(共67张PPT)
第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
沃森和克里克
恒定的直径
A、T、G、C
C、H、O、N、P
碱基
脱氧核糖
磷酸
脱氧核苷酸
反向
反向平行
相反
脱氧核糖和磷酸
碱基
氢键
A(腺嘌呤)
G(鸟嘌呤)
碱基互补配对
关键能力·重难探究达成
02
核心点一
核心点二
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
浅仰芹
我仰
h
团结守纪勤学春
DNA双螺旋结构模型的构建
制作DNA
材料
双螺旋结
用具
C、H、O、N、P
组成元素
构模型
脱氧核苷酸
基本单位
DNA
制作
的结构
方法
两条链、反向平行
碱基互补配对原
外侧：脱氧核糖
DNA的双
则的应用
和磷酸交替连接
螺旋结构
内侧：碱基间有氢
键，碱基互补配对
DNA以4种
威尔金斯和富兰克林
为单位组成长链
提供的
构建模型1
双螺旋和三螺旋：碱基位于螺旋的
在螺旋内部
否定
构建模型2
双螺旋：磷酸一脱氧核糖骨架在外部，碱基
否定
在内部，且
进行配对
补充：查哥夫提出
DNA分子碱基数
量关系：
构建模型3
双螺旋：A与
配对，G与配对，
DNA分子稳定第2节 DNA的结构
概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成的，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遗传信息。 1．生命观念：说明DNA双螺旋结构模型的特点。2．科学思维：思考在DNA分子中碱基的比例和数量之间的规律，总结有关碱基计算的方法和规律。3．科学探究：动手制作模型，培养观察能力、空间想象能力、分析和理解能力。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1．构建者：沃森和克里克。
2．构建过程
3．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分子具有恒定的直径。
(2)意义
①能解释A、T、G、C的数量关系。
②模型与X射线衍射照片完全相符。
二、DNA的结构
1．平面结构(如图)
基本组成元素↓组成物质↓基本组成单位↓DNA C、H、O、N、P
[①]碱基，[②]脱氧核糖，[③]磷酸
[④]脱氧核苷酸，共4种
两条链反向平行
2．空间结构
(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′ 端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′ 端，两条单链走向相反，一条单链是从5′ 端到3′ 端的，另一条单链是从3′ 端到5′ 端的。
(2)DNA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，并且碱基配对具有一定规律：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。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。 ( )
2．组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸，其中所含的碱基是A、U、G、C。 ( )
3．在DNA分子中一定存在如下关系：C＝T，A＝G。 ( )
4．双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。 ( )
5．制作一个含有n个A—T碱基对，m个G—C碱基对的长链，需要(2n＋3m)个扭扭棒。 ( )
提示：1．√
2．× U(尿嘧啶)只在RNA中含有，DNA中含有的是T(胸腺嘧啶)。
3．× 在DNA分子双链上，A和T配对，C与G配对，一定存在的关系：A＝T，G＝C。
4．× 双链DNA分子中大多数磷酸与2个五碳糖连接，但位于末端的磷酸只与1个五碳糖连接。
5．√
DNA分子的结构及特性
1．DNA分子的结构
(1)数量关系
①游离磷酸基团：每个DNA片段有2个。
②氢键：A—T之间有2个，G—C之间有3个。
③脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数。
(2)位置关系
①单链中：相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。
②双链间：相邻碱基通过氢键相连。
(3)化学键
①氢键：连接互补链中配对的碱基。
②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．DNA的结构特性
(1)稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：DNA分子中碱基对(脱氧核苷酸对)的排列顺序多种多样，构成了DNA的多样性→遗传信息的多样性→生物多样性。
(3)特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
1．如图为某生物的遗传物质初步水解产物的结构图。据图回答以下问题：
(1)据图能否判断该生物的遗传物质？为什么？
提示：不能。因为无法判断图中的五碳糖是核糖还是脱氧核糖。
(2)若已知该生物是细胞生物，图示结构的名称是什么？
提示：胞嘧啶脱氧核苷酸。
