3.2 DNA的结构 讲义【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

基因的本质
第2节
DNA的结构
【素养目标】
了解DNA组成元素及物质
掌握碱基互补配对中的相关计算
【必备知识】
★一、DNA的结构
1、DNA的组成元素：C、H、O、N、P
2、DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸（4种）
3、DNA的结构：
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。
②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。
内侧：由氢键相连的碱基对组成。
③碱基配对有一定规律：
A
＝
T；G
≡
C。（碱基互补配对原则）
★4．特点
①稳定性：DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变
②多样性：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样（主要的）、碱基的数目和碱基的比例不同
③特异性：DNA分子中每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序
★3．计算
1．在两条互补链中的比例互为倒数关系。
2．在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。
★3．整个DNA分子中，与分子内每一条链上的该比例相同。
【本节重点】
依据碱基互补配对原理通过碱基数量判断核酸种类。
(1)若含T,但A≠T或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA。
(2)若嘌呤≠嘧啶，肯定不是双链DNA,可能为单链DNA,也可能为RNA。
【例题解析】
例1.在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列叙述正确的是（??
）
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/2）－n
③两条链A＋T的数量位2n
④G的数量为m－n
A.?①②③④????????????????????????????????B.?②③④????????????????????????????????C.?③④????????????????????????????????D.?①②③
例2.如下图所示生物体内核酸的基本单位----核苷酸的模式图，下列说法正确的是（??
）
A.?DNA与RNA在核苷酸上的不同点在②方面
B.?如果要构成三磷酸腺苷，仅需在①位置上加上两个磷酸基团
C.?③在线粒体内共有4种
D.?人体内的③5种，②有2种
答案：例1.
D
【解析】①脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖，一分子含氮碱基组成，所以脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m，①正确；
②A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，则碱基之间的氢键数2n+3×（m-2n）/2=（3m-2n）/2=（3m/2）－n，②正确；
③双链DNA中，A=T=n，则根据碱基互补配对原则，两条链中A+T的数量为2n，③正确；
④双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则A=T=n，则C=G=（m-2n）/2，④错误。D正确，ABC错误。
故答案为：D。
例2.
D
【解析】本题考查核酸的基本组成单位以及主要特点．示意图中：①、②、③分别是磷酸、五碳糖和含氮碱基．DNA与RNA在核苷酸上的不同点在②和③两方面，DNA的五碳糖是脱氧核糖，碱基含有T；RNA的五碳糖是核糖，碱基有U．据此D符合题意．
【素养作业】
1.DNA分子中的碱基互补配对原子上腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）和（??
）配对
A.?胞嘧啶（C）???????????????B.?腺嘌呤（A）???????????????C.?胸腺嘧啶（T）???????????????D.?鸟嘌呤（G）
2.某生物鸟嘌呤：胞嘧啶＝2：1，则该生物不可能是：（　　）
A.?人?????????????????????????????????B.?HIV???????????????????????????C.?大肠杆菌????????????????????????????D.?T2噬菌体
3.下列关于沃森和克里克的DNA双螺旋结构模型的叙述，正确的是（??
）
A.?沃森和克里克构建的DNA模型是建立在4种碱基（A、T、C、G）的基础上
B.?威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像，得出DNA呈双螺旋结构
C.?查哥夫提出了A与T配对，C与G配对的正确关系
D.?沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型
4.某小组同学在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中，制作了甲～丁的相关化合物，①②表示化学键连接的位点。下列叙述正确的是（??
）
A.?化合物甲、乙、丙可组成DNA的基本单位
B.?DNA双螺旋结构中的甲数量等于丙数量
C.?化合物甲、乙位于DNA双螺旋结构的外侧
D.?连接化合物丙与丁的化学键位于①②之间
5.研究发现，mRNA与其互补序列形成双链后将不能指导蛋白质的合成。已知某基因片段以下图中乙链为模板转录致病因子，现开发出一种核酸分子药物，能成功阻止该因子在人体内的表达而大大缓解病情，这种药物成份最可能具备的结构简图是
A.????????????????????B.????????????????????C.????????????????????D.?
