3.2DNA的結(jié)構(gòu)（學(xué)生版）-高一生物講義（人教版2019必修2）

3.2DNA的結(jié)構(gòu)目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航教學(xué)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)解讀概括DNA分子構(gòu)造的主要特點。概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。概述DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。通過對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程的交流和討論，認(rèn)同交流合作、多學(xué)科交叉在科學(xué)發(fā)展中的作用。制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。教學(xué)重點DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。教學(xué)難點DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。知識精講知識精講知識點01DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建構(gòu)建者：沃森和克里克構(gòu)建過程：模型的特點和意義：（1）AT對與GC對具有相同的形狀和直徑，這樣組成的DNA分子具有穩(wěn)定的直徑。（2）意義：能解釋A、T、G、C的數(shù)量關(guān)系。能解釋DNA的復(fù)制。模型與X射線衍射照片完全相符。知識點02DNA的結(jié)構(gòu)組成DNA的基本單位：脫氧核苷酸組成DNA的堿基：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）平面結(jié)構(gòu)：由2條鏈按反向平行方式盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)；外側(cè)：磷酸、脫氧核糖交替連接——基本骨架；內(nèi)側(cè)：堿基；2條鏈上的堿基通過氫鍵形成堿基對堿基互補配對原則：

A與T配對，G與C配對；A－T之間形成2個氫鍵；C－G之間形成3個氫鍵空間結(jié)構(gòu)：小結(jié)：知識點03DNA分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系1.在雙鏈DNA中，嘌呤＝嘧啶，即A=T、G=C；A+G=T+C，A+C=T+G；2.雙鏈DNA中，如果一條鏈中的，則另一條鏈中，整個DNA中如果一條鏈中的,則另一條鏈中3.在雙鏈DNA中，一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率等于另一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率，還等于雙鏈DNA分子中A+T的和占整個DNA分子的堿基比率。即：(A1+T1)%=(A2+T2)%=總(A+T)%同理：(G1+C1)%=(G2+C2)%=總(G+C)%知識點04DNA的特性穩(wěn)定性：1.基本骨架中脫氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不變2.每個DNA分子具有穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)，將易分解的堿基排列在內(nèi)側(cè)

3.兩條鏈間堿基互補配對原則嚴(yán)格不變多樣性：堿基排列順序千變?nèi)f化特異性：堿基的特定的排列順序雙鏈DNA中，有堿基數(shù)為a，堿基對個數(shù)為n，則堿基對的排列方法共an能力拓展能力拓展考點01DNA的結(jié)構(gòu)及特性1.DNA分子的結(jié)構(gòu)2.結(jié)構(gòu)層次DNA分子結(jié)構(gòu)的幾個要點：（1）數(shù)量關(guān)系：①除DNA末端的兩個脫氧核糖外，其余每個脫氧核糖連接著2個磷酸。每個DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個。②A=T，G=C③DNA分子中之間的數(shù)量比為1∶1∶1。（2）位置關(guān)系：①單鏈中相鄰的堿基連接方式：脫氧核糖磷酸脫氧核糖②互補鏈中相鄰堿基的連接方式：氫鍵（3）DNA結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的形成與斷裂①氫鍵：配對的堿基間形成堿基對，通過氫鍵相連，可用DNA解旋酶斷裂，也可用高溫斷裂。②磷酸二酯鍵：連接磷酸和相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖的化學(xué)鍵，可用限制酶切斷，可用DNA連接酶或DNA聚合酶連接。（4）DNA初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。3.DNA特性DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)能保持相對穩(wěn)定，原因有以下三點：是DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，通過氫鍵形成的堿基對，使兩條脫氧核苷酸長鏈穩(wěn)固地并聯(lián)起來。是堿基對之間縱向的相互作用力也進(jìn)一步加固了DNA分子的穩(wěn)定性。各個堿基對之間的這種縱向的相互作用力叫做堿基堆積力，它是芳香族堿基π電子間的相互作用引起的。現(xiàn)在普遍認(rèn)為堿基堆積力是穩(wěn)定DNA結(jié)構(gòu)的最重要的因素。雙螺旋外側(cè)負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)同帶正電荷的陽離子之間形成的離子鍵，可以減少雙鏈間的靜電斥力因而對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)也有一定的穩(wěn)定作用?！镜淅?】以下為DNA分子結(jié)構(gòu)探究歷程中的部分資料，下列相關(guān)敘述正確的是（）資料①：1952年，富蘭克林進(jìn)行了詳細(xì)的衍射圖片分析，提出DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條鏈向兩個相反方向伸展。資料②：堿基是疏水性基團(tuán)，脫氧核糖和磷酸是親水性基團(tuán)，細(xì)胞中的DNA處于液體環(huán)境中。資料③：嘌呤是雙環(huán)化合物，占有空間大，嘧啶是單環(huán)化合物，占有空間小，經(jīng)測定DNA螺旋的直徑是恒定的，約為2nm。A.富蘭克林分析發(fā)現(xiàn)DNA分子不同是由于其內(nèi)部堿基對排列順序不同

B.根據(jù)資料①②可知，兩條脫氧核苷酸鏈中磷酸和脫氧核糖排列在外側(cè)

C.由資料③可知，在雙鏈DNA分子中腺嘌呤的數(shù)量等于胸腺嘧啶的數(shù)量

D.綜合①②③可知，一條DNA鏈中相鄰堿基通過磷酸脫氧核糖磷酸連接分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練一、單項選擇題1.下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的說法，正確的是（）A.一條鏈上相鄰的堿基通過氫鍵連在一起

