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第2节 DNA的结构
任务一 DNA双螺旋结构模型的构建
任务二 DNA的结构
任务三 制作DNA双螺旋结构模型
任务四 碱基互补配对原则及相关计算
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者:______________。
沃森和克里克
2.用到的关键信息
(1) 是以4种____________为单位连接而成的长链，这4种脱氧核
苷酸分别含有_____________4种碱基。
(2)威尔金斯和富兰克林提供的______________。
(3)查哥夫提出的碱基数量关系：A等于___的量、 等于___的量。
脱氧核苷酸
A、、、C
衍射图谱
C
二、DNA的结构
1.组成元素:________________。
2.基本单位:____________。
C、、、、
脱氧核苷酸
3. 双螺旋结构的主要特点
(1) 是由____条单链组成的,这两条链按__________方式盘旋成
________结构。
(2) 中的________________交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;
______排列在内侧。
两
反向平行
双螺旋
脱氧核糖和磷酸
碱基
(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 配对,___一定与C配对。碱基之间的这种一一对应
的关系,叫作______________原则。
氢键
A
碱基互补配对
三、制作DNA双螺旋结构模型
通过制作________________模型,加深对 分子结构特点的认识和
理解。
双螺旋结构
(1) 分子的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。( )
×
[解析] 分子的两条链为脱氧核糖核苷酸链。
(2) 分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸基团和一个碱基。
( )
×
[解析] 分子中每个脱氧核糖均连接一个碱基，而链状 分子
除 端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团外，其他部位的脱氧核糖均
连接两个磷酸基团。
(3)双链 分子中的嘌呤数等于嘧啶数。( )
√
(4) 分子结构稳定,其结构不会发生改变。( )
×
[解析] 分子结构的稳定性是相对的,在某些条件下,其结构也可发
生改变,如高温时解旋。
任务一 DNA双螺旋结构模型的构建
【资料】 阅读教材P48、P49 DNA双螺旋结构模型的构建的相关内容。
［分析］ 完善 双螺旋结构模型的构建过程。
脱氧核苷酸
衍射图谱
,
碱基
相反的
例1 某同学在学习 分子的结构时，查到了以下三个资料：
资料 外部为水溶液环境，碱基具有疏水性，磷酸和脱氧核糖
具有亲水性。
资料2：奥地利生物化学家查哥夫对 分子进行了定量分析，发现
在 分子中，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。
资料3：富兰克林和威尔金斯给拍了多张 射线衍射图谱，他们
发现翻转 后的图谱与未翻转时的一模一样。
下列叙述不是由资料 得出的是( )
A. 由两条单链组成，脱氧核糖和磷酸交替连接
B.脱氧核糖和磷酸排列在外侧，碱基排列在内侧
C.碱基配对规律：A一定与配对； 一定与C配对
D. 分子呈螺旋结构
√
[解析] 由资料不能得出 由两条单链组成、脱氧核糖和磷酸
交替连接的结论，A符合题意；根据资料1可推测脱氧核糖和磷酸排
列在外侧，碱基排列在内侧，B不符合题意；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，故推测A一定与 配
对、一定与C配对，C不符合题意；根据资料3可知，翻转
后的图谱与未翻转时的一模一样，故推测 分子呈螺旋结构，D不
符合题意。
任务二 DNA的结构
【情境】 如图所示是 片段的结构图,图甲为平面结构,图乙为双
螺旋结构。
［分析］
(1)请补充图乙中空白处的碱基。
(2)图甲中，脱氧核糖中的是指与______相连的碳, 是指与
__________相连的碳。
碱基
磷酸基团
A
(3)图乙中，④______(填“是”或“不是”)一个脱氧核苷酸，原因是
____________________________________________________。
不是
①③属于鸟嘌呤脱氧核苷酸，②属于胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(4) 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
______,另一端有一个羟基 ,称作_____,两条单链反向平行。从
双链的一端开始，一条单链是从端到端的,另一条单链则是从 端
到 端的。
端
端
(5)图乙、丙中， 片段有___个游离的磷酸基团，该片段中一个磷
酸基团与________个脱氧核糖相连，一个脱氧核糖与________个磷
酸基团相连。
2
1个或2
1个或2
(6) 分子中两条链的碱基通过______相连，一条脱氧核苷酸链上
相邻的两个碱基通过______________________________相连。
氢键
—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
(7)为什么分子中与C碱基所占的比例越高, 分子结构的稳定
性越强
[答案] 与C之间有三个氢键,而A与之间只有两个氢键,因此 分
子中与C所占的比例越高, 分子结构的稳定性越强。
解读两种结构模型
(1)图乙是图甲的简化形式，图乙中①②③可分别表示磷酸二酯键、
胞嘧啶脱氧核苷酸、氢键。
(2)由图可解读以下信息：
(3) 初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是1种磷
酸、1种脱氧核糖和4种含氮碱基。
例2 [2024·福建泉州月考] 下列关于 分子结构的叙述，错误的是
( )
A.组成 分子的两条单链是反向平行的
B.磷酸与核糖交替连接构成 分子的基本骨架
C. 分子两条链上的碱基，总是嘌呤与嘧啶配对
D. 分子中含氮碱基与磷酸基团的数目相等
√
[解析] 分子呈规则的双螺旋结构，两条单链是反向平行的，A
正确；磷酸与脱氧核糖交替连接构成 分子的基本骨架，B错误；
分子两条链上的碱基，遵循碱基互补配对原则，即 ，
，总是嘌呤与嘧啶配对，C正确； 分子基本组成单位是脱
氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖
和一分子磷酸基团组成，故 分子中含氮碱基与磷酸基团的数目
相等，D正确。
例3 双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展
中具有里程碑式的意义。如图为 分子结构示意图。下列相关叙
述正确的是( )
A.①②③构成的结构是鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.从分子的一端起始，两条链皆是从端到 端
