第2章 第2节
基 础 题 组
1．根据基因与染色体的相应关系，非等位基因的概念可叙述为( )
A．染色体不同位置上的不同基因
B．同源染色体上不同位置的基因
C．非同源染色体上的不同基因
D．同源染色体相同位置上的基因
2．决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色，w基因控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是( )
A．红眼雄果蝇 B．白眼雄果蝇
C．红眼雌果蝇 D．白眼雌果蝇
3．已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，下列关于该动物减数分裂产生配子的说法正确的是( )
A．果蝇的精子中含有成对的基因
B．果蝇的体细胞中只含有一个基因
C．果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可以同时来自母方
D．在体细胞中，基因是成对存在的，在配子中只有成对的基因中的一个
4．根据下图，不遵循基因自由组合定律的是( )
5．下列关于基因与染色体关系的说法，正确的是( )
A．萨顿运用假说—演绎法，确定了基因位于染色体上
B．沃森和克里克发现了基因和染色体行为存在明显的平行关系
C．摩尔根运用推理的方法，证实基因位于染色体上
D．摩尔根绘制出了果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列
6．下图表示孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上的横线表示基因的位置)，图示不能说明( )
A．染色体是基因的主要载体
B．基因是由染色体携带着从亲代传递给子代
C．基因在杂交过程中保持完整性和独立性
D．减数分裂过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离
7．果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，如图左侧为果蝇体细胞内染色体组成示意图，右侧是X、Y染色体放大图，请据图回答下列问题：
(1)此图所示果蝇的性别是___，该细胞中有___对同源染色体，美国生物学家摩尔根以果蝇为实验材料，运用___法(研究方法)，将白眼基因与图中___染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。
(2)若一对等位基因(A、a)位于1、2号染色体上，则这个群体中关于该等位基因有___种基因型；若一对等位基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅱ上，则这个群体中雄性个体关于该等位基因有___种基因型。
(3)若B、b仅位于X染色体上，分别控制果蝇眼睛的红色和白色，A、a分别控制果蝇翅的长翅和短翅，则短翅白眼雄果蝇的基因型是___，其减数分裂产生的配子是___，在产生配子时，遵循的遗传规律是___。
能 力 提 升
1．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌、雄果蝇都表现红眼，这些雌、雄果蝇交配产生的后代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )
A．红眼对白眼是显性
B．眼色遗传符合分离定律
C．眼色和性别表现自由组合
D．控制红眼和白眼的基因位于X染色体上
2.果蝇某一条染色体上几个基因所在的位置如图所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．染色体就是由多个线性排列的基因组成的
B．朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因
C．截翅基因与短硬毛基因遵循自由组合定律
D．产生配子时黄身基因与棒眼基因可能分离
3．(2023·山东潍坊高一阶段检测)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，选红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上。下列相关叙述不正确的是( )
A．若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上
B．若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上
C．若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因可能位于常染色体上
D．这对基因也有可能只位于Y染色体上
4．研究发现，某昆虫有两种性别：性染色体组成为XX的是雌雄同体，XO(缺少Y染色体)为雄体。下列推断正确的是( )
A．雌雄同体与雄体交配产生的后代均为雌雄同体
B．该雄体是染色体不正常分离的结果
C．XO个体只产生雄配子，且雄配子的染色体数目相同
D．不可以通过显微镜观察染色体组成来判断该昆虫的性别
5．某XY型的雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制，用纯种品系进行杂交，实验如下。根据以下实验，下列分析错误的是( )
实验1：阔叶♀×窄叶→50%阔叶♀、50%阔叶
实验2：窄叶♀×阔叶→50%阔叶♀、50%窄叶
A．仅根据实验2无法判断两种叶形的显隐性关系
B．实验2结果说明控制叶形的基因在X染色体上
C．实验1、2子代中的雌性植株基因型相同
D．实验1子代雌、雄植株杂交的后代不出现雌性窄叶植株
6．某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( )
7．摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。于是摩尔根用这只白眼雄果蝇与群体中的红眼雌果蝇交配，结果F1全为红眼。然后他让F1雌雄果蝇相互交配，F2中雌果蝇全为红眼，雄果蝇既有红眼，又有白眼，且雄性红眼∶雄性白眼＝1∶1。摩尔根等人提出了控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上的假设(假设1)对上述实验现象进行解释，并设计了测交实验对上述假设进行了进一步的验证。但现在有的同学对摩尔根等人的结论提出质疑，他们根据果蝇X、Y染色体结构特点和摩尔根的实验现象，提出控制果蝇该眼色遗传的基因还可以位于X、Y染色体的同源区段的假设(假设2)。在上述实验的基础上，请设计一个实验方案来探究两种假设是否成立。请简要写出实验思路，并完善实验结果和结论(可从上述的所有果蝇中选择合适的实验材料)。
