2013-2014学年高中生物 3.2DNA分子的结构课下作业 新人教版必修2
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．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( )
答案： C
2．地球上的生物多种多样，不同生物的DNA不同，每一种生物的DNA又具有特异性。决定DNA遗传特异性的是( )
A．脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点
B．嘌呤总数与嘧啶总数的比值
C．碱基互补配对的原则
D．碱基排列顺序
答案： D
3．已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T与C分别占该链碱基总数的( )
A．34%和16% B．34%和18%
C．16%和34% D．32%和18%
解析： 由题干中提供的信息可知G＋C＝34%，同此求得A＋T＝1－34%＝66%，由碱基互补配对原则可推导出，两互补碱基之和在整个DNA中所占的比值与每条单链中的相应碱基占单链碱基总数比值相等，可求得单链中的A＋T＝66%，G＋C＝34%，又因为“其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%”，故在它的互补链中，T＝66%－32%＝34%，C＝34%－18%＝16%。
答案： A
4．“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有( )
A．稳定性 B．特异性
C．多样性 D．可变性
解析： 不同的人具有不同的遗传信息，可见主要是根据DNA分子特异性来实施的。
答案： B
5．假设一个双链DNA分子片段中，含碱基C共312个，占全部碱基的26%。则此DNA片段中，碱基A占的百分比和数目分别为( )
A．26% 312 B．24% 288
C．13% 156 D．12% 144
解析： 根据碱基互补配对原则及C＝26%，求得A＝(1－26%×2)÷2＝24%；再根据C＝312个，求得DNA分子中的碱基总数＝312÷26%＝1 200个；进一步求得A＝1 200×24%＝288个。
答案： B
6．下列有关计算结果，错误的是( )
A．DNA分子上的某个基因模板链含有600个碱基，由它控制合成的蛋白质分子最多含有的氨基酸数为200个
B．将一个被15N标记的噬菌体(含一个双链DNA分子)去侵染含14N的细菌，噬菌体复制3次后，则含有15N标记的链数占总DNA链数的1/8
C．在某双链DNA分子的所有碱基中，鸟嘌呤的分子数占26%，则腺嘌呤的分子数在某一条链中所占的比值不能超过48%
D．某双链DNA分子的一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，上述碱基比例在其互补单链中是2.5，在整个DNA中其比例是0.4
答案： D
7．如图是一个DNA分子的片断，从图中不能得到的信息是( )
A．DNA是双螺旋结构 B．碱基严格互补配对
C．嘌呤数等于嘧啶数 D．两条脱氧核苷酸链反向平行
答案： D
8．若在一双链DNA分子的一条链中，＝0.8，那么在其互补链中该比值和整个DNA分子中该比值分别是( )
A．0.8,0.2 B．0.2,0.8
C．0.8,1.0 D．1.25,1.0
解析： 首先建立DNA双链结构模型(如图)，
假设两条互补链分别为1链和2链，并设1链为已知的一条链，根据碱基互补配对原则及题干可知A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2。已知＝0.8，则本题互补链中该比值的求解即是＝？因为，所以＝＝＝1.25。整个DNA分子中由于碱基互补配对，A＝T，G＝C，则＝1。
答案： D
9．已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该( )
A．分析碱基类型，确定碱基比率
B．分析碱基类型，分析核糖类型
C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
解析： 考查两种核酸的化学组成。确定DNA或RNA，可分析碱基和五碳糖(有U或核糖者为RNA，有T或脱氧核糖者为DNA)；确定单链或双链，可分析其中各种碱基所占比例：若A与T或U相等，C与G相等，则最可能为双链；若不相等则为单链。如果分析氨基酸组成，则不能区分任何类型。
答案： A
10．某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子( )
A．含有4个游离的磷酸基团
B．含有腺嘌呤脱氧核苷酸20个
C．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．碱基排列方式共有4100种
解析： A错误：一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基。由一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，计算得一条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一条链上含A、T、G、C则依次是20、10、40、30。 故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为10＋20＝30个，故B项错误。C项正确：四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝(10＋20)∶(20＋10)∶(30＋40)∶(40＋30)＝3∶3∶7∶7。D项错误：含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种。