C.①和②交替连接，排列在外侧，构成了 分子的
基本骨架
D. 分子中的腺嘌呤数和鸟嘌呤数相等，胞嘧啶数
和胸腺嘧啶数相等
√
[解析] ①是胸腺嘧啶脱氧核苷酸的组成部分，①②③
不能构成鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误； 的两条链
反向平行，因此从 分子的一端起始，一条链是从
端到端，另一条链是从端到 端，B错误；①是磷酸，②是脱氧核
糖，磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成了 分子的基本骨
架，C正确； 分子中的腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，胞嘧啶和鸟嘌呤配
对，因此 分子中腺嘌呤数和胸腺嘧啶数相等，胞嘧啶数和鸟嘌呤数
相等，D错误。
［方法技巧］ 利用数字“五、四、三、二、一”巧记 分子结构
任务三 制作DNA双螺旋结构模型
1.实验目的
通过制作双螺旋结构模型，加深对 结构特点的认识和理解。
2.材料用具
曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等常用物品。
3.实验步骤
组装“脱氧核苷酸模型” 制作“脱氧核苷酸长链模型” 制作 分
子平面结构模型 制作 分子的立体结构。
4.实验讨论
(1) 分子的结构具有稳定性，其稳定性的基础是_______________
___________________________________________________________
____________。
脱氧核糖和磷酸交替连接,构成基本骨架；两条链上的碱基按照碱基互补配对原则通过氢键连接
(2)某位细心的同学发现各实验小组制作的 双螺旋结构模型各不
相同，你认为不同实验小组制作的 双螺旋结构模型的差异主要
表现在____________________________不同。
脱氧核苷酸的数量和排列顺序
分子双螺旋结构模型评价标准
(1)科学性, 要能够体现分子的特点, 包括 分子各个组件的比
例是否科学, 能否够体现出碱基配对的情况, 能否灵活转动成双螺旋,
以及每个螺旋中的碱基数目是否正确等。
(2)艺术性,要美观大方。
(3)创造性,要能够突破老师或书本上提供的材料和制作方法。
(4)超前性, 利用该模型还可以作为 分子复制的适宜模型。
例4 [2024·海南海口月考] 实验室有红、黄、蓝、绿四种硬纸片各12、
10、12、8张，分别代表A、、C、 四种碱基，还有代表脱氧核糖
的塑料片30个，代表磷酸的扭扭棒20个，其他材料均充足。某学习
小组欲利用上述材料制作 双螺旋结构模型，下列有关叙述错误
的是( )
A.脱氧核糖的上连接碱基， 上连接磷酸基团
B.外侧的脱氧核糖和磷酸交替连接构成 的基本骨架
C.构建的 双螺旋结构模型中，最多含有10个碱基对
D.利用上述实验材料最多可构建种 双螺旋结构模型
√
[解析] 根据脱氧核苷酸的结构式可知，磷酸基团和碱基分别连接在
脱氧核糖的和 上，A正确；外侧的脱氧核糖和磷酸交替
连接构成 的基本骨架，内侧是碱基对，B正确；据题意可知，
A、、C、 四种碱基分为有12、10、12、8个，应该能形成8个
碱基对，10个 碱基对，但由于代表脱氧核糖的塑料片只有
30个，代表磷酸的扭扭棒只有20个，因此最多只能构建20个脱氧核
苷酸，最多含有10个碱基对，C正确；利用上述实验材料最多可构建
20个脱氧核苷酸，10个碱基对，但实验材料中有8对， 有
10对，制作出的双螺旋结构模型少于 种，D错误。
任务四 碱基互补配对原则及相关计算
【实例】 阅读教材P48~P50有关 结构的内容。
［分析］
(1)在整个双链 分子中，嘌呤总数是否等于嘧啶总数？____。在
分子一条单链中呢？________。
(2)某双链分子中，鸟嘌呤占 ，则腺嘌呤占_____ 。
(3)在的一条单链中， ，上述比例在其互补
链和整个 分子中分别是_______。
(4)若的一条单链中， ，上述比例在其互补
链和整个 分子中分别是_________。
是
不一定
2.5、1
0.4、0.4
(1)碱基互补配对原则：，，， ，
， ,如图所示：
(2)双链中， 碱基互补配对原则的有关计算：
规律1：互补的两个碱基数量相等，即， 。
规律2：任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的 。
规律3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。
规律4：若一条链中， ，则另一条链中
，。即在双链 分子中，两个互补的
碱基之和所占比例在两条链中和整个 分子中相等。
规律5：若一条链中，则另一条链中， 。
即在双链 分子中，不互补的碱基之和的比值在两条链中互为倒
数，在整个 分子中为1。
注意：规律4和规律5可巧记为“补则等，不补则倒”。
例5 某 片段含有100个碱基对，其中一条链上
，则该 片段( )
A.含有100个脱氧核糖 B.含有30个
C.含有4种核糖核苷酸 D.嘌呤数不等于嘧啶数
√
[解析] 该 片段含100个碱基对，即含有200个脱氧核苷酸，故含
200个脱氧核糖，A错误；该片段一条链上 则，另一条链上，则，共含30个 ，B正确；该 片段含四种脱氧核苷酸，C错误；由于碱基互补配对，且该片段为双链 ，嘌呤数等于嘧啶数，D错误。
例6 [2024·山东聊城期中] 某双链( 链和 链) 分子中鸟嘌呤与
胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的， 链中腺嘌呤占 。
下列关于该 分子的叙述，错误的是( )
A. 链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的
B. 链中， 链中
C. 链中胸腺嘧啶所占的比例是，占双链分子的
D.的值可体现不同生物 分子的特异性
√
[解析] 分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的
，则腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占全部碱基总数的 ，互
补碱基之和在单双链中比值相等，因此 链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的
数量之和也占该链碱基总数的 ，A正确；根据碱基互补配对原
则， 链中的与 链中的C配对， 链中的C与 链中的 配对，
同理A与也是一样，因此 链和 链中 的值均为
，B错误； 链中胸腺嘧啶所占的比例是
，则占双链中的比例是 ，C正
确；不同生物的 分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即
的值不同，该值体现了不同生物 分子的特异性，
D正确。
1．如图为组成生物中某物质的单体，下列相关叙述正确的是（ ）
A．若该图示结构存在叶绿体中，则a一定是核糖
B．若该图示结构存在于HIV之中，则a不可能是核糖
C．若该图为蓝细菌遗传物质的基本单位，则b不会是碱基U
D．若该图示结构为核酸，由磷酸、五碳糖和含氮碱基构成
√