2．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分子片段(其中 eq \a\vs4\al() 代表磷酸基团)，请将画错的地方加以改正。
提示：将DNA模型中碱基U应改成T；将核糖改为脱氧核糖；DNA分子的基本骨架由图中的“磷酸与磷酸相连”改为“脱氧核糖和磷酸交替连接”，C与G之间改为3个氢键。
1．如图是某DNA片段的结构示意图，下列叙述正确的是( )
A．②③⑤构成一个脱氧核苷酸
B．DNA中A＋T含量高时稳定性较高
C．磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA的基本骨架
D．a链、b链方向相同，a链与b链的碱基互补配对
C [a链、b链方向相反，③④⑤构成一个脱氧核苷酸，A错误；碱基A和T之间有两个氢键，碱基G和C之间有三个氢键，因此G＋C含量高的DNA分子的相对稳定性较高，B错误；磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA的基本骨架，C正确；DNA的两条链方向相反，a链与b链的碱基互补配对，D错误。]
2．下列有关DNA结构的叙述，正确的是( )
A．DNA中脱氧核糖和含氮碱基交替连接，构成DNA的基本骨架
B．每条DNA单链中A＝T、G＝C
C．在一个鸟嘌呤脱氧核苷酸中与碱基G直接相连的是脱氧核糖
D．每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个碱基相连
C [DNA中的磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在双螺旋的外侧，构成基本骨架，而碱基排列在内侧，A错误。DNA一条链上的碱基A一定与另一条链上的碱基T配对；一条链上的碱基G一定与另一条链上的碱基C配对，所以，在双链DNA中A＝T、G＝C，但在每条DNA单链中，碱基A的数目不一定等于碱基T的数目，碱基G的数目也不一定等于碱基C的数目，B错误。在一个鸟嘌呤脱氧核苷酸中，碱基G与脱氧核糖直接相连，C正确。在DNA中，每个脱氧核糖均只与一个碱基相连，但与脱氧核糖相连的磷酸可能有一个也可能有两个，D错误。]
不能正确判断核酸的种类
(1)若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。
(2)若含碱基T，一定为DNA；若含碱基U，一定为RNA。所以用同位素标记碱基T或U，可探知是DNA或RNA。若大量利用碱基T，可认为进行了DNA的合成；若大量利用碱基U，可认为进行了RNA的合成。
(3)若含碱基T，且A≠T或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA。因为双链DNA中，A＝T、G＝C，嘌呤(A＋G)＝嘧啶(T＋C)。
(4)若嘌呤≠嘧啶，肯定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可能为RNA)。但若是细胞中所有核酸的嘌呤≠嘧啶，则可能既有双链DNA，又有RNA。
DNA分子中碱基数量的计算
1．碱基互补配对原则
A－T，G－C，如图所示。
2．有关推论
(1)一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即“嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数”。
注意：一个双链DNA分子中，A＋T与C＋G不一定相等，而且一般都不相等。
(2)在双链DNA分子中，A＋T或C＋G在全部碱基中所占的比例等于其任何一条单链中A＋T或C＋G所占的比例。
由图知：A1＋T1＋G1＋C1＝m，A2＋T2＋G2＋C2＝m，整个双链DNA上的碱基总数为2m。
因为A1＝T2、T1＝A2，则A1＋T1＝A2＋T2，A＋T＝(A1＋T1)＋(A2＋T2)，＝＝。
(3)在DNA双链中，一条单链的的值与另一条互补单链的的值互为倒数关系。简记为“不配对的碱基和之比在两条单链中互为倒数”。
(4)DNA双链中，一条单链的的值，与另一条互补链的的值是相等的，也与整个DNA分子中的的值是相等的。
(5)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A＋T)/(C＋G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。
(6)若＝b%，则＝%。
(7)若已知A在双链中所占的比例为c%，则A1在单链中所占的比例无法确定，但最大值为2c%，最小值为0。
关于碱基含量计算的“两点两法”
(1)“两点”为两个基本点
①A与T配对，G与C配对(A＝T，G＝C)。
②双链DNA分子中，嘌呤总数＝嘧啶总数＝1/2碱基总数(A＋G＝T＋C)。
(2)“两法”为双链法和设定系数法
①用两条直线表示DNA分子的双链结构即双链法。
②设定系数法即设定一个系数来表示碱基的总数或碱基的数目。
1．下列有关DNA分子的一条单链与其所在DNA分子中、一条单链与其互补链中碱基数目比值的关系图，不正确的是( )
A B
C D
C [双链DNA分子中，(A＋C)/(T＋G)一定等于1，故A项正确；在DNA分子中，存在(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)，故B、D项正确；当一条链中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)＝1时，其互补链中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)＝1，C项错误。]