(1)实验思路：___。
(2)预测结果与结论：
如果子代___，则假设1成立；
如果子代___，则假设2成立。
第3章 第2节
基 础 题 组
1．下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型(表示脱氧核糖、表示碱基、表示磷酸基团)，其中正确的是( C )
解析： DNA分子中不含碱基U，A错误；磷酸和含氮碱基都连接在脱氧核糖上，且分别位于脱氧核糖的两侧，B、D错误。
2．下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是( B )
A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链的基础上，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基
B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA呈双螺旋结构
C．沃森和克里克曾尝试搭建了多种模型，但都不科学
D．沃森和克里克最后受“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”的启发，构建出科学的模型
解析： 沃森和克里克以DNA衍射图谱及有关数据为基础，推算出DNA呈螺旋结构，B错误。
3．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( B )
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
解析： 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，用另一种长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。A与T之间有两个氢键，G与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，B正确。
4．下列关于双链DNA的叙述，不正确的是( C )
A．若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等
B．若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T
C．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4
D．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
解析： 根据DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则，即A对T，G对C，由此推测两条链上互补碱基的数量关系是A＝T、G＝C。若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T的数目也相等，A项正确；若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T，B项正确；若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，对应出另一条链上T∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4，调整为A∶T∶G∶C的顺序，应等于2∶1∶4∶3，C项错误，D项正确。
5．下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是( B )
A．双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团
B．DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在内侧
C．嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定
D．DNA分子两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
解析： 双链DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧。
6．如图所示为DNA的某一片段，下列相关叙述正确的是( B )
A．组成DNA的基本单位是⑦
B．图中③为碱基C或G
C．图示DNA片段中④有8种
D．⑥构成DNA的基本骨架
解析： 题图中⑦是脱氧核苷酸链，组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是④，A错误；图中③与其配对碱基之间有3个氢键，故③应为碱基C或G，B正确；图示DNA片段中④即脱氧核苷酸有8个，4种，C错误；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架，D错误。
7．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 1.30 1.49 1.29 1.30
(1)据表可知，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_特异性__。
(2)牛的肾和肺的DNA比例相同，其原因是_它们是由同一受精卵经有丝分裂产生的体细胞构成的__；但精子与肾和肺的DNA碱基比例稍有差异，其原因是 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)表中所列生物的DNA分子中，(A＋C)/(G＋T)或(A＋G)/(T＋C)的值有差异吗？_无__(填“有”或“无”)，这是因为_无论在哪种生物体内，在双链DNA分子中都有A＝T，C＝G__。
(4)比较表中不同生物的DNA的碱基比例， 酵母菌 中DNA分子热稳定性最高，其原因是_酵母菌DNA分子中，G—C碱基对比例最大__。