[解析] 叶绿体中既有DNA也有RNA，若该图示结构存在叶绿体中，则a可能是核糖，也可能是脱氧核糖，A错误；HIV是RNA病毒，只有一种核酸RNA，若该图示结构存在于HIV之中，则a一定是核糖，B错误；蓝细菌的遗传物质是DNA，若该图为蓝细菌遗传物质的基本单位，则b不会是碱基U，C正确；若该图示结构为核苷酸，由磷酸、五碳糖和含氮碱基构成，D错误。
2．下列关于DNA分子结构的叙述，不正确的是（ ）
A．组成DNA分子的脱氧核糖核苷酸有4种
B．每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C．双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
D．双链DNA分子中，A+G=T+C
√
[解析] DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸，根据含氮碱基不同有4种，A正确；位于DNA分子长链结束部位的脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基，位于DNA分子长链中间的脱氧核糖连接两个磷酸和一个含氮碱基，B错误；双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的，C正确；双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，因为A=T、G=C，因此A+G=T+C，D正确。
3．下列有关生物体内DNA分子碱基比例的叙述,错误的是 ( )
A.当(A+T)/(G+C)=1时,可判断该DNA分子是双链DNA
B.不同种生物的不同细胞中,DNA分子的(A+G)/(T+C)的值一般相同
C.同一个体的不同细胞中,DNA分子的(A+T)/(G+C)的值可能不相同
D.若DNA的一条链中(A+G)/(T+C)=0.5,则其互补链中(A+G)/(T+C)=2
√
[解析]当(A+T)/(G+C)=1时,这个DNA分子可能是双链,也可能是单链,A错误;不同种生物的不同细胞中DNA分子一般为双链结构,由于A=T,G=C,因此,(A+G)/(T+C)的值一般相同,都是1,B正确;DNA分子具有特异性,因此,同一个体的不同细胞中,DNA分子的(A+T)/(G+C)的值可能不相同,C正确;一条链中(A+G)/(T+C)=0.5,另一条链中(T+C)/(A+G)=0.5,故其互补链中(A+G)/(T+C)=2,D正确。
4．在严查偷猎野生动物的行动中,执法部门发现某餐馆出售的一种烤肉比较可疑,餐馆工作人员说是“山羊肉”,执法部门通过检验确定这种“山羊肉”来自国家二级保护动物斑羚。执法部门作出此判断的依据是 ( )
A.斑羚的遗传物质主要是DNA
B.山羊和斑羚的DNA分子具有不同的碱基配对方式
C.山羊和斑羚的DNA分子具有各自特定的碱基排列顺序
D.磷酸和脱氧核糖交替连接构成斑羚DNA分子的基本骨架
√
[解析] 斑羚是真核生物,其遗传物质只有DNA,A错误;山羊和斑羚的DNA分子具有相同的碱基配对方式,B错误;山羊和斑羚的DNA分子具有各自特定的碱基排列顺序,可以以此为依据判断“山羊肉”来自国家二级保护动物斑羚,C正确;DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成,是每个DNA分子都具有的结构,D错误。
5．DNA指纹技术在案件侦破、亲子鉴定等工作中起着重要作用，如图是一幅DNA指纹技术应用图，下列叙述不正确的是（ ）
A．DNA指纹技术能用于案件侦破，原因是个体的DNA的脱氧核苷酸序列具有特异性
B．从出生到年老，每个人的DNA指纹不会发生很大变化
C．嫌疑人2体内核酸彻底水解产物有8种，受害人DNA的彻底水解产物有5种
D．罪犯样品和怀疑对象1、2、3进行DNA指纹比对，怀疑对象1最可能是罪犯
√
[解析] DNA分子的特异性主要表现为每个DNA的脱氧核苷酸序列各不相同，这也是DNA指纹能获得嫌疑人信息的根本原因，A正确；每个人的DNA具有稳定性，从出生到年老，DNA指纹一般不会发生变化，B正确；嫌疑人2体内核酸有DNA和RNA，彻底水解产物有核糖、脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G、U五种含氮碱基，所以共8种产物，受害人DNA的彻底水解产物有脱氧核糖、磷酸和A、T、C、G四种含氮碱基，共6种产物，C错误；怀疑对象1的DNA指纹图与从受害者体内分离的样品最相似，故怀疑对象1最可能是罪犯，D正确。
6. 如图是某链状DNA分子的局部结构示意图,请据图回答下列问题:
(1)写出下列图中序号所代表结构的中文名称:
① ,④ ,⑦ ,⑧ ,⑨ 。
胞嘧啶
氢键
脱氧核糖
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
脱氧核苷酸链
[解析] 图中①是胞嘧啶,④是氢键,⑦是脱氧核糖,⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,⑨是一条脱氧核苷酸链。
(2)图中DNA片段中有 个碱基对,该DNA分子
应有 个游离的磷酸基团,磷酸基团起始
端为 (填“5'”或“3'”)端。
[解析]图示DNA片段有碱基对4个,每一条链中都有一个游离的磷酸基团,共有2个游离的磷酸基团,磷酸基团起始端为5'端。
4
2
5'
练习册
知识点一 DNA的结构
1.[2024·安徽马鞍山期末] 双螺旋结构模型是二十世纪自然科学的
伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是
( )
①艾弗里证明 是遗传物质的实验
②摩尔根证明了基因在染色体上呈线性排列
③查哥夫发现的 中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④富兰克林等拍摄的 衍射图谱
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
√
[解析] 艾弗里的实验证明 是遗传物质，与模型构建无关，①不
符合题意；摩尔根证明基因在染色体上呈线性排列，与模型构建无
关，②不符合题意；查哥夫发现 中嘌呤含量与嘧啶含量相等，
沃森和克里克据此推测出碱基的配对方式，③符合题意；富兰克林
拍摄了衍射图谱，沃森和克里克据此推测 分子是双螺旋结
构，④符合题意，故选C。
2.如图表示 分子结构中的一部分，相关叙述正确的是( )
A.连接图中碱基A与 的是氢键
B.碱基对构成 分子的基本骨架
C. 分子的基本组成单位是核糖核苷酸
D. 分子的每个五碳糖上均连接着两个磷酸和一个碱基
√
[解析] 两条链上的碱基通过氢键连接起来，因此连接碱基A和
的是氢键，A正确； 分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接
构成，B错误； 分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，C错
误； 分子中，大多数五碳糖上均连接着两个磷酸和一个碱基，
但每条链 端的一个五碳糖只连接一个磷酸和一个碱基，D错误。
3.［教材改编］ 若一条单链的序列是 ，那么
它的互补链的序列是( )