答案： C
11．如下图为DNA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是( )
a．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 b．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 c．⑨是氢键，其形成遵循碱基互补配对原则 d．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
A．bcd B．cd
C．abc D．bc
解析： ②和①相间排列，构成了DNA分子的基本骨架，④中的③②及②下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸，故ab错。
答案： B
12．在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现在有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分比含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是( )
A．含胸腺嘧啶32%的样品 B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品 D．含胞嘧啶15%的样品
解析： 生活在高温环境中的嗜热菌的DNA分子稳定性较高，说明DNA中由3个氢键相连的胞嘧啶和鸟嘌呤所占的比例较大。
答案： B
二、非选择题
13．根据DNA分子结构模式图回答下列问题：
(1)写出①～⑥的名称：
①________；②________；③________；④________；
⑤________；⑥________。
(2)分析这种结构的主要特点：
Ⅰ.构成DNA分子的两条链按________盘旋成双螺旋结构。
Ⅱ.DNA分子的基本骨架由________________________________________________________________________而成。
Ⅲ.DNA分子两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且遵循________原则。
(3)DNA分子中的碱基有____________种，碱基间配对方式有________种，但由于______________________________，使DNA分子具有多样性；由于____________________________，使DNA分子具有特异性。
解析： 本题主要考查DNA分子的化学组成及其结构特点。(1)根据脱氧核苷酸的结构及碱基互补配对原则可依次推断出①～⑥的名称。(2)根据DNA的立体结构可知，DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，其外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接形成的基本骨架；内侧是通过氢键连接而成的碱基对，碱基对的形成严格遵循碱基互补配对原则。(3)DNA分子中的碱基共4种，配对方式共2种，即A—T，G—C，由于碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。
答案： (1)胸腺嘧啶 胞嘧啶 腺嘌呤 鸟嘌呤 脱氧核糖
磷酸 (2)反向平行 脱氧核糖与磷酸交替连接 氢键 碱基互补配对 (3)4 2 不同DNA分子中碱基对排列顺序千变万化 每个DNA分子具有特定的碱基对排列顺序
14．如图是DNA分子结构平面图(片段)。请根据图回答问题：
(1)图中1表示________，2表示________，1、2、3结合在一起的结构叫________。
(2)3有________种，中文名字分别是________________________________________________________________________。
(3)DNA分子中3和4是通过________连接起来的。
(4)DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是____________(用序号表示)。
(5)已知在DNA分子的一条单链中＝m，求另一条互补链中这种比例是________，这个比例关系在整个DNA分子中是________；如果在DNA的一条单链中＝n，则另一条互补链中这种比例是________，这个比例关系在整个DNA分子中是________；若DNA分子中的一条单链中＝K，则另一条互补链中这种比例是________，而在整个DNA分子中是________，如果DNA分子一条链中的A占15%，互补链中的A占25%，则整个DNA分子中A占________。
答案： (1)磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸
(2)2 腺嘌呤、胸腺嘧啶 (3)氢键 (4)3与4
(5) 1 n n K K 20%