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，在双链DNA分子中都有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。
能 力 提 升
1．某同学要制作一个DNA片段模型，现准备了15个碱基A塑料片、8个碱基T塑料片、40个脱氧核糖塑料片和40个磷酸塑料片，已有碱基数不再增加，为了充分利用现有材料，还需准备碱基C塑料片( D )
A．8个 B．24个
C．16个 D．12个
解析： DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，1分子脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成，所以40个脱氧核糖和40个磷酸的塑料片能形成20个脱氧核苷酸对，即20个碱基对。在双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C，所以15个碱基A塑料片、8个碱基T塑料片能形成8个A—T碱基对，且已有碱基数量不再增加。因此，为了充分利用现有材料，还需准备12个碱基C塑料片，以形成12个C—G碱基对。故选D。
2．如图所示为DNA的结构示意图，下列有关说法错误的是( B )
A．①和②相间排列，构成了DNA的基本骨架
B．①②③构成一个胞嘧啶脱氧核苷酸
C．⑥⑦所指碱基占的比例越大，DNA越稳定
D．DNA中⑤⑥⑦⑧依次代表碱基A、G、C、T
解析： DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，A正确；②③⑨组成一个胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；氢键越多，DNA越稳定，A与T之间有2个氢键，C与G之间有三个氢键，因此C与G所占比例越大，DNA越稳定，C正确；根据碱基互补配对原则，⑤⑥⑦⑧依次代表碱基A、G、C、T，D正确。
3．某生物的碱基组成是嘌呤碱基占碱基总数的60%，嘧啶碱基占碱基总数的40%，则它不可能是( C )
A．棉花 B．绵羊
C．T2噬菌体 D．烟草花叶病毒
解析： 棉花和绵羊体内有DNA和RNA，其嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等；烟草花叶病毒只含单链RNA，嘌呤碱基数和嘧啶碱基数不一定相等；而T2噬菌体只含双链DNA，其嘌呤碱基数和嘧啶碱基数一定相等。
4．(2023·四川成都月考)在一个双链DNA中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是( D )
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m
②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2
③一条链中A＋T的数量为n
④G的数量为m－n
A．①②③④ B．②③④
C．③④ D．①②③
解析： 每个脱氧核苷酸分子都含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m，①正确；因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，根据碱基互补配对原则，A＝T＝n，则C＝G＝(m－2n)/2，所以碱基之间的氢键数为2n＋3(m－2n)/2＝(3m－2n)/2，②正确，④错误；双链DNA中，A＝T＝n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A＋T的数量为n，③正确。故选D。
5．某研究小组测定了多个不同双链DNA的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA中碱基数目比值的关系图。下列表示正确的是( C )
解析： DNA中应始终等于1；一条单链中与其互补链中互为倒数，一条单链中＝0.5时，互补链中＝2；一条单链中与其补链中及DNA中都相等。
6．对DNA分子的碱基进行数量分析，可以通过检测其中某种碱基的数目及其比例来推断其他碱基数目及其比例。假如检测某DNA分子得知碱基A的数目为x，其比例为y，以下推断正确的是( C )
A．碱基总数为y/x
B．碱基C的数目为x(0.5y－1)
C．嘌呤与嘧啶的比例为1
D．碱基G的比例为(1－y)/2
解析： 若DNA分子中碱基A的数目为x，其比例为y，则碱基总数为x/y，A错误；由A知，碱基总数为x/y，则C＝G＝(1－2y)×x/y×1/2＝x(1－2y)/2y，B错误；双链DNA分子中嘌呤与嘧啶相等，因此嘌呤与嘧啶的比例是1，C正确；碱基G的比例是(1－2y)×1/2＝1/2－y，D错误。
7．(2023·长沙高一月考)如图为大肠杆菌DNA分子结构示意图(片段)。请根据图示分析并回答下列问题：
(1)图中1表示_磷酸(基团)__,2表示_脱氧核糖__,1、2、3结合在一起的结构叫作_脱氧核苷酸__。
(2)3有_2__种，中文名称分别是_鸟嘌呤或胞嘧啶__。
(3)DNA分子中3和4是通过_氢键__连接起来的。
(4)DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是_含氮碱基__。
(5)图中DNA分子片段中，游离的磷酸有_2__个。若大肠杆菌DNA分子的碱基G有x个，占其碱基总量的比例是y，则该DNA分子的碱基之间的氢键数目是 x＋ 。
解析：(2)3表示含氮碱基，由于3与4之间的氢键是3个，因此3可能是鸟嘌呤(G)或胞嘧啶(C)。(4)DNA分子中的核苷酸的组成成分是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基，其中只有含氮碱基内含有氮元素，因此DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是含氮碱基。(5)图中DNA分子片段中，游离的磷酸有2个；该DNA分子中鸟嘌呤数目为x，因此G、C碱基对数目为x，腺嘌呤＝胸腺嘧啶＝×－x，由于G、C碱基之间的氢键是3个，A、T碱基之间的氢键是2个，因此DNA分子的碱基之间的氢键数是3x＋2×＝x＋。(共46张PPT)
