第10講DNA的結(jié)構(gòu)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】說(shuō)出DNA分子的化學(xué)組成、基本單位及其結(jié)構(gòu)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行堿基數(shù)目或比例的計(jì)算。新知預(yù)習(xí)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建（一）構(gòu)建者：（二）構(gòu)建過(guò)程1、1951年，科學(xué)界已經(jīng)認(rèn)識(shí)到：DNA是以4種為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有4種堿基。但不清楚這4種脫氧核苷酸是如何構(gòu)成DNA的。2、英國(guó)威爾金斯和他的同事富蘭克林應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的→沃森和克里克推算處DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)。1952年，提出：在DNA分子中，腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量；鳥(niǎo)嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量。1953年，沃森和克里克提出模型。模型的特點(diǎn)及意義1、特點(diǎn)：A-T堿基對(duì)與G-C堿基對(duì)具有相同的性狀和直徑，這樣組成的DNA分子具有。2、意義：（1）能解釋的數(shù)量關(guān)系。（2）能解釋DNA的。（3）模型與X涉嫌衍射照片完全相符。二、DNA的結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)圖示（二）基礎(chǔ)梳理1.元素組成：。2.組成物質(zhì)：、堿基、。3.基本單位：。4.平面結(jié)構(gòu)許多脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈，兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，堿基按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A-，G-）進(jìn)行配對(duì)。5.空間結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)（1）兩條鏈平行。（2）兩條鏈之間靠連接。6.DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱作，另一端有一個(gè)羥基（—OH），稱作，兩條單鏈走向，一條單鏈?zhǔn)菑?′-端到3′-端的，另一條單鏈?zhǔn)菑?′-端到5′-端的。（2）DNA中的交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；排列在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過(guò)連接成堿基對(duì)，并且堿基配對(duì)具有一定規(guī)律：A（腺嘌呤）一定與配對(duì)，G（鳥(niǎo)嘌呤）一定與配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫作原則。問(wèn)題提升一、關(guān)于DNA的結(jié)構(gòu)，判斷正誤1、磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架（）2、雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)（）3、DNA分子中兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基一定是通過(guò)氫鍵連接的（）4、以下為某同學(xué)制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，請(qǐng)找出圖中的錯(cuò)誤有幾處？分別是什么？二、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的分析與理解1、沃森和克里克建立的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于哪一類模型？?jī)蓷l長(zhǎng)度相同的雙鏈DNA，其結(jié)構(gòu)上的差異體現(xiàn)在哪里？模型中A-T堿基對(duì)與G-C堿基對(duì)具有相同的性狀和直徑，這樣組成的DNA分子具有什么樣的特點(diǎn)？4、在一個(gè)雙鏈DNA中，脫氧核糖、磷酸和含氮堿基的數(shù)量比例關(guān)系如何？5、抑制A-T之間有2個(gè)氫鍵，G-C之間有3個(gè)氫鍵，請(qǐng)問(wèn)具有什么特點(diǎn)的DNA相對(duì)更加穩(wěn)定？DNA中堿基數(shù)量的計(jì)算1.雙鏈中，A＝，C＝,因此A+G=,則_______總數(shù)=_______總數(shù)2、雙鏈中，A+G=+=+=+=（+++）*50%因此，任意兩種不互補(bǔ)的堿基之和占?jí)A基總數(shù)的50％3、一條鏈上（A+T）/（C+G）=a，則互補(bǔ)鏈上該比值是,整個(gè)DNA分子中此比值為_(kāi)______。4、一條鏈上（A+C）/（T+G）=b，則互補(bǔ)鏈上該比值是,整個(gè)DNA分子中此比值為_(kāi)______?？键c(diǎn)剖析考點(diǎn)一：DNA的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1．如圖是DNA分子平面結(jié)構(gòu)圖。下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（

）①和②相間排列，構(gòu)成DNA分子的基本骨架 B．⑤⑥之間通過(guò)“-脫氧核糖-磷酸基團(tuán)-脫氧核糖-”相連C．所有的DNA分子中都有游離的磷酸基團(tuán) D．圖中④不能表示胞嘧啶脫氧核苷酸2．右圖表示DNA分子結(jié)構(gòu)的片段，下列敘述正確的是（