15．(实验探究)2011年3月11日，日本大地震引起海啸造成大量人员伤亡，事后的尸体辨认只能借助于DNA杂交技术。该方法是从尸体和死者生前的生活用品中分别提取DNA，在一定温度下水浴共热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份DNA样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本的DNA单链通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链在一定程度上不能互补。借助该技术就可以对面目全非的尸体进行辨认。
下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体，同一区段DNA单链的碱基序列：
A组
B组
C组
尸体中的DNA碱基序列
ACTGA CGGTT
GGCTT ATCGA
GCAAT CGTGC
家属提供的DNA碱基序列
TGACT GCCAA
CCGAA TAGCA
CGTTA GCACG
(1)根据碱基配对情况判断，A、B、C三组DNA中不是同一人的是________。
(2)为什么从尸体细胞与死者家属提供的死者生前生活用品中分别提取的DNA可以完全互补配对？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA杂交技术同样可以用于两物种亲缘关系的判断，若两个物种的DNA样本经处理后形成的杂合DNA区段越少，则两物种的亲缘关系________，杂合DNA区段越多，则两物种的亲缘关系________。
解析： 该题是关于DNA分子杂交的运用，属于材料信息题。同一个体的尸体细胞和死者生前生活用品中的样本DNA碱基序列能互补配对，因为来自同一个受精卵有丝分裂形成的体细胞核中具有相同的遗传物质，而不同个体中的DNA碱基序列不相同。把不同来源的DNA分别加热到一定温度时，DNA会变性解旋成单链，再把两种不同来源的DNA单链放到一起，互补的DNA单链就会重新形成双螺旋结构，我们把它叫杂合双链，这是两个DNA具有相同碱基对排列顺序的部分；而不互补的则仍为游离的单链，即具有不同的碱基对排列顺序的部分。 一般地说，杂合双链区越多，DNA碱基对顺序相同的越多，两物种的亲缘关系越近，反之则亲缘关系越远。
答案： (1)B组 (2)人体所有体细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质
(3)越远 越近
课件52张PPT。第2节 DNA分子的结构一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者：_____和_______。沃森克里克2.构建过程：脱氧核苷酸DNA衍射图谱外部骨架相同碱基A=T,G=CTC3.新模型的特点及意义：
(1)特点：A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径，这
样组成的DNA分子具有___________。
(2)意义：
①能解释A、T、G、C的数量关系；
②能解释DNA的_____；
③模型与X射线衍射照片完全相符。稳定的直径复制二、DNA分子的结构1.基本单位：组成DNA分子的基本单位④___________由一分子
①_____，一分子②_________和一分子③含氮碱基组成。
2.结构：
(1)整体结构：由_____脱氧核苷酸链按_________方式盘旋成
___________。
(2)基本骨架：DNA分子中的①_____和②_________交替连接，
排列在外侧，构成基本骨架。
(3)碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过_____连接成碱基
对。依据此原则写出上图各序号代表的碱基种类⑤：__⑥：__
⑦：__。脱氧核苷酸磷酸脱氧核糖两条反向平行双螺旋结构磷酸脱氧核糖氢键ACT【思考辨析】
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。( )
【分析】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：C=T，A=G。( )
【分析】DNA分子中A与T配对，G与C配对，故存在的数量关系
应为A=T，G=C。×√×2.问题思考：
(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。
(2)DNA分子结构稳定，你知道为什么吗？
提示：①DNA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；②DNA分子的基本骨架固定不变。一、DNA分子的结构特点
1.DNA分子的组成：2.DNA分子的平面结构：
(1)两条脱氧核苷酸链：每条链都由磷酸和脱氧核糖交替排列连接，两条链构成DNA的基本骨架。
(2)两链之间的碱基对：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：3.DNA分子的立体结构——规则的双螺旋：
(1)两条链反向平行。
(2)脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧。
(3)碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。
如图所示：【警示钟】
理解DNA分子结构的两点误区
(1)在脱氧核苷酸链中，并不是每个磷酸都与两个脱氧核糖相连，如链的一端游离的磷酸只与一个脱氧核糖相连。
(2)并不是所有的DNA分子中，A=T、G=C；有的DNA分子是单链。【学而后思】
(1)从DNA分子结构看，决定DNA分子多样性的因素主要有哪些？
提示：DNA分子中碱基对的数量和排列顺序决定了DNA分子具有多样性。
