2021-2022高中生物 第3章 第2节 DNA分子的结构

第2节DNA分子的结构 自主学习 新知突破 1识记DNA分子的化学组成。2掌握DNA分子的结构。3会进行有关DNA分子中碱基含量的计算。 1构建者：美国生物学家_和英国物理学家_。2构建依据(1)DNA分子是以_为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有_四种碱基。(2)腺嘌呤(A)的量总是等于_的量，鸟嘌呤(G )的量总是等于_的量。 DNA双螺旋结构模型的构建沃森克里克脱氧核苷酸A、G、C、T胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C) 思考探讨1.根据AT，GC，推算双链DNA分子中嘌呤数和嘧啶数有什么关系。提示：嘌呤总数嘧啶总数。 DNA的化学组成(1)基本组成元素：C、H、O、N、P 5种元素。(2)基本组成单位：4种脱氧核苷酸。(3)许多脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链，通常一个DNA分子由2条脱氧核苷酸链组成。 DNA是规则的_结构，其主要特点是：DNA分子的结构双螺旋 (1)DNA分子是由_条链构成的，这两条链按_方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的_、_交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；_排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过_连接成碱基对。碱基配对的规律是：A与_配对，G与_配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做_原则。两反向脱氧核糖磷酸碱基氢键T C碱基互补配对 思考探讨2.在DNA分子的一条链中，相邻两个脱氧核苷酸是怎样连接的？3含有哪些碱基对比较多的DNA结构比较稳定？4一个DNA分子有几个游离的磷酸基团？提示：2.通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”之间形成磷酸二酯键的形式连接。3A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键；CG碱基对在DNA分子中所占比例越大，DNA分子结构越稳定。42个。 1平面结构(1)一条脱氧核苷酸链：由一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键(3，5 磷酸二酯键)相连接。如图所示： (2)两条链之间的连接：A一定与T配对，两碱基之间形成两个氢键；G一定与C配对，两碱基之间形成三个氢键。如图所示： 2空间结构规则的双螺旋结构(1)两条链反向平行，有规则地盘绕成双螺旋。(2)脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。(3)碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。3碱基互补配对原则及碱基含量的计算(1)碱基互补配对原则：腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对；鸟嘌呤(G )一定与胞嘧啶(C)配对。 (1)可根据核苷酸分子中的五碳糖与碱基种类区分DNA与RNA，脱氧核糖与胸腺嘧啶是DNA特有的，核糖与尿嘧啶是RNA特有的。(2)脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水。 记知识纲要 背关键语句1DNA分子的双螺旋结构(1)两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。(2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列于外侧，构成基本骨架。(3)碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。2碱基互补配对原则A一定与T配对，G一定与C配对。 3双链DNA分子中的数量关系(1)嘌呤碱基数嘧啶碱基数，即AGTC，AT，GC。(2)能互补配对的两碱基之和的所占比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。(3)不能互补两碱基所占之和的所占比例在两条互补链中互为倒数，整个DNA分子中，两不能配对碱基之和与另两不能配对碱基之和之比等于1。4DNA分子中A与T之间是两个氢键，G与C之间是三个氢键，含GC碱基对越多的DNA分子相对越稳定。 合作探究 课堂互动 DNA分子的结构下图为DNA分子的结构示意图，对该图的描述正确的是() A和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C当DNA复制时，的形成需要连接酶DDNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息自主解答_ 解析：和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架，A错误；的结构并不是胞嘧啶脱氧核苷酸，是属于另一个脱氧核苷酸的磷酸，由和及下面的磷酸才可以构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；DNA复制时，氢键的形成不需要连接酶，DNA片段的连接才需要DNA连接酶，C错误。答案：D DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一种结构：规则的双螺旋结构。 1关于下图DNA分子片段的说法，不正确的是()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，A、B正确；代表氢键，C正确；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，D错误。答案：D 某DNA分子中，GC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()A32.9%和17.1%B31.3%和18.7%C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%自主解答_ DNA分子中碱基含量的计算 解析：由于DNA分子中(GC)之和在整个DNA分子中的所占比例与在单链中该比例均相等，可推出该已知链中GC35.8%，又因T与C分别占32.9%与17.1%，可求出该链中的A为1(GCT)1(35.8%32.9%)31.3%，G35.8%17.1%18.7%。其互补链中T和C应与该链中A与G的含量相等。答案：B 2一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基总数的()A44% B24%C14% D28%解析：画出DNA简图(如图)。 答案：D 高效测评 知能提升 1下列关于DNA分子结构的叙述，不正确的是()A每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸B每个DNA分子中对应链上的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的C每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基D双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶 解析：DNA分子中，除了两端的脱氧核糖外，每个脱氧核糖上连着两个磷酸和一个碱基。答案：C 2某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是() 解析：无论DNA分子的一条单链中(AC)/(TG )的值为多少，整个DNA分子中(AC)/(TG )都等于1，A错误；由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中(AC)/(TG )的值与其互补链中的(AC)/(TG )的值互为倒数，B错误；由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中(AT)/(GC)的值与整个DNA分子中(AT)/(GC)的值相等，C正确；由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中(AT)/(GC)的值与其互补链中(AT)/(GC)的值相等，D错误。答案：C 3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() 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连接起来D从碱基上看，缺少的碱基是T解析：图中所示a表示的是一个完整的脱氧核苷酸，A错误；图中与五碳糖直接相连的碱基只有一个，B正确；图中处表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接，C正确；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T，D正确。答案：A 4在一个DNA分子中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个，则这个DNA片段中含有游离的磷酸基团的数目和氢键的数目依次为()A200个和400个B400个和510个C2个和510个 D2个和400个解析：双链DNA片段中只有两个游离的磷酸基团；A有90个，则TA90个，GC100个，氢键数为9021103510。答案：C 5如图是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 )从图中可以看出D N A分子中的两条链是由_ 和_交替连接构成的。(4)连接碱基对的7是_，碱基配对的方式如下：即_与_配对；_与_配对。(5)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)从图中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面结构，而乙表示的是DNA分子的立体(空间)结构。(2)图中2表示的是一条脱氧核苷酸单链片段，3表示脱氧核糖，而5表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(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脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸(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)反向平行规则的双螺旋