C.碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的特异性

D.A与T、G与C互补配对使DNA分子具有稳定的直径2.如图是DNA分子的结构示意图。相关说法正确的是（）

A.图中1和2代表的结构通过氢键交替连接，构成DNA分子的基本骨架

B.两条链反向平行，图中2代表的结构有2种

C.若图中3代表的结构含量相对较高，则结构稳定性相对较大

D.DNA分子碱基排列顺序及空间结构的千变万化，构成了

DNA分子的多样性3.从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是（）A.碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性

B.碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子基因的特异性

C.一个含2000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41000种

D.人体内控制β珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种4.DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（）①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制⑤格里菲思的肺炎双球菌转化实验A.①②⑤ B.②③ C.③④ D.①②④5.1950年,查戈夫(E.Chargaff)发表了对人类和其他生物DNA碱基的精确测定,通过比较每一种细胞DNA中四种碱基的含量及碱基比,从而说明DNA中碱基之间的关系,如下表所示。下列叙述错误的是（）DNA样本中每种碱基的百分比碱基比样本来源AGCT(A+C)/(T+G)(A+T)/(G+C)人肝脏30.319.519.930.31.011.53人胸腺30.919.919.829.41.001.51青鱼精子27.822.222.627.51.011.23酵母31.718.217.432.60.971.8A.不同生物DNA分子若为双链,则其嘌呤数之和等于嘧啶数之和

B.同种生物不同细胞的DNA分子,(A+T)/(G+C)碱基比值一定不相同

C.样本中不同生物(A+T)/(G+C)比例不同,说明物种间的特异性

D.样本中不同生物(A+C)/(T+G)相似,说明DNA分子碱基组成的一致性6.下图所示为DNA概念图，下面有关叙述不正确的是()A.图中①表示C

，H、O、N、P五种元素 B.②中含有尿嘧啶脱氧核苷酸

C.DNA结构一般为双链 D.图中⑤主要为脱氧核苷酸的排列顺序7.在搭建DNA分子模型的实验中，若有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，4种碱基塑料片共20个（其中4个C，6个G，3个A，7个T），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（）A.能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段 B.能搭建出20个脱氧核苷酸

C.能搭建出410种不同的DNA分子模型 D.所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对8.如图为大肠杆菌DNA分子（片段）的结构示意图。下列说法错误的是（）A.图中两条链反向平行，1和2交替排列构成了DNA分子的基本骨架

B.图中1、2、3代表胸腺嘧啶脱氧核苷酸

C.该双链DNA中，等于1

D.DNA分子的多样性取决于碱基对的数目及排列顺序9.DNA分子具有多样性和特异性，主要原因是（）A.DNA分子是高分子化合物 B.脱氧核糖结构不同

C.磷酸的排列方式不同 D.碱基的排列顺序不同10.下列有关双链DNA结构的叙述，正确的是（）A.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基

B.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸脱氧核糖磷酸”相连

C.人体内控制β珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种

D.某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T占该链碱基总数的32.9%，则在它的互补链中，T占该链碱基总数的31.3%二、填空题11.图是DNA分子的平面结构示意图。请据图回答：（1）DNA分子中_______（填序号）与磷酸交替连接，构成基本骨架；四种碱基中，胸腺嘧啶（T）与_________的数量相等。（2）DNA分子空间上呈独特的____结构，复制时，在_______酶的作用下，氢键断开。（3）DNA分子中___________（填序号）的排列顺序千变万化，构成DNA分子的多样性。12.请根据如图回答有关问题：

⑴X的名称是

，DNA的立体结构是

。⑵细胞有丝分裂中期，一个染色体内含有

个DNA分子。⑶现有一个DNA分子片段，已知其中一条链上的（A+T）/（G+C）=2，其互补链中同样的碱基比为

；若该DNA分子片段中有胸腺嘧啶200个，则该DNA分子片段连续复制两次，需要

个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。题组B能力提升练一、单项选择题1.研究人员采用化学方法人工合成了四种新碱基:P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶),其中P和Z配对,B和S配对。研究人员进一步利用上述碱基与天然碱基成功构建了一种合成DNA分子,该DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构。下列关于该合成DNA的推断,不合理的是（）A.P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径

B.该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成

C.该合成DNA分子中,碱基的比例(A+G+P+Z)/(T+C+B+S)=1

D.四种新碱基的加入后,同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增2.下列对双链DNA分子的叙述，不正确的是（）A.若一条链A和T的数目相等，则另一条链的数目也相等

B.若一条链G的数目为C的两倍，则另一条链C的数目为G的两倍

C.若一条链的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则对应链相应碱基为1∶2∶3∶4

D.若一条链的G∶T＝1∶2，则另一条链上C∶A＝1∶23.DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是（）A.不同人体内的DNA所含的碱基种类不同

B.不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同

C.不同人体内的DNA的空间结构不同

D.不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同4.DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述，正确的是（

）A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同

B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高

C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链

D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于15.下列关于DNA分子特点的叙述，不正确的是（）A.DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成的

B.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中

C.DNA分子的多样性体现在不同的DNA分子（A+G）/（T+C）的比值不同

D.DNA分子的特异性体现在不同的DNA分子（A+T）/（G+C）的比值不同6.多个核苷酸间通过脱水缩合形成核酸苷链，现有n个脱氧核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸的平均分子量为a，试求由n个脱氧核糖核苷酸形成的DNA分子的相对分子质量约为（）A.n×(a－18) B.n×a－(n－1)×18