2．从某生物组织中提取一个DNA进行分析，其中G＋C占全部碱基的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中A占28%，C占24%，则与H链相对应的另一条链中，A、C分别占该链全部碱基的( )
A．26%、22% B．24%、28%
C．14%、11% D．11%、14%
A [由DNA中G＋C占全部碱基的46%可知，该DNA中A＋T占全部碱基的54%，则在该DNA双链中A＝T＝27%，G＝C＝23%，H链中A占28%，C占24%，则与H链相对应的另一条链中，A占该链全部碱基的比例为2×27%－28%＝26%，C占该链全部碱基的比例为2×23%－24%＝22%。]
碱基数量计算的两个易错点
(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。
如图为某一同学利用纸片、橡皮泥、订书钉等制作的DNA模型的局部图，据图回答以下问题：
建构DNA的物理模型，可形象而概括地反映DNA分子结构的共同特征，加深对DNA结构特点的认识和理解，培养学生模型建模的科学思维能力。
1．该双螺旋模型代表的双链长度是否相等？为什么？(科学思维)
提示：相等；两条链之间通过碱基互补配对，所以两条链的脱氧核苷酸数目相等。
2．在该模型的搭建实验中，若用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有4个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为多少？(科学思维)
提示：构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉，构建一个含10对碱基的DNA双链片段，首先要构建20个基本单位，需要40个订书钉；将两个基本单位连在一起需要一个订书钉，连接10对碱基组成的DNA双链片段，需要将20个基本单位连成两条链，需要18个订书钉；碱基A有4个，A＝T＝4，那么G＝C＝6，A和T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，碱基对之间的氢键需要4×2＋6×3＝26个订书钉连接。故需要40＋18＋26＝84。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
1．DNA分子的双螺旋结构(1)两条链反向平行。(2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。(3)碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。2．双链DNA分子中，嘌呤数＝嘧啶数，即A＋G＝T＋C。3．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。4．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。5．在DNA分子中，含G－C碱基对越多的DNA分子相对越稳定。
1．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分子结构构建方面的突出贡献的说法中，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
B [在DNA分子结构构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱，A错误；查哥夫发现了A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量，沃森和克里克在此基础上提出了A与T配对、C与G配对的正确关系，并构建了DNA分子的双螺旋结构模型，B正确，C、D错误。]
2．DNA两条单链的碱基数量关系是构建双螺旋结构模型的重要依据。下列有关说法正确的是( )
①DNA两条单链的碱基数相同，一般都含有A、T、C、G四种碱基
②在DNA双链结构中(A＋G)/(T＋C)＝1
③如果一条链的碱基序列为3′ ATCGAT 5′，则对应的另外一条链为3′ TAGCTA 5′
④磷酸、脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA的基本骨架
⑤DNA一条链上相邻的两个碱基通过氢键相连
A．①②③ B．①②⑤
C．①②④ D．①③④
C [DNA双链碱基互补配对，因此两条单链的碱基数相同，构成DNA的碱基有A、T、C、G，①正确；DNA双链中A＝T，G＝C，因此(A＋G)＝(T＋C)，②正确；DNA是反向平行双螺旋结构，一条链的碱基序列为3′ ATCGAT 5′，则对应的另外一条链为5′ TAGCTA 3′，③错误；磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA的基本骨架，内侧为碱基，④正确；DNA一条链上相邻的两个碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接，⑤错误。]
3．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．的值 D．碱基种类
D [同源染色体上的DNA分子上的基因可能为等位基因，此时碱基序列不同，也可能不同，A、C错误；同源染色体上的DNA分子的碱基数目可能不同，比如果蝇的性染色体，B错误；任何生物DNA分子的碱基种类都是A、G、C、T，D正确。]