A. B.
C. D.
[解析] 的两条链反向平行，根据碱基互补配对原则，
的互补链的序列是 ，A正确。
√
4.[2024·云南大理月考]下列与环状双链 相关的叙述，错误的是
( )
A.该 的两条链按反向平行方式连接在一起
B.该 的一条链中，相邻碱基通过氢键相连
C.该 分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等
D.该 分子中，没有游离的磷酸基团
√
[解析] 该环状双链 的结构是由两条反向平行的脱氧核苷酸链构
成的，A正确；该 的一条单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷
酸—脱氧核糖—”相连，B错误； 双链中碱基遵循碱基互补配对
原则，所以该环状双链 分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等，
C正确；该环状双链 分子首尾相连，没有游离的磷酸基团，D正确。
5.[2024·湖南邵阳月考]下图为某同学在学习 的结构后画的含有两
个碱基对的片段(“ ”代表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的
评价，正确的是( )
A.甲说：“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说：“只有一处错误，就是应改为 ”
C.丙说：“有四处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D.丁说：“如果他画的是 双链，则该图应是正确的”
√
[解析] 该模型有4处错误：核糖应改成脱氧核糖，应改成 ，
脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的位置错了，C与 之间的氢键应为3个，
A、B错误，C正确；图中即使画的是 双链结构，该图也是错误
的，因为磷酸二酯键的位置和 碱基对之间的氢键个数错误，D
错误。
知识点二 制作DNA双螺旋结构模型
6.[2024·山东淄博月考]某同学准备了足够的相关材料，制作由30个
脱氧核苷酸构成的 双螺旋结构模型。下列说法正确的是( )
A.制作模型时，每个脱氧核糖上都要连接2个磷酸基团和1个碱基
B.制作模型时，配对的腺嘌呤和胸腺嘧啶之间用3个氢键连接物相连
C.制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在内侧，构成基本
骨架
D.制成的模型中，如果有腺嘌呤8个，则模型中有胞嘧啶7个
√
[解析] 制作模型时，每条链的 末端的脱氧核糖上都连接1个磷酸基
团和1个碱基，A错误；制作模型时，配对的腺嘌呤和胸腺嘧啶之间
用2个氢键连接物相连，B错误；制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交
替连接排列在外侧，构成基本骨架，C错误； 的两条链之间遵循
碱基互补配对原则，即、 ，腺嘌呤与鸟嘌呤之和等于胞
嘧啶和胸腺嘧啶之和，30个脱氧核苷酸构成的 双螺旋结构模型
中，即 ，若腺嘌呤8个，则模型中有胞嘧啶7个，
D正确。
7.[2023·广东学业考试]某学校举行制作 双螺旋结构模型比赛，下
列作品中符合科学事实的是( )
A. B.
C. D.
√
[解析] A图中碱基配对方式不对，不是发生在嘌呤和嘌呤之间，而
是发生在嘌呤和嘧啶之间，A错误；B图中 结构正确，符合碱基
配对原则，且脱氧核糖和磷酸之间的连接方式也正确，B正确；C图
中结构不符合 的两条链之间的反向平行关系，C错误；D图中碱
基配对方式错误，分子中的碱基配对是A与配对、 与C配对，
D错误。
8.在搭建 分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4
个C，6个，3个A，7个 ，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱
氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱
氧核糖和碱基之间的连接物若干，则( )
A.能搭建出20个脱氧核苷酸
B.所搭建的 分子片段最长为7个碱基对
C.能搭建出种不同的 分子模型
D.能搭建出一个含4个碱基对的 分子片段
√
[解析] 据碱基数量，可搭建4个，三个 ，共7个碱基对，
但脱氧核糖和磷酸之间的连接物有14个，只能搭建出一个含4个碱基
对的 分子片段或14个游离的脱氧核苷酸，A、B错误，D正确；
一个4个碱基对的分子片段，最多能搭建出种不同的 分子
模型，但本题中各种碱基的数量一定，能搭建的 分子模型少于
种，C错误。
知识点三 碱基互补配对原则及相关计算
9.分析某生物的双链 ，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的
，其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的 ，则互补链中
腺嘌呤占整个 分子碱基的比例是( )
A. B. C. D.
[解析] 已知双链 分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的
，即，则 ，又已知一条链上的腺嘌呤
占该链全部碱基的，占整个分子碱基的比例是 ，所以
其互补链中腺嘌呤占整个分子碱基的比例为 ，
A正确。
√
10.在一个双链分子中，碱基总数为，腺嘌呤数为 ，则下列有
关结构的数目正确的是( )
①脱氧核苷酸数磷酸数碱基总数
②碱基之间的氢键数为
③一条链中的数量为
的数量为
A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.①②③
√
[解析] 每个脱氧核糖核苷酸分子有一个五碳糖、一个磷酸基团和一
个碱基，故脱氧核苷酸数磷酸数碱基数，正确；A与 之
间为2个氢键，与之间为3个氢键，腺嘌呤数为 ，则胸腺嘧啶数
为，碱基总数为，则胞嘧啶数为 ，故氢键总数为
，②正确；腺嘌呤总数为 ，故两
条链中，又由于两条链中 相同，故一条链中
，③正确；腺嘌呤数为，则胸腺嘧啶数为 ，碱基总数为
，则， ，④错误。故选D。
11.[2024·陕西咸阳月考]下列关于分子中 与
的叙述，正确的是( )
A.若值等于1，可判断该 分子是双链
B.双链分子的2条单链的 值通常不相同
C.一般碱基序列不同的双链 分子的2个值都不同
D.若2条双链的单链的值相同，则2条的 值也相同
√
[解析] 若等于1，说明，该 分子可能是双链，也
可能是单链，A错误；由于两条链间A与配对， 与C配对，因此在
整个分子中 的值与分子内每一条链上的该值相
同，所以双链分子的2条单链的 通常相同，B错误；一般碱基序
列不同的双链分子的的值不同，但在整个
分子中，嘌呤碱基数之和嘧啶碱基数之和，即 ，在
分子中,，所以 的值一般相同，C错
误；根据碱基互补配对的规律，整个分子中 的
值与分子内每一条链上的该值相同，若2条双链的单链的 值相
同，则2条的 值也相同，D正确。
12.研究人员采用化学方法人工合成了四种新碱基：(嘌呤)、 (嘧啶)、
B(嘌呤)、(嘧啶)，其中和配对，B和 配对。研究人员进一步利
用上述碱基与天然碱基成功构建了一种合成分子，该 与天
然拥有十分相似的外形结构。下列关于该合成 的推断，不
合理的是( )
A.碱基对、 碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径
B.该合成 分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成
C.该合成分子中，
D.四种新碱基的加入，使同样长度的 能储存的遗传信息量增大
√
[解析] 人工合成碱基与天然碱基构建的合成分子与天然 拥
有十分相似的外形结构，说明碱基对、 碱基对与天然碱基
对具有相近的形态和直径，且该合成 分子也是由两条反向平行
的脱氧核苷酸链盘旋而成，A、B正确；和配对，B和 配对，则该
合成分子中， ,C错误；四种
新碱基加入后，脱氧核苷酸种类增加为8种，同样长度的 排列的
可能性由变为 ，故能储存的遗传信息量增大，D正确。
13.如图所示为 分子结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)组成 的基本单位是［____ ］____________，其化学元素组成