(2)为什么DNA分子中G与C碱基所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强？
提示：G与C之间有三个氢键，而A与T之间只有两个氢键。因此G与C所占比例越大，DNA分子的稳定性越强。【典例训练1】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b
B.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③连接起来
D.从碱基上看，缺少的碱基是T【解题关键】解答本题的关键是明确DNA分子的组成单位和各单位之间连接的方式。
【解析】选A。图中所示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一个；图中③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；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。【互动探究】
(1)能否用题干中的图表示构成RNA的核糖核苷酸链？那么缺少的碱基是哪一类？
提示：能，缺少U。(2)画出与图中片段互补的另一条脱氧核苷酸链片段。
提示：二、DNA分子中碱基的计算规律
碱基互补配对原则：A配T，G配C。1.以DNA双链为研究对象时碱基数量的关系：
(1)A、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中非互补碱基之和总相等。
(3)互补碱基和之比：(A+T)/(G+C)不是定值。
(4)碱基比例与DNA分子的共性和特异性。
①共性的体现是(1)和(2)中的配对碱基相等，DNA中非互补碱基之和总相等。
②特异性的体现是(3)中的比值是不确定的。2.以DNA单链为研究对象时碱基数量的关系(如上图)：
(1)A1=T2，G1=C2，C1=G2，T1=A2。
(2)若1链中(A1+G1)/(T1+C1)=m，由(1)中的碱基关系推断，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联系(如上图)：
(1)若在双链中(A+T)/(G+C)=n，则在1链中(A1+T1)/(G1+C1)=n，2链中(A2+T2)/(G2+C2)=n。
结论：在同一DNA中，双链和单链中互补碱基和之比相等。
(2)若1链中A1占的比例为X1，2链中A2占的比例为X2，则整个DNA分子中A占的比例为(X1+X2)/2。
结论：某碱基占双链DNA碱基总数的百分比数等于相应碱基占相应单链比值和的一半。【学而后思】
(1)若某DNA分子的一条单链中(A+G)/(T+C)=7/10，则其互补链中这些碱基的比例是多少？
提示：10/7。因两链间非互补配对的碱基和之比互为倒数，其中一条链中(A+G)/(T+C)=7/10，则其互补链该比例为10/7。(2)如果DNA一条链中的(A1+T1)/(G1+C1)=a，那么另一条链中的(A2+T2)/(G2+C2)是多少？
提示：(A2+T2)/(G2+C2)=a。根据碱基互补配对原则，A1=T2、T1=A2、G1=C2、C1=G2，所以由(A1+T1)/(G1+C1)=a，可知(A2+T2)/(G2+C2)=a。【典例训练2】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%【解题关键】解答本题的关键是明确各种碱基在双链或单链中的数量关系，如在互补链中A与本链中T的数量相等，然后计算分析。【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=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)=1-(35.8%+32.9%)=31.3%，G=35.8%-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。【互动探究】
(1)互补链中A与T的和占该链的比例是多少？
提示：64.2%。
(2)整个DNA分子中T+C与互补链中T+C所占的比例分别是多少？
提示：50%、50%。【变式备选】假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是
( )
A.26%，312个 B.24%，288个
C.24%，298个 D.12%，144个【解题关键】解答碱基计算题目的三个步骤
第一步：明确题中所给出的碱基数或碱基数的和是占单链的比例还是双链的比例，所求的是占整个DNA分子的比例还是占其中一条链的比例。
第二步：画出一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及有关规律进行计算。【解析】选B。DNA的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原
则，即DNA中有一个A，必有一个和其互补的T；有一个C，必有
一个G。根据这个原理可知 又知T共312
个，占26%，则可知该DNA分子片段中共有碱基312÷26%=
1 200(个)；前面已计算出C占24%，则G的数目是1 200×24%
=288(个)。【备选要点】
DNA分子的结构特性
1.稳定性：
DNA分子结构的稳定性是指其双螺旋结构的相对稳定。与这种稳定性有关的因素主要有以下几点：
(1)DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。