4．图中圆形、五边形和长方形分别代表磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。下列脱氧核苷酸链的模型构建正确的是( )
A B C D
B [核苷酸的连接顺序是磷酸与脱氧核糖的5号碳相连，含氮碱基与1号碳相连，而一条链上相邻两个脱氧核苷酸之间是通过磷酸二酯键相连，即上一个核苷酸的3号碳与下一个核苷酸的磷酸相连，B正确。]
5．如图为DNA片段的结构图，请据图回答：
甲 乙
(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____________________________、⑤__________________。
(3)从图中可以看出，DNA分子中的____________和________________交替连接排列在外侧，构成基本骨架。
(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，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 规则的双螺旋
12/12课时分层作业(10) DNA的结构
题组一 DNA双螺旋模型的构建与制作
1．下列哪项不是沃森和克里克构建过的模型( )
A．碱基在外侧的双螺旋结构模型
B．同种碱基配对的三螺旋结构模型
C．碱基在外侧的三螺旋结构模型
D．碱基互补配对的双螺旋结构模型
B [碱基在外侧的双螺旋结构模型是沃森和克里克曾经提出的DNA的空间结构模型之一，A不符合题意；碱基在外侧的三螺旋结构模型是沃森和克里克曾经提出的DNA的空间结构模型之一，C不符合题意；碱基互补配对的双螺旋结构模型是沃森和克里克提出的，D不符合题意。]
2．在DNA双螺旋结构模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，用订书钉代表氢键，由此搭建而成的DNA双螺旋结构模型( )
A．粗细相同，A与T之间3个钉，C与G之间2个钉
B．粗细相同，A与T之间2个钉，C与G之间3个钉
C．粗细不同，A与T之间3个钉，C与G之间2个钉
D．粗细不同，A与T之间2个钉，C与G之间3个钉
B [在DNA分子中，A一定与T配对，C一定与G配对，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。A与T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，依题意，A与T之间以及C与G之间分别钉2个钉、3个钉。]
3．如图为制作DNA双螺旋结构模型时的两个脱氧核苷酸的模型，圆代表磷酸。下列叙述正确的是( )
A．长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B．两个圆可用别针(代表磷酸二酯键)连接，以形成DNA的一条链
C．别针(代表磷酸二酯键)应连接在一个脱氧核苷酸的五边形和另一个脱氧核苷酸的圆上
D．如果两个脱氧核苷酸分别位于两条链上，两个模型方向相同
C [长方形表示的是含氮碱基，有A、T、G、C四种，没有U，A错误；磷酸二酯键是一个脱氧核苷酸的脱氧核糖与另一个脱氧核苷酸的磷酸脱去1分子水形成的，不是两个脱氧核苷酸的两个磷酸形成，B错误；圆表示的是磷酸，五边形表示的是脱氧核糖，在DNA单链中，脱氧核苷酸之间通过3，5 磷酸二酯键相连，即别针应连接在一个脱氧核苷酸的五边形和另一个脱氧核苷酸的圆上，而不是两个圆之间，C正确；DNA分子的两条链是反向平行的，若两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相反，D错误。]
题组二 DNA分子的结构
4．某真核生物DNA片段的结构示意图如下，下列叙述不正确的是( )
A．DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基
B．①是氢键，它的存在使两条脱氧核苷酸链相连，使DNA呈现规则的双螺旋结构
C．②表示腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一
D．若α链的碱基比例为A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则整个DNA分子中(A＋T)/(C＋G)＝3/7
C [DNA两条链之间的碱基互补配对(A＝T，G＝C)，所以每条单链碱基数量相等，且每条链上同时都含有四种碱基(A、G、C、T)，A正确；①是氢键，将DNA两条链之间的碱基连接形成碱基对，它的存在使两条脱氧核苷酸链相连，使DNA呈现规则的双螺旋结构，B正确；图中②与T配对，表示腺嘌呤，C错误；根据DNA中的碱基互补配对原则(A＝T，G＝C)，若α链的碱基比例为A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链中的β链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，则DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，整个DNA分子中(A＋T)/(C＋G)＝3/7，D正确。]
5．如图是一个DNA分子的片段，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
