2015-2016学年高中生物 第3章 第2节 DNA分子的结构学案 新人教版必修2

DNA分子的结构1沃森和克里克创建了DNA分子双螺旋结构模型，建构了物理模型。2DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，两条链按反向平行方式盘旋。这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。3磷酸脱氧核糖骨架排列在螺旋外部，构成基本骨架；碱基排列在螺旋内部。4两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。5DNA中，A一定与T配对，G一定与C配对。这叫做碱基互补配对原则。一、DNA双螺旋结构模型的构建1模型名称：DNA分子双螺旋结构模型。2构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。二、DNA分子的结构1结构层次。基本组成元素C、H、O、N、P等基本组成物质磷酸脱氧核糖、含氮碱基(A、G、C、T四种)基本组成单位脱氧核糖核苷酸(四种)聚合DNA单链脱氧核苷酸长链两条DNA双链DNA双螺旋结构。2结构特点。(1)双链反向平行。(2)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。(4)A和T之间形成二个氢键，C和G之间形成三个氢键，故DNA分子中GC比例高的稳定性强。1判断正误：(1)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成。()解析：构成DNA分子的两条脱氧核苷酸链反向平行。(2)沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构中，磷酸脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部。()(3)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：CT，AG。()解析：DNA分子中A与T配对，G与C配对，故存在的数量关系应为AT，GC。2问题导学：(1)不同DNA分子的基本骨架是否相同？请说明理由。提示：相同。不同DNA分子的基本骨架都是磷酸与脱氧核糖分子交替排列连接而成。(2)DNA分子结构稳定，你知道为什么吗？提示：DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连形成碱基对；DNA分子的基本骨架固定不变。1提出DNA双螺旋结构模型的科学家是(B)A施莱登、施旺B沃森、克里克C孟德尔、摩尔根D列文虎克、罗伯特虎克2在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的(B)A氢键B脱氧核糖磷酸脱氧核糖C肽键D磷酸脱氧核糖磷酸3关于DNA和RNA的叙述，正确的是(C)ADNA有氢键和高能磷酸键B一种病毒同时含有DNA和RNAC原核细胞中既有DNA，也有RNAD叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA4在制作DNA双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。图中错误的是(B)5制作DNA双螺旋结构模型时，下图为两个脱氧核苷酸的模型，其中圆圈代表磷酸，下列说法正确的是(C)A长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基B两个圆圈可用曲别针(代表化学键)连接，以形成DNA的单链C曲别针(代表化学键)应该连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆圈上D如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相同6下图是DNA片段的结构图，请据图回答：(1)图甲是DNA片段的_结构，图乙是DNA片段的_结构。(2)填出图中部分结构的名称：2_、3_、5_。(3)连接碱基对的7是_，碱基配对的方式如下：_与_配对；_与_配对。(4)从图甲可以看出组成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_结构。解析：(1)由图分析可得，图甲是DNA分子的平面结构图，图乙是DNA分子的立体结构图。(2)准确识记DNA分子结构，并依此作答。(3)(4)DNA分子双螺旋结构的特点有：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构；DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架；DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。答案：(1)平面立体(或空间)(2)一条脱氧核苷酸单链片段脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸(3)氢键A(腺嘌呤)T(胸腺嘧啶)G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶)(4)反向平行规则的双螺旋一、选择题1有关DNA分子结构的叙述，正确的是(D)ADNA分子由4种核糖核苷酸组成BDNA单链上相邻碱基以氢键连接C碱基与磷酸相连接D磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架解析：DNA是由4种脱氧核苷酸组成的，故A错误。DNA单链上的碱基是不直接相连的，故B错误。碱基是与脱氧核糖相连接的，故C错误。磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架，故D正确。2关于下图DNA分子片段的说法不正确的是(D)A所指的碱基代表鸟嘌呤B所指的碱基是DNA分子中特有的C代表碱基互补配对形成的氢键DDNA分子片段中AT碱基对含量越高，DNA分子结构越稳定解析：图中所指碱基为鸟嘌呤(G)；所指碱基为胸腺嘧啶(T)，T是DNA特有的；代表氢键；DNA分子中AT碱基对有2个氢键，GC碱基对有3个氢键，若GC碱基对含量越高，则DNA分子结构越稳定。