(2)DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变。(3)DNA分子双螺旋结构中间为碱基对，对应碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。
(4)DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。
(5)每个特定的DNA分子中，碱基对的数量和排列顺序一般稳定不变。2.多样性：
DNA分子多样性的决定因素：DNA分子中碱基的数量成千上万；DNA分子中碱基的排列顺序千变万化。
3.特异性：
每个特定的DNA分子中都有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。【备选例题】决定DNA遗传特异性的是( )
A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点
B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值
C.碱基互补配对原则
D.碱基的排列顺序
【解题关键】解答本题的关键是理解DNA分子结构特异性产生的原因。【解析】选D。在DNA分子中，磷酸和脱氧核糖交替连接，稳定不变，构成DNA分子的基本骨架。而DNA分子内部碱基的排列顺序是千变万化的，使得DNA分子具有多样性。在不同的DNA分子中则有各自特定的碱基序列，从而决定了DNA分子的特异性。课题：关于DNA分子的结构示意图分析类题目
【案例】下图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图(片段)，请
据图回答问题：(1)图中1表示 ，2表示 ，1、2、3结合在一起的结构叫 。其排列顺序中蕴藏着 。
(2)图中3有 种，中文名字分别是 。
(3)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。该DNA片段中共有腺嘌呤 个，C和G共 对。【审题——抓准信息·快速推断】【答题——规范答案·警示失误】
(1)磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸 遗传信息
错答：将“脱氧核苷酸”错答为“核苷酸”。
错因：将“脱氧核糖核酸”与“核酸”混淆起来。
(2)2 鸟嘌呤、胞嘧啶
错答：4 鸟嘌呤、胞嘧啶、腺嘌呤、胸腺嘧啶
错因：漏掉图中重要信息，即3和4之间有“3个氢键”，误认为有4种碱基。
(3)40 601.(基础理论辨析题)下列与DNA分子的结构特点相符的是( )
A.组成DNA的元素有C、H、O、N、P五种
B.DNA分子由含A、G、C、T四种碱基的脱氧核苷酸组成
C.每个DNA分子中，每条单链都由脱氧核糖和磷酸交替连接排列
在外侧构成基本骨架
D.DNA有两条脱氧核苷酸长链，反向平行，中间靠氢键连接
E.DNA分子中A一定与T配对，G一定与C配对【解析】选A、B、C、D、E。构成DNA的基本单位是4种脱氧核苷酸；DNA每条单链都由脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成基本骨架；DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成，两条链上的碱基通过氢键相连，严格遵循碱基互补配对原则。2.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面突出贡献的说法中，正确的是( )
A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像
B.沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型
C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D.富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量【解析】选B。威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱；查哥夫发现腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量；沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型。3.DNA分子基本骨架的组成成分是( )
A.核糖、磷酸 B.脱氧核糖、磷酸、碱基
C.核糖、磷酸、碱基 D.脱氧核糖、磷酸
【解析】选D。组成DNA分子的五碳糖是脱氧核糖，脱氧核糖和磷酸在外侧交替连接构成了DNA分子的基本骨架。4.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通过( )
A.肽键
B.—磷酸—脱氧核糖—磷酸—
C.氢键
D.—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—【解析】选D。DNA分子单链上相邻碱基A与T的连接方式如下图，由此可知是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接起来的。5.非同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是( )
A.碱基序列 B.碱基数目
C.(A+T)/(G+C)的值 D.碱基种类