是________________。
⑦
脱氧核苷酸
C、、、、
[解析] 组成 的基本单位是［⑦］脱氧核苷酸，其化学元素组成
是C、、、、 。
(2) 的立体结构为____________，由________________________构成基本骨架。
双螺旋结构
磷酸和脱氧核糖交替连接
[解析] 的立体结构为规则的双螺旋结构，由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。
(3)图中⑩示意的是一条______________的
片段，与另一条片段的位置关系是______
_____。
脱氧核苷酸链
反向平行
[解析] 图中⑩是一条脱氧核苷酸链的片段，
与另一条片段反向平行。
(4)图中①指的是________(填中文名称)；①
和 之间通过______相连。
胞嘧啶
氢键
[解析] 图中①是胞嘧啶；①和 之间通过氢
键相连。
(5)若该分子中占整个 分子碱基总数
的，其中一条链上的 占该链碱基总数的
，则对应的另一条互补链上的 占该链碱基
总数的比例是_____。
[解析] 已知该分子中占整个分子碱基总数的 ，则整个分子中，且一条链上 ，又已知一条链
上的占该链碱基总数的，则该条链上C占 ，对应的另一条互补链上的占该链碱基总数的比例也是 。
14.不同生物或生物体不同器官(细胞)的 分子有关碱基比例如下
表，请回答下列相关问题：
生物或细胞 酵母菌 小 麦 人 猪 牛 肝 胰 肾 肝 肺 精子
1.79 1.21 1.52 1.43 1.43 1.30 1.30 1.30 1.29
(1)同一只猪的不同组织细胞的 分子碱基比例大致相同，原因是
__________________________________________。
同一个体不同的组织细胞来源于同一个受精卵
[解析] 同一个体不同的组织细胞来源于同一个受精卵，受精卵的有
丝分裂不改变细胞中核，因此同一只猪的不同组织细胞的
分子碱基比例大致相同。
(2)酵母菌、小麦和人中的 分子，热稳定性最强的是______。
小麦
[解析] 氢键越多，分子的稳定性越高，A、 之间形成2个氢
键，、C之间形成3个氢键，因此比例高的 稳定性高，即
的值越低， 稳定性越高，故小麦热稳定性最强。
生物或细胞 酵母菌 小 麦 人 猪 牛 肝 胰 肾 肝 肺 精子
1.79 1.21 1.52 1.43 1.43 1.30 1.30 1.30 1.29
(3)假设小麦分子中 ，那么
___。
1
[解析] 任何双链分子中，，， ，因此
。
生物或细胞 酵母菌 小 麦 人 猪 牛 肝 胰 肾 肝 肺 精子
1.79 1.21 1.52 1.43 1.43 1.30 1.30 1.30 1.29
(4)假如猪的某一分子中腺嘌呤占 ，则该分子一条链上鸟嘌
呤含量的理论最大值可占此链碱基总数的_____。
[解析] 某一分子中腺嘌呤占，， ，
，因此， 分子有2条链，则该分子一
条链上鸟嘌呤含量的理论最大值可占此链碱基总数的 。
生物或细胞 酵母菌 小 麦 人 猪 牛 肝 胰 肾 肝 肺 精子
1.79 1.21 1.52 1.43 1.43 1.30 1.30 1.30 1.29第2节 DNA的结构
【预习梳理】
一、1.沃森和克里克
2.(1)脱氧核苷酸 A、T、G、C
(2)DNA衍射图谱
(3)T C
二、1.C、H、O、N、P
2.脱氧核苷酸
3.(1)两 反向平行 双螺旋
(2)脱氧核糖和磷酸 碱基
(3)氢键 A G 碱基互补配对
三、DNA双螺旋结构
【预习检测】
(1)× (2)× (3)√ (4)×
[解析] (1)DNA分子的两条链为脱氧核糖核苷酸链。
(2)DNA分子中每个脱氧核糖均连接一个碱基,而链状DNA分子除3'端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团外,其他部位的脱氧核糖均连接两个磷酸基团。
(4)DNA分子结构的稳定性是相对的,在某些条件下,其结构也可发生改变,如高温时解旋。
【任务活动】
任务一
[资料] 脱氧核苷酸 DNA衍射图谱 A=T,G=C 碱基 T G 相反的
反馈评价
例1 A [解析] 由资料1~3不能得出DNA由两条单链组成、脱氧核糖和磷酸交替连接的结论,A符合题意;根据资料1可推测脱氧核糖和磷酸排列在外侧,碱基排列在内侧,B不符合题意;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,故推测A一定与T配对、G一定与C配对,C不符合题意;根据资料3可知,DNA翻转180°后的图谱与未翻转时的一模一样,故推测DNA分子呈螺旋结构,D不符合题意。
任务二
[情境] (1)A G T
(2)碱基 磷酸基团
(3)不是 ①③属于鸟嘌呤脱氧核苷酸,②属于胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(4)5'端 3'端
(5)2 1个或2 1个或2
(6)氢键 —脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
(7)G与C之间有三个氢键,而A与T之间只有两个氢键,因此DNA分子中G与C所占的比例越高,DNA分子结构的稳定性越强。
反馈评价
例2 B [解析] DNA分子呈规则的双螺旋结构,两条单链是反向平行的,A正确;磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架,B错误;DNA分子两条链上的碱基,遵循碱基互补配对原则,即A=T,G=C,总是嘌呤与嘧啶配对,C正确;DNA分子基本组成单位是脱氧核苷酸,一分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸基团组成,故DNA分子中含氮碱基与磷酸基团的数目相等,D正确。
例3 C [解析] ①是胸腺嘧啶脱氧核苷酸的组成部分,①②③不能构成鸟嘌呤脱氧核苷酸,A错误;DNA的两条链反向平行,因此从DNA分子的一端起始,一条链是从5'端到3'端,另一条链是从3'端到5'端,B错误;①是磷酸,②是脱氧核糖,磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成了DNA分子的基本骨架,C正确;DNA分子中的腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,胞嘧啶和鸟嘌呤配对,因此DNA分子中腺嘌呤数和胸腺嘧啶数相等,胞嘧啶数和鸟嘌呤数相等,D错误。
任务三
4.(1)脱氧核糖和磷酸交替连接,构成基本骨架;两条链上的碱基按照碱基互补配对原则通过氢键连接
(2)脱氧核苷酸的数量和排列顺序
反馈评价
例4 D [解析] 根据脱氧核苷酸的结构式可知,磷酸基团和碱基分别连接在脱氧核糖的5'-C和1'-C上,A正确;外侧的脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架,内侧是碱基对,B正确;据题意可知,A、G、C、T四种碱基分为有12、10、12、8个,应该能形成8个A—T碱基对,10个C—G碱基对,但由于代表脱氧核糖的塑料片只有30个,代表磷酸的扭扭棒只有20个,因此最多只能构建20个脱氧核苷酸,最多含有10个碱基对,C正确;利用上述实验材料最多可构建20个脱氧核苷酸,10个碱基对,但实验材料中A—T有8对,G—C有10对,制作出的DNA双螺旋结构模型少于410种,D错误。
任务四
[实例] (1)是 不一定
(2)27%
(3)2.5、1
(4)0.4、0.4
反馈评价
例5 B [解析] 该DNA片段含100个碱基对,即含有200个脱氧核苷酸,故含200个脱氧核糖,A错误;该DNA片段一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4则T=20,另一条链上T∶A∶C∶G=1∶2∶3∶4,则T=10,共含30个T,B正确;该DNA片段含四种脱氧核苷酸,C错误;由于碱基互补配对,且该DNA片段为双链DNA,嘌呤数等于嘧啶数,D错误。