）A．①處為T，④為胸腺嘧啶核糖核苷酸B．正常情況下，該DNA分子中的嘌呤數(shù)與嘧啶數(shù)相等C．該片段中共包含了8個(gè)脫氧核苷酸、5種堿基D．若該DNA分子中A、T堿基對(duì)的比例較高，熱穩(wěn)定性較高3、如圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，據(jù)圖答下列問(wèn)題.(1)由B鏈構(gòu)成的物質(zhì)稱為_(kāi)_________________(2)能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的_________（用圖中數(shù)字回答）。由10構(gòu)成的A鏈單體，徹底水解后形成的物質(zhì)有_________________。(3)各核苷酸之間是通過(guò)化學(xué)鍵_____（用圖中數(shù)字回答）形成鏈狀。(4)A、B鏈在成分上的差別是_______?？键c(diǎn)二：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1、在搭建DNA分子結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)中，若有表示4種堿基的塑料片共18個(gè)，其中4個(gè)C，4個(gè)G，5個(gè)A，5個(gè)T；脫氧核糖和磷酸之間的連接物26個(gè)；脫氧核糖塑料片40個(gè)；磷酸塑料片100個(gè)；代表氫鍵的連接物若干；脫氧核糖和堿基之間的連接物若干；則下列說(shuō)法正確的是（）A．能搭建出18個(gè)脫氧核苷酸B．所搭建的DNA分子片段最長(zhǎng)為9個(gè)堿基對(duì)C．能搭建出47種DNA分子模型D．能搭建出一個(gè)含7個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段2、下面是四位同學(xué)仿照DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的建模方法制作的RNA分子結(jié)構(gòu)模型的平面圖，其中正確的是（

）A． B． C． D．3某同學(xué)欲制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，已準(zhǔn)備了充足的相關(guān)材料，其中用一種長(zhǎng)度的塑料片代表堿基A和G，用另一種長(zhǎng)度的塑料片代表堿基C和T，下列敘述正確的是（

）A．在制作脫氧核苷酸時(shí)，需在磷酸兩側(cè)連接脫氧核糖和堿基B．制成的模型中，腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶之和C．制成的模型粗細(xì)不同，因?yàn)猷堰逝c嘧啶的空間尺寸不同D．制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內(nèi)側(cè)考點(diǎn)三：基于堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的計(jì)算1、若DNA分子中一條鏈的堿基A∶C∶T∶G=4∶2∶3∶1，則另一條鏈上A∶C∶T∶G的值為（

）A．3∶1∶4∶2 B．3∶4∶1∶2 C．4∶3∶2∶1 D．1∶3∶2∶42、已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（）A．32.9%7.1% B．17.1%32.9% C．18.7%1.3% D．31.3%18.7%3、某DNA分子有400個(gè)堿基對(duì)，其中胸腺嘧啶120個(gè)，那么DNA分子中含有的氫鍵和游離的磷酸基數(shù)分別是（）A．400個(gè)、2個(gè)B．400個(gè)、4個(gè)C．920個(gè)、800個(gè)D．1080個(gè)、2個(gè)達(dá)標(biāo)檢測(cè)一、單選題1．如圖為核苷酸的模式圖，下列說(shuō)法正確的是（

）A．若m為腺嘌呤，則b肯定為腺嘌呤脫氧核苷酸B．在噬菌體病毒、幽門螺桿菌體內(nèi)b均為4種C．若b是構(gòu)成玉米遺傳物質(zhì)的基本單位，則共有4種D．若a為脫氧核糖，則由b構(gòu)成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8種2．在DNA分子的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈中，相鄰兩個(gè)脫氧核苷酸分子之間的連接方式是（

）A．一個(gè)脫氧核苷酸分子中的五碳糖的羥基與另一個(gè)核糖核苷酸分子中的堿基相連B．一個(gè)脫氧核苷酸分子中的五碳糖與另一個(gè)脫氧核苷酸分子中的磷酸相連C．一個(gè)脫氧核苷酸分子中的堿基與另一個(gè)脫氧核苷酸分子中的磷酸相連D．一個(gè)脫氧核苷酸分子中的堿基與另一個(gè)脫氧核苷酸分子中的堿基相連3．一條DNA單鏈的部分堿基序列是—CCCGGATGAAT—，其對(duì)應(yīng)的互補(bǔ)鏈中相關(guān)部分含有T和C堿基數(shù)目是（

）A．3和3 B．2和4 C．3和4 D．4和34．下圖為某DNA分子的部分結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．DNA分子中的每個(gè)磷酸都連接2個(gè)脫氧核糖B．④的化學(xué)名稱是胞嘧啶脫氧核糖核苷酸C．②和③交替連接構(gòu)成了DNA分子的基本骨架D．DNA分子是所有生物的遺傳物質(zhì)5．DNA兩條鏈之間的堿基形成的鍵是（