【解析】选D。A项中，非同源染色体上的DNA不同，碱基序列一定不同。B项中，不同的DNA，碱基数目一般不同。C项中，(A+T)/(G+C)的值具有特异性，不同的DNA不同。D项中，不同的DNA碱基种类一般都含有四种：A、T、G、C。6.(2013·杭州高二检测)某同学在制作DNA双螺旋结构模型的实验中，按要求制作含20个碱基对的DNA片段。那么该同学需要制作长方形、五边形、圆形塑料片的数量依次为( )
A.20，20，20 B.30，30，30
C.40，40，40 D.20，30，40
【解析】选C。含20个碱基对的DNA片段包括40个脱氧核苷酸，长方形、五边形、圆形依次代表碱基、脱氧核糖、磷酸，所以都需要40个。7.如图是DNA分子结构模式图，按要求回答下面的问题。(1)该图是DNA双螺旋片段的 结构。
(2)填写名称：
① ；②_______________________；
③ ；④_______________________；
⑤ 。
(3)有人形象地将DNA的平面结构比喻为一架“梯子”，那么组
成这个“梯子的扶手”的物质是 和 ，它
形成了DNA分子的基本骨架；相当于两个“扶手”间“阶梯”
的物质是 ，它的形成靠 相连，并严格遵循
原则。【解析】(1)该图是DNA分子的双螺旋结构，为立体结构图。
(2)DNA的基本单位是脱氧核苷酸(即④所示结构)，包括含氮碱基(即①)、脱氧核糖(即②)、磷酸(即③)。两条脱氧核苷酸链反向平行，碱基对(即⑤)通过氢键连接起来。碱基之间遵循碱基互补配对原则相互配对，T(胸腺嘧啶)配A(腺嘌呤，即⑥)，C(胞嘧啶，即⑧)配G(鸟嘌呤，即⑦)。
(3)两条脱氧核苷酸链外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接，组成“梯子的扶手”，“阶梯”就是两条链之间的碱基对。答案：(1)立体(2)胸腺嘧啶 脱氧核糖 磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对
(3)脱氧核糖 磷酸 碱基对 氢键 碱基互补配对第二节 DNA分子的结构
一、知识结构
二、教材分析
1.本小节主要讲述了DNA分子的结构和DNA分子的复制两部分内容。
关于DNA分子的结构，由于这部分内容比较抽象，不容易理解，教材在概述DNA分子双螺旋结构的特点后，安排了一个“制作DNA双螺旋结构模型”的实验，以加深学生对这一结构的感性认识和理解。
DNA分子的结构特点是DNA特定功能的基础，因此在本小节教材的后半部分，联系其结构讲述了DNA分子的复制功能。这部分知识是理解后面几节内容的基础，因此是本节教材的教学重点。
2.本小节内容与其他章节的联系:
(1)与《组成生物体的化合物》中核酸知识有关；
(2)与《细胞增殖》一节知识相联系。
(3)与后面的《生物的遗传定律和变异》相联系。
三、教学目标
1.知识目标
(1)DNA分子基本单位的化学组成(B:识记)
(2)DNA分子的结构特点(C:理解)
(3)DNA分子的复制过程和复制意义(C:理解)
2.能力目标
(1)培养观察能力、分析理解能力:通过计算机多媒体软件和DNA结构模型观察来提高观察能力、分析和理解能力。
(2)培养创造性思维的能力:通过探索求知、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能力。
四、重点·实施方案
1.重点：(1)DNA分子的结构。(2)DNA分于的复制。
2.实施方案
(1)使用挂图、模型进行直观教学。
(2)用多媒体课件显示DNA分子复制的动态过程，让学生充分理解边解螺旋边复制。
五、难点·突破策略
1.难点：(1)DNA分子的结构特点。(2)DNA分子的复制过程。
2.突破策略
教师指导学生制作DNA分子的结构模型。让学生充分理解它的结构特点，用多媒体课件显示DNA分子的复制过程，从而让学生理解复制的模板、原料等条件，以及复制的意义。
六、教具准备
DNA分子的结构模型//DNA分子的结构和复制挂图//DNA分子复制的多媒体课件//投影仪。
七、学法指导
教会学生学会理论联系实际的学习方法。
具体办法是:在学生自学教材的基础上，在教师的指导—下，从DNA的基本组成单位开始，按照一定的方式先形成脱氧核苷酸长链，而后再通过一定的方式构成DNA分子的平面结构及空间结构，加深学生对教材DNA分子结构特点理论知识的理解掌握。
八、课时安排 1课时
[一] 教学程序
导言
前面我们通过“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的学习，知道DNA分子是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。
那么DNA分子为什么能起遗传作用呢?
这需要从它的结构谈起。
[二] 教学目标达成过程
一、DNA分子的结构
教师讲述:
介绍DNA分子双螺旋结构模型的提出。1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克提出了著名的DNA分子双螺旋结构模型(简介沃森和克里克的发现过程，激起学生学习的兴趣和实事求是的科学态度，培养不断探求新知识和合作的精神)。这为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。
为了掌握DNA分子结构的全部知识，必须先掌握DNA分子的化学组成。
1.DNA分子的化学组成(结构)
学生活动:阅读教材P8～9DNA分子的化学组成部分并讨论DNA分子化学组成的部分知识。
教师出示DNA分子化学结构的多媒体课件，让学生分组讨论以下问题:
a.DNA分子为什么属于高分子化合物(从元素组成和分子量上考虑分析)?
b.组成DNA分子的基本单位是什么?
c.构成DNA分子的基本单位有几种?分别是什么?
d.DNA分子是由几条脱氧核苷酸长链组成的?