例6 B [解析] DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,则腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占全部碱基总数的44%,互补碱基之和在单双链中比值相等,因此β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和也占该链碱基总数的44%,A正确;根据碱基互补配对原则,α链中的G与β链中的C配对,α链中的C与β链中的G配对,同理A与T也是一样,因此α链和β链中(G+C)/(A+T)的值均为11/14,B错误;α链中胸腺嘧啶所占的比例是1-56%-28%=16%,则占双链中的比例是16%÷2=8%,C正确;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,该值体现了不同生物DNA分子的特异性,D正确。第2节 DNA的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者: 。
2.用到的关键信息
(1)DNA是以4种 为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有 4种碱基。
(2)威尔金斯和富兰克林提供的 。
(3)查哥夫提出的碱基数量关系:A等于 的量、G等于 的量。
二、DNA的结构
1.组成元素: 。
2.基本单位: 。
3.DNA双螺旋结构的主要特点
(1)DNA是由 条单链组成的,这两条链按 方式盘旋成 结构。
(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配对, 一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作 原则。
三、制作DNA双螺旋结构模型
通过制作 模型,加深对DNA分子结构特点的认识和理解。
(1)DNA分子的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。()
(2)DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸基团和一个碱基。()
(3)双链DNA分子中的嘌呤数等于嘧啶数。()
(4)DNA分子结构稳定,其结构不会发生改变。()
任务一DNA双螺旋结构模型的构建
【资料】阅读教材P48、P49DNA双螺旋结构模型的构建的相关内容。
[分析]完善DNA双螺旋结构模型的构建过程。
例1某同学在学习DNA分子的结构时,查到了以下三个资料:
资料1:DNA外部为水溶液环境,碱基具有疏水性,磷酸和脱氧核糖具有亲水性。
资料2:奥地利生物化学家查哥夫对DNA分子进行了定量分析,发现在DNA分子中,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。
资料3:富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张X射线衍射图谱,他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转时的一模一样。
下列叙述不是由资料1~3得出的是()
A.DNA由两条单链组成,脱氧核糖和磷酸交替连接
B.脱氧核糖和磷酸排列在外侧,碱基排列在内侧
C.碱基配对规律:A一定与T配对;G一定与C配对
D.DNA分子呈螺旋结构
任务二DNA的结构
【情境】如图所示是DNA片段的结构图,图甲为平面结构,图乙为双螺旋结构。
[分析](1)请补充图乙中空白处的碱基。
(2)图甲中,脱氧核糖中的1'-C是指与 相连的碳,5'-C是指与 相连的碳。
(3)图乙中,④ (填“是”或“不是”)一个脱氧核苷酸,原因是 。
(4)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 ,另一端有一个羟基(—OH),称作 ,两条单链反向平行。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。
(5)图乙、丙中,DNA片段有 个游离的磷酸基团,该片段中一个磷酸基团与 个脱氧核糖相连,一个脱氧核糖与 个磷酸基团相连。
(6)DNA分子中两条链的碱基通过 相连,一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过 相连。
(7)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
解读两种DNA结构模型
(1)图乙是图甲的简化形式,图乙中①②③可分别表示磷酸二酯键、胞嘧啶脱氧核苷酸、氢键。
(2)由图可解读以下信息:
(3)DNA初步水解的产物是4种脱氧核苷酸,彻底水解的产物是1种磷酸、1种脱氧核糖和4种含氮碱基。
例2[2024·福建泉州月考]下列关于DNA分子结构的叙述,错误的是()
A.组成DNA分子的两条单链是反向平行的
B.磷酸与核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架
C.DNA分子两条链上的碱基,总是嘌呤与嘧啶配对
D.DNA分子中含氮碱基与磷酸基团的数目相等
例3DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现,在生物学的发展中具有里程碑式的意义。如图为DNA分子结构示意图。下列相关叙述正确的是()
A.①②③构成的结构是鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.从DNA分子的一端起始,两条链皆是从5'端到3'端
C.①和②交替连接,排列在外侧,构成了DNA分子的基本骨架
D.DNA分子中的腺嘌呤数和鸟嘌呤数相等,胞嘧啶数和胸腺嘧啶数相等
[方法技巧]利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构
任务三制作DNA双螺旋结构模型
1.实验目的
通过制作DNA双螺旋结构模型,加深对DNA结构特点的认识和理解。
2.材料用具
曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等常用物品。
3.实验步骤
组装“脱氧核苷酸模型”→制作“脱氧核苷酸长链模型”→制作DNA分子平面结构模型→制作DNA分子的立体结构。
4.实验讨论
(1)DNA分子的结构具有稳定性,其稳定性的基础是 。
(2)某位细心的同学发现各实验小组制作的DNA双螺旋结构模型各不相同,你认为不同实验小组制作的DNA双螺旋结构模型的差异主要表现在 不同。
DNA分子双螺旋结构模型评价标准
(1)科学性,要能够体现DNA分子的特点,包括DNA分子各个组件的比例是否科学,能否够体现出碱基配对的情况,能否灵活转动成双螺旋,以及每个螺旋中的碱基数目是否正确等。
(2)艺术性,要美观大方。
(3)创造性,要能够突破老师或书本上提供的材料和制作方法。
(4)超前性,利用该模型还可以作为DNA分子复制的适宜模型。
例4[2024·海南海口月考]实验室有红、黄、蓝、绿四种硬纸片各12、10、12、8张,分别代表A、G、C、T四种碱基,还有代表脱氧核糖的塑料片30个,代表磷酸的扭扭棒20个,其他材料均充足。某学习小组欲利用上述材料制作DNA双螺旋结构模型,下列有关叙述错误的是()
A.脱氧核糖的1'-C上连接碱基,5'-C上连接磷酸基团
B.外侧的脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架
C.构建的DNA双螺旋结构模型中,最多含有10个碱基对
D.利用上述实验材料最多可构建410种DNA双螺旋结构模型
任务四碱基互补配对原则及相关计算
【实例】阅读教材P48~P50有关DNA结构的内容。
[分析](1)在整个双链DNA分子中,嘌呤总数是否等于嘧啶总数 。在DNA分子一条单链中呢 。
(2)某双链DNA分子中,鸟嘌呤占23%,则腺嘌呤占 。
(3)在DNA的一条单链中,(A+G)/(T+C)=0.4,上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是 。
(4)若DNA的一条单链中,(A+T)/(G+C)=0.4,上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是 。
(1)碱基互补配对原则:A=T,G=C,A1=T2,T1=A2,G1=C2,C1=G2,如图所示:
(2)双链DNA中,DNA碱基互补配对原则的有关计算:
规律1:互补的两个碱基数量相等,即A=T,C=G。