3细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中(C)AG的含量为30%BU的含量为30%C嘌呤含量为50% D嘧啶含量为40%解析：根据DNA双螺旋结构中AT、CG可知，嘌呤之和等于嘧啶之和，故C正确。其他碱基的含量分别为：TA30%、CG1(30%30%)/220%。U参与构成RNA，DNA中没有。4分析某生物的双链DNA，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%，其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，则另一条链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是(A)A17% B32%C34% D50%解析：由于AT64%，所以A、T占整个DNA分子的比例AT32%；而其中一条链上的A占该链全部碱基的30%，占整个DNA分子的15%，所以另一条链上的A占整个DNA分子的比例为32%15%17%。5DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个，因此这个片段中含有的游离的磷酸的数目和氢键的数目依次为(B)A200个和400个 B2个和510个C2个和400个 D400个和510个解析：DNA分子由两条链组成，而且这两条链的方向是相反的，在每条链的一端都有一个游离的磷酸，则两条链共有2个游离的磷酸。在DNA分子中，A与T配对，G与C配对，且A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，由题可知，氢键的数目是902(20090)3510。6下面是4位同学拼制的DNA分子中一条多核苷酸链局部平面结构模型，正确的是(C)解析：圆圈表示磷酸基团，五边形表示五碳糖，长方形表示碱基，由于磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧，故A、B错误；两个磷酸连接五碳糖的部位不同，故D错误，C正确。7某DNA双链中，一条单链的(AT)/(CG)b，则其互补链中、整个DNA分子中该比例分别为(C)Ab、1 B1/b、1Cb、b D1/b、b解析：DNA分子具有独特的双螺旋结构，它是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成的；其外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基对(AT、CG)通过氢键连接。在一条单链中(AT)/(CG)b，由于碱基互补配对，则其互补链中(TA)/(GC)b，所以在整个DNA分子中(AT)/(CG)也等于b，故选C。二、非选择题8下图所示DNA分子平面结构图，仔细阅图回答下列各问：(1)写出图中各编号的中文名称：_；_；_；_；_；_；_；_；_(2)图中共有脱氧核苷酸_个，碱基_对。(3)如果将细胞培养在含15N的同位素培养基上，则能在此图的_成分(填写编号)上可以测到15N。(4)如果将细胞培养在含32P的同位素培养基上，则能在此图的_成分上可以测到32P。(5)DNA分子具有独特的_结构，连接两条链的碱基之间具有_的能力；DNA分子碱基对排列顺序的千变万化和碱基对的特定的排列顺序决定了生物体具有_和_的特点。(6)某DNA分子含有5000个碱基对，基中T为4000个，则G为_个，脱氧核苷酸为_个，磷酸为_个。在DNA分子中，如果碱基AT56%，则其中一条单链中的AT占该单链碱基总数的_，若此单链中，G占18%，则在另一条单链中G占单链碱基数为_。解析：(1)DNA分子的结构及组成成分。(2)此DNA分子片段中共有脱氧核苷酸8个，碱基对4对。(3)将细胞培养在含15N的同位素培养基上，含氮碱基中都有15N。(4)将细胞培养在含32P的同位素培养基上，则磷酸基团中可以测到32P；DNA分子具有独特的双螺旋结构，连接两条链的碱基之间具有互补配对的能力。(5)DNA分子碱基对排列顺序的千变万化和碱基对的特定排列顺序决定了生物体具有多样性和特异性的特点。(6)根据碱基互补配对原则：AT，GC，AGTC50%。答案：(1)磷酸基脱氧核糖胞嘧啶胞嘧啶脱氧核糖核苷酸腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)氢键(2)84(3)中均可(4)(5)双螺旋互补配对多样性特异性(6)1000个10000个10000个28%54%9DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，在亲子鉴定、侦查罪犯等方面是目前最为可靠的鉴定技术。请思考回答下列有关DNA指纹技术的问题：(1)如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示。则该小孩的真正生物学父亲是_。(2)现在已知除了一卵双生双胞胎外，每个人的DNA都是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了DNA分子具有_性。(3)DNA指纹技术运用了DNA分子结构的相关知识，据此请回答：DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成_；DNA分子中的_和_交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，_排列在内侧；碱基互补配对原则是指：A(腺嘌呤)一定与_(_)配对；_(_)一定与C(胞嘧啶)配对。(4)为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA?_。解析：本题考查DNA分子中碱基排列顺序的多样性和特异性的应用。(1)观察图知，孩子的DNA指纹图谱一部分与母亲相同，另一部分应该与父亲的DNA指纹图谱相同，所以孩子的真正生物学父亲是B。(2)除一卵双生双胞胎外，每个人的DNA不同且每个人的DNA是独一无二的，说明了DNA分子具有特异性。(3)DNA分子的主要特点是：DNA分子由两条链组成，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；碱基互补配对原则是指：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。(4)DNA是人类的遗传物质，所以用DNA做亲子鉴定。答案：(1)B(2)特异(3)双螺旋结构脱氧核糖磷酸碱基T(胸腺嘧啶)G(鸟嘌呤)(4)因为DNA是人类的遗传物质- 7 -