第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构
1．概述DNA分子是由4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了遗传信息。
2．搜集DNA分子结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流。
3．制作DNA双螺旋结构模型。
1．了解科学家构建模型的研究历程，领悟模型建构在研究中的应用，体会持之以恒的科学精神。(社会责任)
2．总结DNA结构的主要特点，初步形成遗传物质结构与功能相统一的观点。(生命观念)
3．尝试制作DNA双螺旋结构模型，领悟模型方法在科学研究中的作用。(科学探究)
课堂达标 巩固训练
指点迷津 拨云见日
基础知识 双基夯实
1．构建者：美国生物学家_______和英国物理学家_________。
2．过程
一、DNA双螺旋结构模型的构建
沃森
克里克
活|学|巧|练
1．沃森和克里克构建了一个磷酸—脱氧核糖骨架排在螺旋外部，碱基排在螺旋内部的双链螺旋。( )
2．由于DNA双螺旋结构的发现，沃森、克里克和威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。( )
3．A—T碱基对和G—C碱基对的形状和直径是不相同的，使得DNA的直径也不同。( )
√
√
×
合|作|探|究
1．两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？请结合以下资料进行分析：
资料1 DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
资料2 嘌呤和嘧啶的分子结构图
结论：_____________________________________________。
不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连
2．请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？
结论：_________________________。
来源 碱基的相对含量 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
结合分枝杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
A与T配对，G与C配对
归|纳|提|升
DNA双螺旋结构的特点
1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因什么成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖( )
A．通过细菌转化实验证明转化因子的存在
B．通过噬菌体侵染细菌的实验证明遗传物质是DNA
C．DNA双螺旋结构模型
D．确定了基因存在于染色体上
典例1
C
解析： 选项中成果与科学家之间的对应如下：格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，证明了转化因子的存在；赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质；沃森、克里克和威尔金斯因DNA的双螺旋结构，获得了诺贝尔生理学或医学奖；摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了基因在染色体上。
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结构模型构建方面的突出贡献的说法，正确的是( )
A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像
B．沃森和克里克提出了DNA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DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量
变式训练
B
解析： 在DNA结构模型构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱，A错误；查哥夫发现了在双链DNA中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，还构建了DNA双螺旋结构模型，B正确，C、D错误。
基础知识 双基夯实
DNA双螺旋结构的主要特点
(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按___________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，这一端称作___________，另一端有一个羟基(—OH)，称作___________。DNA的两条单链走向_______，从双链的一端开始，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链则是从3′－端到5′－端的。
二、DNA的结构
反向平行
5′－端
3′－端
相反
(2)DNA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，并且碱基配对具有一定规律：_______________一定与T(胸腺嘧啶)配对，_______________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_______________原则。
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
活|学|巧|练
1．DNA中碱基数＝磷酸数＝核糖数。( )
2．含有G、C碱基对比较多的DNA热稳定性较差。( )
3．双链DNA中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。( )
4．DNA一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连。( )
×
×
×
√
合|作|探|究
1．图1为脱氧核苷酸的结构图，图2为DNA分子的空间结构和平面结构，请分析并回答问题：