D [由图可知DNA是由两条链构成的双螺旋结构，A正确；由图可知DNA两条链之间的碱基严格互补配对，B正确；DNA两条链之间的碱基严格互补配对，且总是嘌呤与嘧啶配对，因此嘌呤数等于嘧啶数，C正确；根据题图无法判断两条链是否是反向平行，D错误。]
6．狩猎季节结束，野生动物保护人员在森林中把发现的鹿的血迹采样后进行DNA指纹分析，同时对非法狩猎嫌疑人冰箱里的鹿肉以及另一头鹿的血样和鹿肉也进行DNA检测，以下有关的分析结果不正确的是( )
A．DNA指纹分析的原理利用了DNA分子的特异性
B．通过DNA指纹分析此嫌疑人是有罪的
C．不同生物个体和同一生物不同细胞的DNA指纹图相同
D．此技术还可用于法医学鉴定、亲子鉴定、物种亲缘关系鉴定等
C [不同生物个体的DNA指纹图不同，同卵双胞胎除外，C错误。]
7．图1～4是DNA双螺旋结构模型的建构过程，据图回答下列相关问题：
图1 图2 图3 图4
(1)图3中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，DNA分子中________(填“G—C”或“A—T”)碱基对越多，DNA耐高温的能力越强。
(2)一般来说，RNA 病毒比DNA病毒更容易发生变异，请结合图4和有关RNA的结构说明其原因：____________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)图4所示的DNA分子片段中，游离的磷酸有________个。若图4的DNA分子中碱基G有x个，占该DNA分子碱基总数的比例是y，则该DNA分子的碱基之间的氢键数目是________。
[解析] (1)C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，DNA分子中氢键越多，DNA分子越稳定。
(2)一般来说，RNA是单链结构，DNA分子是双螺旋结构，因此DNA分子稳定性较强，单链RNA更容易发生变异。
(3)由于每条DNA单链中含有1个游离的磷酸，故图中DNA分子片段中，游离的磷酸有2个。该DNA分子中碱基G的数目为x，占碱基总数的比例为y，则该DNA分子的碱基总数为，由于G与C之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，因此DNA分子的碱基之间的氢键数目是3x＋2[×(－2x)]＝x＋。
[答案] (1)G—C (2)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定 (3)2 x＋
题组三 DNA分子碱基数量的计算
8．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则下列有关叙述不正确的是( )
A．脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m
B．碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2
C．一条链中A＋T的数量为n
D．G的数量为m－n
D [在该DNA分子中，A＝T，C＝G，由此推出C＝G＝(m－2n)/2，C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，故一共有氢键数为3×(m－2n)/2＋2×n＝(3m－2n)/2。]
9．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和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%
A [已知某双链DNA分子中，G＋C＝34%，则A＋T＝100%－34%＝66%，即一条链中G＋C＝34%，A＋T＝66%，该链中C＝18%，T＝32%，则G＝34%－18%＝16%，A＝66%－32%＝34%。根据碱基互补配对原则，在它的互补链中，C＝16%，T＝34%。]
10．轮状病毒是一种双链RNA病毒，双链RNA分子结构与双链DNA分子结构类似，则下列说法错误的是( )
A．轮状病毒所含两条RNA单链反向平行
B．双链RNA的基本骨架为核糖与磷酸交替连接
C．双链RNA中(A＋G)/(U＋C)＝1
D．轮状病毒中碱基配对方式与T2噬菌体相同
D [双链RNA与双链DNA分子结构类似，均为双螺旋结构，由两条反向平行的单链构成，A正确；双链RNA的基本骨架由核糖与磷酸交替连接构成，B正确；双链RNA遵循碱基互补配对原则，即A与U配对、G与C配对，则(A＋G)/(U＋C)＝1，C正确；T2噬菌体为双链DNA病毒，由C项分析可知，二者的碱基互补配对方式不完全相同，D错误。]
11．现已知基因M中含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是( )
A．基因M共有4个游离的磷酸，氢键数目为(1.5N＋n)个
B．如图a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示；a链含有A的比例最多为2n/N
C．基因M的双螺旋结构，脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架
D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等