在学生讨论回答的基础上，教师进行综述:
DNA分子是—种高分子化合物，它的基本单位是脱氧核苷酸，总共有四种，分别叫腺嘌呤脱氧核苷酸(A)，鸟嘌呤脱氧核苷酸(G)、胞嘧啶脱氧核苷酸(C)、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(T)；每种脱氧核苷酸都是由三部分组成:即一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸。DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链组成的。
DNA分子不仅具有一定的化学结
构，还具有其特殊的空间结构。
2.DNA分子的空间结构
学生活动:阅读教材P9DNA分子的空间
结构部分，对照自己制作的DNA的分子结构
(在教师指导下制作)对教材进行理解探索
新知识。
教师出示DNA分子结构挂图和模型并
设疑:
a.DNA分子的空间结构具有什么特点?
b.DNA分子结构中的碱基互补配对原
则是什么?
c.为什么碱基互补配对必须是A与T配对，G与C配对?
学生在阅读教材、讨论的基础上回答上述问题。
教师对学生的回答给予肯定并作点拨。
DNA分子的结构特点是:
(1)DNA分子是由两条链组成的，这两链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)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。
(3)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
碱基互补配对原则是:碱基A与T、G与C之间的一一对应关系，叫碱基互补配对原则。
为加深学生的记忆，教师编一顺口溜:“A配T，T配A，G配C，C配G，少了一个配不齐”。
A与T、G与C配对的原因:
(1)嘌呤碱是双环化合物,占的空间大；嘧啶碱是单环的、占的空间小，而DNA分子的两条链距离是固定的，因此，只能是嘌呤碱与嘧啶碱配对。
(2)由于A与T通过两个氢键连结，G与C之间通过三个氢键连结，这样使DNA的结构更加稳定。
3.DNA分子的结构特性
学生活动:阅读教材P9并思考讨论如下问题:
(1)从你自己制作的DNA双螺旋结构模型来思考，DNA分子的基本单位只有四种。它的排列顺序如何?说明了什么问题?
(2)再观察和思考你自己制作的DNA双螺旋结构模型中四种基本单位的排列顺序又如何呢?这又说明了什么问题?
教师在学生思考讨论的基础上进行点拨:
DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的，如一个DNA分子的一条链中有150个四种不同的碱基，它的排列方式有4150种。实际上构成了DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性(取决于碱基对的排列顺序)。
每个特定的DNA分子(如你自己制作的DNA)都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性(特定的碱基排列顺序)。
总结:从DNA分子的多样性和特异性说明了世界上的各种生物之间、同种生物不同个体之间表现出干差万别的根本原因。因此，用DNA分子可以起到鉴定生物个体的作用(为了加深对这部分知识的理解和应用,可给学生简介用DNA分子在亲子鉴定和案件的侦破中的作用的例子，这样既活跃了课堂，又激起学生学习的兴趣)。
再没疑:
在细胞有丝分裂学习中，我们知道，通过细胞有丝分裂使生物的亲代与子代之间保持遗传性状的稳定性，为什么?
学生回忆回答:是遗传物质DNA分子复制(间期)和平均分配(后期)的结果。
教师给予肯定并鼓励。
再问，那么DNA分子是怎样进行复制的呢?