图1
图2
(1)DNA分子的基本组成单位是_____________，它由磷酸、脱氧核糖和__________构成。构成DNA的碱基有_____种，分别为A________、T___________、G_________、C_________。
(2)图2的①②③④中，构成一个脱氧核苷酸的是_________。DNA的一条链中，一个磷酸与___________个脱氧核糖相连，一个脱氧核糖与___________个磷酸相连。两条链的碱基通过_______相连，该片段中有_____个游离的磷酸基团。
(3)一条DNA单链的序列是5′—CAGTAC—3′，那么它的互补链的序列是什么？___________________________。
脱氧核苷酸
含氮碱基
四
腺嘌呤
胸腺嘧啶
鸟嘌呤
胞嘧啶
①②③
一个或两
一个或两
氢键
两
5′—GTACTG—3′
2．DNA的多样性和稳定性
(1)DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？
(2)DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
提示：(1)碱基排列顺序的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。
(2)两条链上的碱基之间的氢键和每条链上的磷酸二酯键共同维持了双螺旋结构的稳定性。
归|纳|提|升
1．准确辨析DNA结构中的数量、位置关系及连接方式
2．DNA初步水解的产物是4种脱氧核糖核苷酸；彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
3．DNA多样性和稳定性的原因
DNA上的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是数量庞大，所以导致碱基的排列顺序千变万化，而遗传信息就蕴藏在碱基的排列顺序中。两条链上的碱基之间的氢键能够维持DNA的双链状态，而每条链上的磷酸二酯键能够维持DNA单链的稳定，所以主要是这两种键维持了DNA双螺旋结构的稳定。
(2023·江西上饶质检)2019年8月发表在《自然》杂志上的一项研究表明：与人类相比，鱼的后代之间的记忆以“DNA甲基化”的形式保存着，而人类几乎完全被抹去了这一点。下列关于DNA的叙述，错误的是( )
A．构成人类和鱼类DNA的基本骨架相同
B．人类和鱼类的DNA中碱基数＝磷酸数＝核糖数
C．人类和鱼类的DNA不同与碱基对数量和排序有关
D．DNA双螺旋结构中碱基排列在内侧，通过氢键相连，遵循碱基互补配对原则
典例2
B
解析： 不同生物中构成DNA的基本骨架是一样的，所以构成人类和鱼类DNA的基本骨架相同，A正确；人类和鱼类的DNA中有脱氧核糖，没有核糖，B错误；DNA可以携带多种遗传信息与碱基对数量和排序有关，C正确；DNA双螺旋结构中碱基排列在内侧，通过氢键相连形成碱基对，遵循碱基互补配对原则，D正确。
(2023·平顶山高一月考)下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是( )
A．每个双链DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸
B．每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基
C．DNA分子的基本骨架排列在外侧
D．双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤
变式训练
B
解析： DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个DNA分子中通常都会含有4种脱氧核苷酸，A正确；在DNA分子中，一般情况下除了3′－端的脱氧核糖，其他脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基，B错误。
某研究小组用如图所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、代表氢键的连接物若干，成功搭建了一个完整的DNA分子模型，模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确的是( )
A．代表氢键的连接物有24个
B．代表胞嘧啶的卡片有4个
C．脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个
D．理论上能搭建出410种不同的DNA分子模型
典例3
C
解析： 模型中有4个A—T碱基对，6个C—G碱基对，则氢键的连接物有4×2＋6×3＝26(个)，A错误；模型中有6个C—G碱基对，因此代表胞嘧啶的卡片有6个，B错误；模型中共有10个碱基对，每条链中各有10个脱氧核苷酸，因此脱氧核糖和磷酸之间的连接物有10×2＋9×2＝38(个)，C正确；由于A—T碱基对和C—G碱基对的数目已经确定，因此理论上能搭建出的DNA分子模型的种类数少于410种，D错误。
在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为( )
A．58 B．78
C．82 D．88
解析： 需要使用订书钉连接的部位有碱基与碱基的连接处、脱氧核糖与磷酸的连接处以及脱氧核糖与碱基的连接处，连接碱基与碱基需要的订书钉数目为6×2＋4×3＝24，连接脱氧核糖与磷酸需要的订书钉数目为20×2－2＝38，连接脱氧核糖与碱基需要的订书钉数目是20，故总共需要的订书钉数目是82。
变式训练
C
指点迷津 拨云见日
DNA碱基数目的相关计算规律
回答有关碱基互补配对原则应用的问题：
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
(1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。
规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
(2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。
规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