C.n×a－(n－2)×18 D.n×a－187.某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A：T：G：C=1：2：3：4，则该DNA分子（）A.四种含氮碱基A：T：G：C=4：4：7：7

B.若该DNA分子中A为p个，占全部碱基的n/m（m＞2n），则G的个数为pm/2np

C.碱基排列方式共有4200种

D.含有4个游离的磷酸8.下列相关叙述错误的是（）A.由100个碱基组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数目为100个

B.某个含100个碱基的特定基因，其碱基对的排列方式有4100

种

C.若DNA分子中碱基A有p个，占全部碱基的20%，则该DNA分子中的G有1.5p个

D.一个被32P标记一对同源染色体的细胞，放在31P的培养液中经两次有丝分裂后，所形成的4个细胞中，每个细胞含被32P标记的染色体条数可能是0、1或2二、填空题9.如图为某DNA分子局部结构示意图，请据图回答下列问题：

（1）图中和______（填标号）交替连接构成DNA的基本骨架，④为______。

（2）若该DNA分子的一条链中=a,则其互补链中的比值为______。

（3）若该DNA分子含有1000个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的30%，该DNA分子连续复制三次，第三次复制时需要的鸟嘌呤数量是______个。

（4）DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其依据的主要原理是不同DNA所含______的不同。10.如图为某种核苷酸（图1）和某核苷酸链（图2）示意图，据图回答问题：

（1）已知图1的右上角部分为腺嘌呤，请仔观察分析后回答下列问题：

Ⅰ、该核苷酸的生物学名称为______．

Ⅱ、该核苷酸是构成哪一种核酸的基本原料？______．

Ⅲ、请指出图中哪一个位置上的氧去掉后便可成为主要遗传物质的基本原料：______．

（2）图2中1、2、3的中文名称分别是______、______、______．

（3）通常由图2中______条图示的核苷酸链构成一个______分子，被______染成绿色．

（4）在豌豆的叶肉细胞中，由A、C、T、U

4种碱基参与构成的核苷酸共有______种．题组C培优拔尖练一、单项选择题1.某班级分组制作DNA双螺旋结构模型时，采用了如下流程：制作脱氧核苷酸→制作脱氧核苷酸链→制作双链DNA→螺旋化。下列叙述错误的是()A.制作脱氧核苷酸时，将磷酸和碱基连在脱氧核糖的特定位置

B.制作脱氧核苷酸链时，相邻脱氧核苷酸的磷酸基团直接相连

C.制作双链DNA时，两条链之间的碱基A与T配对，G与C配对

D.各组DNA模型的碱基序列往往不同，反映了DNA分子的多样化2.决定自然界中生物多样性和特异性的根本原因是生物体内（）A.蛋白质分子的多样性和特异性 B.DNA分子的多样性和特异性

C.氨基酸种类的多样性和特异性 D.化学元素和化合物的多样性和特异性3.DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值的叙述，正确的是（）A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同

B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高

C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链

D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于14.下列关于核酸的叙述中，正确的是（）A.DNA和RNA中的五碳糖相同 B.组成DNA与ATP的元素种类不同

C.T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数5.细胞中某生命活动过程和某物质结构如图所示，则下列叙述错误的是（）

A.在肌肉收缩时，图1过程释放的能量可使肌肉中的能量增加，形状改变

B.③处磷酸键较②处不稳定，且所含的能量也更多

C.ATP中的结构①即图2中的A，该结构在RNA中也存在

D.ADP失去一个磷酸基团之后，即可用于图2中物质的合成6.如表为四种生物体内某种核酸分子的碱基组成情况。据表中分析，不正确的是（）来源A/GT/CA/TG/C嘌呤/嘧啶人1.561.751.001.001.00鲱鱼1.431.431.021.021.02小麦1.221.181.000.970.99结核分枝杆菌0.400.401.091.081.10A.碱基中不含U，故检测的是四种生物的DNA分子

B.表中数据为这类核酸分子结构中遵循碱基互补配对原则提供了证据

C.碱基种类决定这类核酸分子携带遗传信息的特异性

D.嘌呤/嘧啶的比值可支持真核生物“由共同祖先进化而来”7.下列有关DNA的说法正确的是（）A.每个DNA分子不仅具有多样性，还具有特异性

B.大肠杆菌的DNA中每个脱氧核糖连接一个或两个磷酸基团

C.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和

D.DNA的双螺旋结构和碱基互补配对有利于DNA的准确复制8.DNA指纹是利用特定的人源小卫星DNA作探针，与样本DNA的酶切片段进行杂交获得的DNA片段长度不等的杂交带图纹。这些图纹具有高度的变异性和稳定的遗传性。DNA指纹技术应用广泛，如图是某机构采用该技术为某家庭进行亲子鉴定的结果，以下分析不正确的说法是（）

A.DNA在亲子代之间传递时，因发生突变或重组产生遗传多样性

B.样本DNA片段通过碱基互补配对原则与探针结合形成杂交带

C.杂交带的不同显示出家庭成员之间DNA分子中碱基排列顺序的差异

D.由各家庭成员的检测结果分析，女儿1和儿子1为该夫妇的亲生孩子9