规律2:任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的50%。
规律3:一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。
规律4:若一条链中,=n,则另一条链中=n,=n。即在双链DNA分子中,两个互补的碱基之和所占比例在两条链中和整个DNA分子中相等。
规律5:若一条链中=K,则另一条链中=,=1。即在双链DNA分子中,不互补的碱基之和的比值在两条链中互为倒数,在整个DNA分子中为1。
注意:规律4和规律5可巧记为“补则等,不补则倒”。
例5某DNA片段含有100个碱基对,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA片段()
A.含有100个脱氧核糖
B.含有30个T
C.含有4种核糖核苷酸
D.嘌呤数不等于嘧啶数
例6[2024·山东聊城期中]某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,α链中腺嘌呤占28%。下列关于该DNA分子的叙述,错误的是()
A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%
B.α链中(G+C)/(A+T)=11/14,β链中(G+C)/(A+T)=14/11
C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%,占双链DNA分子的8%
D.(A+T)/(G+C)的值可体现不同生物DNA分子的特异性第2节 DNA的结构
1.C [解析] 艾弗里的实验证明DNA是遗传物质,与模型构建无关,①不符合题意;摩尔根证明基因在染色体上呈线性排列,与模型构建无关,②不符合题意;查哥夫发现DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等,沃森和克里克据此推测出碱基的配对方式,③符合题意;富兰克林拍摄了DNA衍射图谱,沃森和克里克据此推测DNA分子是双螺旋结构,④符合题意,故选C。
2.A [解析] DNA两条链上的碱基通过氢键连接起来,因此连接碱基A和T的是氢键,A正确;DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成,B错误;DNA分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,C错误;DNA分子中,大多数五碳糖上均连接着两个磷酸和一个碱基,但每条链3'端的一个五碳糖只连接一个磷酸和一个碱基,D错误。
3.A [解析] DNA的两条链反向平行,根据碱基互补配对原则,5'-TATACG-3'的互补链的序列是5'-CGTATA-3',A正确。
4.B [解析] 该环状双链DNA的结构是由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成的,A正确;该DNA的一条单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连,B错误;DNA双链中碱基遵循碱基互补配对原则,所以该环状双链DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等,C正确;该环状双链 DNA分子首尾相连,没有游离的磷酸基团,D正确。
5.C [解析] 该DNA模型有4处错误:核糖应改成脱氧核糖,U应改成T,脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的位置错了,C与G之间的氢键应为3个,A、B错误,C正确;图中即使画的是RNA双链结构,该图也是错误的,因为磷酸二酯键的位置和C—G碱基对之间的氢键个数错误,D错误。
6.D [解析] 制作模型时,每条链的3'末端的脱氧核糖上都连接1个磷酸基团和1个碱基,A错误;制作模型时,配对的腺嘌呤和胸腺嘧啶之间用2个氢键连接物相连,B错误;制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成基本骨架,C错误;DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则,即A=T、C=G,腺嘌呤与鸟嘌呤之和等于胞嘧啶和胸腺嘧啶之和,30个脱氧核苷酸构成的DNA双螺旋结构模型中A+G=15,即A+C=15,若腺嘌呤8个,则模型中有胞嘧啶7个,D正确。
7.B [解析] A图中碱基配对方式不对,不是发生在嘌呤和嘌呤之间,而是发生在嘌呤和嘧啶之间,A错误;B图中DNA结构正确,符合碱基配对原则,且脱氧核糖和磷酸之间的连接方式也正确,B正确;C图中结构不符合DNA的两条链之间的反向平行关系,C错误;D图中碱基配对方式错误,DNA分子中的碱基配对是A与T配对、G与C配对,D错误。
8.D [解析] 据碱基数量,可搭建4个G—C,三个A—T,共7个碱基对,但脱氧核糖和磷酸之间的连接物有14个,只能搭建出一个含4个碱基对的DNA分子片段或14个游离的脱氧核苷酸,A、B错误,D正确;一个4个碱基对的DNA分子片段,最多能搭建出44种不同的DNA分子模型,但本题中各种碱基的数量一定,能搭建的DNA分子模型少于44种,C错误。
9.A [解析] 已知双链DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%,即A+T=64%,则A=T=32%,又已知一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%,占整个DNA分子碱基的比例是15%,所以其互补链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为32%-15%=17%,A正确。
10.D [解析] 每个脱氧核糖核苷酸分子有一个五碳糖、一个磷酸基团和一个碱基,故脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=m, ①正确;A与T 之间为2个氢键, C与G 之间为3个氢键,腺嘌呤数为n,则胸腺嘧啶数为n,碱基总数为m,则胞嘧啶数为(m-2n)/2,故氢键总数为2n+3(m-2n)/2=(3m-2n)/2,②正确;腺嘌呤总数为n,故两条链中 A+T =2n,又由于DNA两条链中A+T相同,故一条链中A+T=n,③正确;腺嘌呤数为n,则胸腺嘧啶数为n,碱基总数为m,则C+G=m-2n,G=(m-2n)/2,④错误。故选D。
11.D [解析] 若b等于1,说明A+C=G+T,该DNA分子可能是双链,也可能是单链,A错误;由于两条链间A与T配对,G与C配对,因此在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)的值与分子内每一条链上的该值相同,所以双链DNA分子的2条单链的a通常相同,B错误;一般碱基序列不同的双链DNA分子的(A+T)/(G+C)的值不同,但在整个DNA分子中,嘌呤碱基数之和=嘧啶碱基数之和,即A+G=C+T,在DNA分子中A=T,G=C,所以(A+C)/(G+T)的值一般相同,C错误;根据碱基互补配对的规律,整个DNA分子中(A+T)/(G+C)的值与分子内每一条链上的该值相同,若2条双链DNA的单链的a值相同,则2条DNA的a值也相同,D正确。
12.C [解析] 人工合成碱基与天然碱基构建的合成DNA分子与天然DNA拥有十分相似的外形结构,说明P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径,且该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成,A、B正确;P和Z配对,B和S配对,则该合成DNA分子中,(A+G+P+B)/(T+C+Z+S)=1,C错误;四种新碱基加入后,脱氧核苷酸种类增加为8种,同样长度的DNA排列的可能性由4n变为8n,故能储存的遗传信息量增大,D正确。
13.(1)⑦ 脱氧核苷酸 C、H、O、N、P
(2)双螺旋结构 磷酸和脱氧核糖交替连接
(3)脱氧核苷酸链 反向平行
(4)胞嘧啶 氢键 (5)35%