高中生物 DNA的分子结构和特点导学案 新人教版必修2
【学习目标】简述核酸的分子组成。概述DNA分子结构及其特点，认识到多学科合作研究的重要性。在进行“活动：制作DNA双螺旋结构模型”时，运用建构模型的科学方法，感悟DNA双螺旋结构对称、简洁、和谐的科学美。
【学习重点】DNA的双螺旋结构模型。
【学习难点】DNA分子的结构特点分析。
【尝试练习】
一、DNA和RNA的化学成分比较
1、DNA和RNA的化学成分比较
核酸类型
核苷酸
核苷
磷酸
碱基
戊糖
DNA
嘌呤：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）
嘧啶：胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
RNA
嘌呤：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）
嘧啶：胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）
核糖
2、两者的相同点和不同点
（1）相同点： 是完全相同的。
（2）不同点：DNA中含有 ；RNA中含有 。
3、存在位置：DNA主要存在于 中，与蛋白质一起构成 ；RNA主要存在于 中。
二、DNA的分子结构
1、基本元素组成： 5种元素。
2、基本组成单位： 。
每个脱氧核苷酸由3种小分子化合物构成。这三个小分子物质分别是 和 （脱氧核糖和碱基构成）。它们的结构是以 为中心，两边分别连接着一个磷酸基团和 。
3、种类：根据所含的碱基不同分为 种，分别是 脱氧核苷酸、 脱氧核苷酸、 脱氧核苷酸和 脱氧核苷酸。
三、DNA分子的结构特点
1、由多个脱氧核苷酸分子聚合形成脱氧核苷酸长链。
两个脱氧核苷酸之间在 之间形成磷酸二酯键，将脱氧核苷酸连接起来形成长链。
2、两条长链 盘旋成双螺旋结构。两条长链的碱基之间靠 连接成碱基对，碱基对的形成遵循 原则。
（1） 交替连接，排列在 侧，构成基本骨架；碱基排列在 侧。
（2）两条链上的碱基通过 连接成碱基对。A、T之间形成 个氢键，G、C之间形成 个氢键。
3、构建者： 。
4、碱基互补配对原则：A— ， ，图示为：
5、碱基互补配对原则的应用
（1）腺嘌呤与 相等， 与胞嘧啶相等，即 。
（2）嘌呤总数与嘧啶总数 ，即 。
（3）不配对的两碱基之和的比值等于 ，即 。
（4）相互配对碱基之和所占比例“三不变”，即在一条链中相互配对碱基之和所占该链碱基的比例，等于其在互补链中的比例，也等于在整个DNA分子中所占比例。
6、DNA分子结构的稳定性、多样性和特异性
（1）指DNA分子双螺旋结构的相对稳定性。原因有：
①DNA分子基本骨架是 交替连接而成，从头至尾没有变化。
②碱基配对方式始终不变，即 。
（2）构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数量却可以成千上万，设某DNA分子有n对碱基，在DNA上有一个碱基对，此碱基对可能是A—T或T—A或G—C或C—G，即每一个碱基对有4种类型的可能性，故n对碱基的排列顺序是 ，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。
（3）特异性：每个特定的DNA分子中都具有特定的 排列顺序，而特定的 排列顺序中有遗传效应的片段代表 ，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的 ，这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。
【达标检测】
一、选择题（本题共有8小题，每小题3分，共24分）
1、构成DNA分子的五碳糖是（ ）
A．葡萄糖 B．乳糖 C．脱氧核糖 D．果糖
2、下图是某同学制作DNA双螺旋结构模型时，搭建的一个脱氧核苷酸对。其中正确的是（ ）
3、在双链DNA分子中，碱基通过氢键连接成碱基对，与A（腺嘌呤）配对的碱基是（ ）
A．G（鸟嘌呤） B．C（胞嘧啶） C．A（腺嘌呤） D．T（胸腺嘧啶）
4、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噬苗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、已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述那一种类型，应该（ ）
A．分析碱基类型，确定碱基比率 B．分析碱基类型，分析核糖类型
C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
6、在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是（ ）
A．含胸腺嘧啶32%的样品 B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品 D．含胞嘧啶15%的样品
7、下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是（ ）
A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变
B．RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息
C．DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性
D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输
8、下列关于DNA分子双螺旋结构的叙述中，错误的是（ ）
A．都含有四种碱基 B．嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量相等
C．由两条反向平行的长链组成 D．磷酸基团与核糖的交替排列构成基本骨架
二、非选择题（本题共有1小题，每空2分，共16分）
9、如图为大肠杆菌DNA分子的结构（片段）。请据图回答：
（1）图中1表示 ，2表示 。1、2、3结合在一起的结构叫 。
（2）3表示的物质有 种，中文名称分别是 。