(2023·河北石家庄二中月考)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是( )
A．则在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%
B．则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%
C．若该DNA分子含1 000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2 600
D．则该DNA分子的碱基(C＋G)/(A＋T)为3∶2
典例4
B
解析： 依题意，G＋C＝40%，则C＝G＝20%，A＝T＝1/2－20%＝30%。则(A＋T)/(A＋T＋C＋G)＝60%，(A＋T)/(A＋T＋C＋G)＝(A1＋T1)/(A1＋T1＋C1＋G1)＝60%，其中一条链的T占该链碱基总数的40%，即T1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝40%，可求出A1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝(A1＋T1)/(A1＋T1＋C1＋G1)－T1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝20%，A1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝T2/(A2＋T2＋C2＋G2)＝20%。由于(C＋G)/(A＋T＋C＋G)＝(C1＋G1)/(A1＋T1＋C1＋G1)＝40%，其中一条链的C占该链碱基总数的15%，C1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝15%，可求出G1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝(C1＋G1)/(A1＋T1＋C1＋G1)－C1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝25%，G1/(A1＋T1
＋C1＋G1)＝C2/(A2＋T2＋C2＋G2)＝25%，则(T2＋C2)/(A2＋T2＋C2＋G2)＝45%，A错误，B正确；若该DNA分子含1 000个碱基对，则A＝T碱基对＝600，C≡G碱基对＝400，A、T之间的氢键数为600×2＝1 200，C、G之间的氢键数为400×3＝1 200，碱基之间的氢键数为2 400，C错误；该DNA分子的碱基(C＋G)/(A＋T)＝40∶60＝2∶3，D错误。
课堂达标 巩固训练
1．下列关于DNA结构的叙述，正确的是( )
A．DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构
B．DNA中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基
C．DNA两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对
D．DNA一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连
解析： DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A项错误；DNA中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B项错误；DNA一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，D项错误。
C
2．分析一个双链DNA分子时，发现20%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的( )
A．20% B．30%
C．40% D．60%
解析： 在一个DNA分子中，有20%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，即A＝20%。根据碱基互补配对原则，T＝A＝20%，则C＝G＝50%－20%＝30%。该DNA分子中鸟嘌呤所占的比例为30%，则该分子中一条链上鸟嘌呤占此链碱基总数的比例为：0～60%。所以该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的60%。故选D。
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
解析： 设该DNA分子的两条链分别为1链和2链，双链DNA中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则A＋T占66%，又因为双链DNA中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子的比例与每条链中这两种碱基之和所占的比例相同，因此A1＋T1＝66%，G1＋C1＝34%，又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%，则A1＝66%－32%＝34%；G1＝34%－18%＝16%，根据DNA的碱基互补配对关系，所以T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%，A正确。
学|霸|记|忆
1．DNA的双螺旋结构的特点
(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；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。
2．碱基互补配对原则是指双链DNA中，A与T配对，C与G配对，相关规律有：
(1)嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，即A＋G＝T＋C。
(2)互补碱基之和所占的比例在DNA的任何一条链及整个DNA中都相等。
(3)非互补碱基和之比在两条互补链中互为倒数，而在整个DNA中比值为1。
3．在DNA中，A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键，故含G/C碱基对越多的DNA越稳定。