）A．磷酸二酯鍵 B．共價(jià)鍵 C．肽鍵 D．氫鍵6．1953年，美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克共同構(gòu)建的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)具有里程碑式的意義。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．DNA分子的多樣性與DNA空間結(jié)構(gòu)和堿基排列順序有關(guān)B．DNA分子中一條鏈的嘌呤數(shù)一定等于另一條鏈的嘌呤數(shù)C．DNA分子中任何一種堿基所占的比例是兩條單鏈上該堿基所占比例的平均數(shù)D．利用DNA分子雜交技術(shù)比較不同種生物DNA的差異，雜交環(huán)越多，說(shuō)明差異越小，親緣關(guān)系越近7．關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．DNA分子的單體是脫氧核苷酸B．在雙鏈DNA分子中嘌呤堿基和嘧啶堿基數(shù)量相等C．DNA分子基本骨架由五碳糖和堿基交替連接構(gòu)成D．DNA分子由兩條反向平行的鏈組成8．幾個(gè)學(xué)生利用下表提供的材料正確搭建出雙鏈DNA分子的結(jié)構(gòu)模型，他們需要準(zhǔn)備一些膠片代替化學(xué)鍵。下列關(guān)于這個(gè)模型構(gòu)建的敘述，錯(cuò)誤的是（）塑料片類別堿基G堿基C堿基A堿基T磷酸、脫氧核糖數(shù)量/個(gè)10864充足A．一條脫氧核苷酸鏈上可能只含有兩種堿基B．可能需要準(zhǔn)備22個(gè)膠片來(lái)代替磷酸二酯鍵C．模型制作時(shí)需要先拼出核苷酸，再連接成鏈D．一條鏈上的相鄰堿基通過(guò)“–磷酸-脫氧核糖-磷酸-”連接9．1950年，查戈夫（E．Chargaff）發(fā)表了對(duì)人類和其他生物DNA堿基的精確測(cè)定，通過(guò)比較每一種細(xì)胞DNA中四種堿基的含量及堿基比，從而說(shuō)明DNA中堿基之間的關(guān)系，如下表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）DNA樣本中每種堿基的百分比堿基比樣本來(lái)源AGCT（A+C）/（T+G）（A+T）/（G+C）人肝臟30.319.519.930.31.011.53人胸腺30.919.919.829.41.001.51青魚(yú)精子27.822.222.627.51.011.23酵母31.718.217.432.60.971.8A．不同生物DNA分子若為雙鏈，則其嘌呤數(shù)之和等于嘧啶數(shù)之和B．同種生物不同細(xì)胞的DNA分子，（A+T）/（G+C）堿基比值一定不相同C．樣本中不同生物（A+T）/（G+C）比例不同，說(shuō)明物種間的特異性D．樣本中不同生物（A+C）/（T+G）相似，說(shuō)明DNA分子堿基組成的一致性10．不同生物含有的核酸種類不同。下列各種生物中關(guān)于堿基、核苷酸種類正確的是()ABCD口腔上皮細(xì)胞洋蔥葉肉細(xì)胞脊髓灰質(zhì)炎病毒硝化細(xì)菌堿基5種5種4種4種核苷酸5種8種8種4種A．A B．B C．C D．D二、綜合題11．如圖所示為DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)組成DNA的基本單位是[

]_____，其化學(xué)元素組成是_____。(2)DNA的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)____，由_____構(gòu)成基本骨架。(3)圖中10示意的是一條_____的片段，與另一條片段的位置關(guān)系是_____。(4)圖中①指的是_____（填中文名稱）；①和G之間通過(guò)_____相連。(5)若該DNA分子中A+T占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈（a）上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，則對(duì)應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈（b）上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是_____。(6)若該DNA中含有200個(gè)堿基，堿基間的氫鍵共有260個(gè)。該DNA片段中共有腺嘌呤_____個(gè)。在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，_____堿基對(duì)的比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越高。12．在推測(cè)與構(gòu)建DNA分子結(jié)構(gòu)模型的過(guò)程中，很多科學(xué)家都投入了這項(xiàng)研究，最終沃森與克里克成功構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)如果DNA的一條鏈為CGCAACTAC，那么其互補(bǔ)鏈為（

）。A．GUAGUUGCG B．AUACCAGCA C．ATACCAGCA D．GTAGTTGCG(2)從DNA的堿基組成考慮，下列選項(xiàng)中堿基含量關(guān)系正確的是（

）。A．A+T=G+C B．A=G C．A=G=C=T D．A+G=T+C(3)從核苷酸的組成考慮，不同核苷酸的區(qū)別表現(xiàn)在（

）。A．磷酸基團(tuán)不同 B．五碳糖不同 C．堿基不同 D．五碳糖和堿基不同(4)RNA分子與DNA分子結(jié)構(gòu)有何不同____？13．下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)指出下列各部分名稱：1．______

2．_______

4．_______

6．______

7．_______(2)若以放射性同位素15N標(biāo)記該DNA，則放射性物質(zhì)位于_______（填標(biāo)號(hào)）中。(3)若水解該DNA獲得其組成單體，則斷裂的化學(xué)鍵位于______（基團(tuán)）之間。(4)DNA是_______的攜帶者，而每個(gè)個(gè)體DNA的_______序列各有特點(diǎn)，