[解析] (1)组成DNA的基本单位是[⑦]脱氧核苷酸,其化学元素组成是C、H、O、N、P。(2)DNA的立体结构为规则的双螺旋结构,由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。(3)图中⑩是一条脱氧核苷酸链的片段,与另一条片段反向平行。(4)图中①是胞嘧啶;①和G之间通过氢键相连。(5)已知该DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%,则整个DNA分子中C+G=56%,且一条链上C+G=56%,又已知一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%,则该条链上C占56%-21%=35%,对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例也是35%。
14.(1)同一个体不同的组织细胞来源于同一个受精卵
(2)小麦 (3)1 (4)40%
[解析] (1)同一个体不同的组织细胞来源于同一个受精卵,受精卵的有丝分裂不改变细胞中核DNA,因此同一只猪的不同组织细胞的DNA分子碱基比例大致相同。(2)氢键越多,DNA分子的稳定性越高,A、T之间形成2个氢键,G、C之间形成3个氢键,因此G+C比例高的DNA稳定性高,即(A+T)/(G+C)的值越低,DNA稳定性越高,故小麦热稳定性最强。(3)任何双链DNA分子中,A=T,G=C,A+G=T+C,因此(A+G)/(T+C)=1。(4)某一DNA分子中腺嘌呤占30%,A=T,G=C,A+T+G+C=1,因此G=20%,DNA分子有2条链,则该分子一条链上鸟嘌呤含量的理论最大值可占此链碱基总数的40%。第2节 DNA的结构
知识点一 DNA的结构
1.[2024·安徽马鞍山期末] DNA双螺旋结构模型是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是 ( )
①艾弗里证明DNA是遗传物质的实验
②摩尔根证明了基因在染色体上呈线性排列
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
2.如图表示DNA分子结构中的一部分,相关叙述正确的是 ( )
A.连接图中碱基A与T的是氢键
B.碱基对构成DNA分子的基本骨架
C.DNA分子的基本组成单位是核糖核苷酸
D.DNA分子的每个五碳糖上均连接着两个磷酸和一个碱基
3.[教材改编] 若一条DNA单链的序列是5'-TATACG-3',那么它的互补链的序列是 ( )
A.5'-CGTATA-3'
B.5'-GCATAT-3'
C.5'-TATAGC-3'
D.5'-ATATCG-3'
4.[2024·云南大理月考] 下列与环状双链DNA 相关的叙述,错误的是 ( )
A.该 DNA 的两条链按反向平行方式连接在一起
B.该 DNA 的一条链中,相邻碱基通过氢键相连
C.该 DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等
D.该 DNA 分子中,没有游离的磷酸基团
5.[2024·湖南邵阳月考] 下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团),下列为几位同学对此图的评价,正确的是 ( )
A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”
C.丙说:“有四处错误,其中核糖应改为脱氧核糖”
D.丁说:“如果他画的是RNA双链,则该图应是正确的”
知识点二 制作DNA双螺旋结构模型
6.[2024·山东淄博月考] 某同学准备了足够的相关材料,制作由30个脱氧核苷酸构成的DNA双螺旋结构模型。下列说法正确的是 ( )
A.制作模型时,每个脱氧核糖上都要连接2个磷酸基团和1个碱基
B.制作模型时,配对的腺嘌呤和胸腺嘧啶之间用3个氢键连接物相连
C.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接排列在内侧,构成基本骨架
D.制成的模型中,如果有腺嘌呤8个,则模型中有胞嘧啶7个
7.[2023·广东学业考试] 某学校举行制作DNA双螺旋结构模型比赛,下列作品中符合科学事实的是 ( )
A. B.
C. D.
8.在搭建DNA分子模型的实验中,若有4种碱基塑料片共20个,其中4个C,6个G,3个A,7个T,脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个,脱氧核糖塑料片40个,磷酸塑料片100个,代表氢键的连接物若干,脱氧核糖和碱基之间的连接物若干,则 ( )
A.能搭建出20个脱氧核苷酸
B.所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对
C.能搭建出44种不同的DNA分子模型
D.能搭建出一个含4个碱基对的DNA分子片段
知识点三 碱基互补配对原则及相关计算
9.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%,则互补链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是 ( )
A.17% B.32%
C.34% D.50%
10.在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤数为n,则下列有关结构的数目正确的是 ( )
①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=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
11.[2024·陕西咸阳月考] 下列关于DNA分子中(A+T)/(C+G)=a与(A+C)/(G+T)=b的叙述,正确的是 ( )
A.若b值等于1,可判断该DNA分子是双链
B.双链DNA分子的2条单链的a值通常不相同
C.一般碱基序列不同的双链DNA分子的2个值都不同
D.若2条双链DNA的单链的a值相同,则2条DNA的a值也相同
12.研究人员采用化学方法人工合成了四种新碱基:P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶),其中P和Z配对,B和S配对。研究人员进一步利用上述碱基与天然碱基成功构建了一种合成DNA分子,该DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构。下列关于该合成DNA的推断,不合理的是 ( )
A.P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径
B.该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成
C.该合成DNA分子中,(A+G+P+Z)/(T+C+B+S)=1
D.四种新碱基的加入,使同样长度的DNA能储存的遗传信息量增大
13.如图所示为DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题:
(1)组成DNA的基本单位是[ ] ,其化学元素组成是 。
(2)DNA的立体结构为 ,由 构成基本骨架。
(3)图中⑩示意的是一条 的片段,与另一条片段的位置关系是 。
(4)图中①指的是 (填中文名称);①和G之间通过 相连。
(5)若该DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%,其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%,则对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是 。
14.不同生物或生物体不同器官(细胞)的DNA分子有关碱基比例如下表,请回答下列相关问题:
生物或 细胞 酵母菌 小麦 人 猪 牛
肝 胰 肾 肝 肺 精子
1.79 1.21 1.52 1.43 1.43 1.30 1.30 1.30 1.29
(1)同一只猪的不同组织细胞的DNA分子碱基比例大致相同,原因是 。
(2)酵母菌、小麦和人中的DNA分子,热稳定性最强的是 。
(3)假设小麦DNA分子中(A+T)/(G+C)=1.2,那么(A+G)/(T+C)= 。
(4)假如猪的某一DNA分子中腺嘌呤占30%,则该分子一条链上鸟嘌呤含量的理论最大值可占此链碱基总数的 。