6.DNA分子中碱基加上甲基基团（-CH3），称为DNA甲基化，基因甲基化可以导致其不能完成转录，这种变化可以遗传给后代。下列有关叙述正确的是（??
）
A.?基因甲基化导致表达的蛋白质结构改变???????????????B.?基因甲基化引起的变异属于基因突变
C.?基因甲基化可能阻碍RNA聚合酶与启动子结合????D.?原癌和抑癌基因甲基化不会导致细胞癌变
7.下列关于图中①②两种分子的说法正确的是（??
）
A.?①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA
B.?②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸
C.?遗传信息位于①上，密码子位于②上
D.?①和②共有的碱基是A、C、G、T
8.如图为某同学制作的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团)模式图，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是（??
）
?甲说：“物质组成和结构上完全正确”
B.?乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C.?丙说：“有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D.?丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图是正确的”
参考答案
1.【答案】
A
【解析】在DNA双螺旋结构中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则。其中腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）配对。
故答案为：A。
2.【答案】
D
【解析】DNA双链中，鸟嘌呤和胞嘧啶相等，如果其比例为2：1，则说明该生物内含有RNA单链，则不可能是T2噬菌体。D正确。
3.【答案】
D
【解析】A、DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，沃森和克里克的DNA结构模型是建立在4种脱氧核苷酸基础上的，A错误；
B、沃森和克里克依据威尔金斯和富兰克林提供的
DNA衍射图谱及有关数据，推算出DNA分子呈螺旋结构，B错误；
C、查哥夫提出了A与T的量相等，C与G的量相等，但没有提出它们之间相互配对的关系，C错误；
D、沃森和克里克提出DNA是一种双链螺旋结构，并构建了DNA分子双螺旋结构模型，D正确。
故答案为：D。
4.【答案】
B
【解析】A、DNA的基本单位是脱氧核苷酸，包括一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖（五碳糖）和一分子含氮碱基，因此图中化合物甲、丙、丁可组成DNA的基本单位，A错误；
B、在DNA双螺旋结构中，甲磷酸基团的数量=丁脱氧核糖的数量=丙含氮碱基的数量，B正确；
C、根据以上分析可知，化合物甲、丁位于DNA双螺旋结构的外侧，构成DNA分子的基本骨架，C错误；
D、连接化合物丙与丁的化学键位于①和②的上侧角落的顶点之间，即1号碳的位置，D错误。
故答案为：B。
5.【答案】
A
【解析】乙链的碱基序列为
，以该链为模板转录形成的mRNA的碱基序列为
，若mRNA与其互补序列形成双链后，将不能指导蛋白质的合成，因此能成功阻止该因子在人体内的表达而大大缓解病情的核酸分子的碱基序列应该为
，故答案为：A。
6.【答案】
C
【解析】A、基因甲基化可以导致其不能完成转录，不能表达出蛋白质，A错误；
B、基因甲基化不会导致基因碱基序列的改变，不属于基因突变，B错误；
C、基因甲基化可以导致其不能完成转录，可能是阻碍了RNA聚合酶与启动子结合，C正确；
D、基因甲基化可以导致其不能转录，原癌和抑癌基因甲基化后不能正常控制细胞周期，会导致细胞癌变，D错误。
故答案为：C。
7.【答案】
A
【解析】A，①为DNA，复制时两条链都作为模板，形成两个相同的DNA；A正确；
B、②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；
C、遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上，C错误；
D、DNA和tRNA共有的碱基为A、C、G，D错误。
故答案为：A。
8.【答案】
C
【解析】A、DNA中含有的五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖，同时DNA不含碱基U，而是含碱基T，A错误；
B、图中有三处错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，而是含碱基T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，B错误；
C、由B选项可知图中有三处错误，C正确；
D、如果图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。
故答案为：C。