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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.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2．DNA分子的结构(1)写出下图中各部分的名称①胸腺嘧啶(T)；②脱氧核糖；③磷酸；④碱基对；⑤腺嘌呤(A)；⑥鸟嘌呤(G)；⑦胞嘧啶。(2)双螺旋结构的特点①DNA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。2②DNA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。③两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。1．解读DNA结构模型的三个关键(1)数量关系每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个；A—T碱基对之间有两个氢键，G—C碱基对之间有三个氢键；脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数(2)位置关系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(3)化学键氢键：连接互补链中相邻碱基；磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸2．利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构3．DNA分子的特性(1)稳定性：①DNA中脱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。(2)多样性：不同DNA分子中脱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。(3)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()A．每个DNA分子中通常都含有四种脱氧核苷酸B．DNA分子的两条链反向平行C．DNA两条链上的碱基以氢键相连，且A与T配对，G与C配对D．每个脱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3述不正确的是()A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或bB．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个C．相邻脱氧核苷酸之间通过化学键②连接起来D．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。(1)以DNA双链为研究对象时碱基数量的关系①A、T、G、C的关系：A＝T，G＝C。②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。(2)以DNA单链为研究对象时碱基数量的关系①A1＝T2，G1＝C2，C1＝G2，T1＝A2。②若1链中(A1＋G1)/(T1＋C1)＝m，则2链中(A2＋G2)/(T2＋C2)＝1/m。结论：两链间非互补碱基和之比互为倒数。(3)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＝T2T1＝A2⇒A1＋T1＝A2＋T2＝n%，所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T22＝n%＋n%2＝n%。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4所占的比例相等。②若1链中A1占比例为X1，2链中A2占比例为X2，则整个DNA分子中A占比例为(X1＋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()A.CT＝GAB．AT＝GCC．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%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＝C＝27%，G＋C＝54%，那么A＋T＝1－54%＝46%，又因为它的任何一条链中A＋T＝46%，其中一条链中的A＝18%，则此链中T＝46%－18%＝28%，另一条链中A＝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)%＝(CL＋GL)%＝总(G＋C)%，故GL＋CL＝46%。同理，(AH＋TH)%＝(AL＋TL)%＝总(A＋T)%，即AL＋TL＝54%，AH＝TL＝28%，故AL＝54%－28%＝26%。核心知识小结[要点回眸][规范答题]DNA分子的双螺旋结构(1)两条链反向平行。5(2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。(3)碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。双链DNA分子中，嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，即A＋G＝T＋C。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。在DNA分子中，含G—C碱基对越多的DNA分子相对越稳定。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：(1)1m1(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○代表6磷酸)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是()A．甲说：该图没有什么物质和结构上的错误B．乙说：该图有一处错误，就是U应改为TC．丙说：该图有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖D．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。4．(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，则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配对，C与G配对，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∶3。5．(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D。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＝T，G＝C，所以A＝T＝22%，则G＝C＝50%－22%＝28%。又已知一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，即G1＝21%，在双链DNA分子中，G＝(G1＋G2)/2，解得互补链(b)上G2＝2G－G1＝35%，则G2占双链碱基总数的比例为35%/2＝17.5%。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：7(1)图甲表示DNA片段的________结构，图乙表示DNA片段的________结构。(2)填出图中部分结构的名称：[2]________________、[5]________________。(3)从图中可以看出DNA分子的两条链是由________和____________交替连接形成的。(4)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。(5)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。(2)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(腺嘌呤)T(胸腺嘧啶)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶)(5)反向平行双螺旋[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()解析：选D。碱基应该连接在脱氧核糖的第1号碳原子上，磷酸连接在脱氧核糖的第5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()8A．模型中的圆圈表示磷酸基团B．模型中的五边形表示核糖C．模型中的A和T之间的双线表示磷酸二酯键D．模型中的A表示腺苷答案：A3．DNA分子的基本骨架是()A．磷脂双分子层B．规则的双螺旋结构C．由脱氧核糖和磷酸交替连接而成D．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。4．(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()A．3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶C．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶D．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＝T、C＝G，则这一对氢键连接的脱氧核苷酸可表示为，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。5．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