D [基因M的每一条链有1个游离的磷酸，因此基因M含有2个游离的磷酸，由题意可知：基因M共含有A＋T＋G＋C＝N个碱基，其中A(腺嘌呤)＝T＝n个，则C＝G＝(N－2n)/2个，由于A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，因此该基因中含有氢键数目为2n＋3×(N－2n)/2＝1.5N－n个，A错误；基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，因此基因M的等位基因m不能用b表示，当基因M中含有的A都在a链上时，a链含有A的比例最多，此种情况下A占a链的比例为n÷(N/2)＝2n/N，B错误；基因M的双螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，C错误；等位基因是通过基因突变产生的，而基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换，因此基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，D正确。]
12．某学习小组在DNA双螺旋结构模型构建活动中，尝试利用如表所示材料构建一个含脱氧核苷酸数最多的DNA双螺旋结构模型。各分子之间的连接键及碱基对之间的氢键都用订书针(足够多)代替，一个订书针代表一个键。下列叙述正确的是( )
600个 520个 130个 140个 120个 150个
A．用以上材料能构建一个含520个脱氧核苷酸的DNA双螺旋结构模型
B．模型中，脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架
C．DNA分子的稳定性主要是依靠脱氧核糖和磷酸交替排列及双螺旋结构维系的
D．在构建该DNA双螺旋结构模型的过程中，一共需要用到2158个订书针
B [表格中A－T有130个，C－G有120个，需要磷酸和脱氧核糖分别500个，故用以上材料能构建一个含500个脱氧核苷酸的DNA双螺旋结构模型，共需要订书针500×2＋130×2＋120×3＋249×2＝2118，A、D错误；模型中，脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，B正确；DNA分子的稳定性主要是依靠双螺旋结构维持的，C错误。]
13．如图为一段DNA空间结构和平面结构示意图。下列有关叙述正确的是( )
甲 乙
A．从图甲中可以看出DNA分子具有规则的双螺旋结构
B．与图中碱基2通过2个氢键相配对的碱基是鸟嘌呤
C．若该DNA分子一条链中A＋T占36%，则该DNA分子中G占18%
D．若一单链中(A＋T)/(G＋C)＝n，则另一互补链中该比例为1/n
A [碱基2是胸腺嘧啶，通过2个氢键与腺嘌呤配对，B错误；DNA分子一条链中A＋T占36%，则整个DNA分子中A＝T＝18%，G＝C＝32%，C错误；由于每一条DNA单链中(A＋T)/(G＋C)的比例与双链DNA分子中的该比例相同，故若DNA分子一单链中，(A＋T)/(G＋C)＝n，则在另一互补链中上述比例也为n，D错误。]
14．不同生物或生物体不同器官(细胞)的DNA分子中有关碱基比例如下表：
生物或器官(细胞) 酵母菌 小麦 人 猪 牛
肝 胰 脾 肾 精子 肺
(A＋T)/(G＋C) 1.08 1.21 1.52 1.43 1.43 1.43 1.30 1.29 1.30
(1)表中可见，不同种生物的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值显著不同，这一事实表明，DNA分子结构具有________。
(2)牛的肾和肺的DNA比例相同，原因是______________________________
_______________________________________________________________；
但精子与肾和肺的DNA碱基比例稍有差异，原因是_________________________________________________________________。
(3)表中所列生物的DNA分子中，(A＋C)/(G＋T)或(A＋G)/(T＋C)的值差异显著吗？______________________。因为________________________________
___________________________________________________________________。
(4)比较表中不同生物的DNA的碱基比例，________中DNA分子热稳定性最高，原因是____________________________________________。
[解析] (1)对于双链DNA分子而言，互补碱基和之比在不同生物体内有显著差异，体现了DNA分子的特异性。
(2)在同一生物体内，所有的体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而各体细胞内DNA分子相同，其碱基比例也相同。
(3)无论在哪种生物体内，双链DNA分子中A＝T，G＝C，所以(A＋C)/(G＋T)或(A＋G)/(T＋C)的比例均为1。
(4)G—C碱基对比例越高，DNA分子热稳定性越高。
[答案] (1)特异性
(2)它们是由同一受精卵经有丝分裂产生的体细胞构成的 精子是减数分裂的产物，虽然X、Y染色体是一对同源染色体，但X、Y染色体上的DNA分子有差异
(3)不显著，比值相等，均为1 无论在哪种生物体内，双链DNA分子中A＝T，G＝C，所以(A＋C)/(G＋T)或(A＋G)/(T＋C)的比例均为1
(4)酵母菌 酵母菌DNA分子中，G—C碱基对所占比例最大
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