B.某核酸中嘌呤與嘧啶數(shù)目相等，則一定為DNA分子

C.堿基對排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的特異性

D.A與T、G與C互補配對使DNA分子具有穩(wěn)定的直徑2.如圖是DNA分子的結(jié)構(gòu)示意圖。相關(guān)說法正確的是（）

A.圖中1和2代表的結(jié)構(gòu)通過氫鍵交替連接，構(gòu)成DNA分子的基本骨架

B.兩條鏈反向平行，圖中2代表的結(jié)構(gòu)有2種

C.若圖中3代表的結(jié)構(gòu)含量相對較高，則結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對較大

D.DNA分子堿基排列順序及空間結(jié)構(gòu)的千變?nèi)f化，構(gòu)成了

DNA分子的多樣性3.從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析，錯誤的是（）A.堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子基因的多樣性

B.堿基對的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子基因的特異性

C.一個含2000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有41000種

D.人體內(nèi)控制β珠蛋白的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41700種4.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀(jì)自然科學(xué)的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是（）①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機(jī)制⑤格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗A.①②⑤ B.②③ C.③④ D.①②④5.1950年,查戈夫(E.Chargaff)發(fā)表了對人類和其他生物DNA堿基的精確測定,通過比較每一種細(xì)胞DNA中四種堿基的含量及堿基比,從而說明DNA中堿基之間的關(guān)系,如下表所示。下列敘述錯誤的是（）DNA樣本中每種堿基的百分比堿基比樣本來源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,說明物種間的特異性

D.樣本中不同生物(A+C)/(T+G)相似,說明DNA分子堿基組成的一致性6.下圖所示為DNA概念圖，下面有關(guān)敘述不正確的是()A.圖中①表示C

，H、O、N、P五種元素 B.②中含有尿嘧啶脫氧核苷酸

C.DNA結(jié)構(gòu)一般為雙鏈 D.圖中⑤主要為脫氧核苷酸的排列順序7.在搭建DNA分子模型的實驗中，若有脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，脫氧核糖塑料片40個，磷酸塑料片100個，4種堿基塑料片共20個（其中4個C，6個G，3個A，7個T），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（）A.能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段 B.能搭建出20個脫氧核苷酸

C.能搭建出410種不同的DNA分子模型 D.所搭建的DNA分子片段最長為7個堿基對8.如圖為大腸桿菌DNA分子（片段）的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法錯誤的是（）A.圖中兩條鏈反向平行，1和2交替排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架

B.圖中1、2、3代表胸腺嘧啶脫氧核苷酸

C.該雙鏈DNA中，等于1

D.DNA分子的多樣性取決于堿基對的數(shù)目及排列順序9.DNA分子具有多樣性和特異性，主要原因是（）A.DNA分子是高分子化合物 B.脫氧核糖結(jié)構(gòu)不同

C.磷酸的排列方式不同 D.堿基的排列順序不同10.下列有關(guān)雙鏈DNA結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是（）A.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基

B.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過“磷酸脫氧核糖磷酸”相連

C.人體內(nèi)控制β珠蛋白的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41700種

D.某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈中的T占該鏈堿基總數(shù)的32.9%，則在它的互補鏈中，T占該鏈堿基總數(shù)的31.3%二、填空題11.圖是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)示意圖。請據(jù)圖回答：（1）DNA分子中_______（填序號）與磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架；四種堿基中，胸腺嘧啶（T）與_________的數(shù)量相等。（2）DNA分子空間上呈獨特的____結(jié)構(gòu)，復(fù)制時，在_______酶的作用下，氫鍵斷開。（3）DNA分子中___________（填序號）的排列順序千變?nèi)f化，構(gòu)成DNA分子的多樣性。12.請根據(jù)如圖回答有關(guān)問題：

⑴X的名稱是

，DNA的立體結(jié)構(gòu)是

。⑵細(xì)胞有絲分裂中期，一個染色體內(nèi)含有

個DNA分子。⑶現(xiàn)有一個DNA分子片段，已知其中一條鏈上的（A+T）/（G+C）=2，其互補鏈中同樣的堿基比為

；若該DNA分子片段中有胸腺嘧啶200個，則該DNA分子片段連續(xù)復(fù)制兩次，需要

個游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸。題組B能力提升練一、單項選擇題1.研究人員采用化學(xué)方法人工合成了四種新堿基:P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶),其中P和Z配對,B和S配對。研究人員進(jìn)一步利用上述堿基與天然堿基成功構(gòu)建了一種合成DNA分子,該DNA與天然DNA擁有十分相似的外形結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于該合成DNA的推斷,不合理的是（）A.P—Z堿基對、B—S堿基對與天然堿基對具有相近的形態(tài)和直徑

B.該合成DNA分子也是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋而成

C.該合成DNA分子中,堿基的比例(A+G+P+Z)/(T+C+B+S)=1

D.四種新堿基的加入后,同樣長度的DNA能儲存的遺傳信息量大增2.下列對雙鏈DNA分子的敘述，不正確的是（）A.若一條鏈A和T的數(shù)目相等，則另一條鏈的數(shù)目也相等

B.若一條鏈G的數(shù)目為C的兩倍，則另一條鏈C的數(shù)目為G的兩倍

C.若一條鏈的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則對應(yīng)鏈相應(yīng)堿基為1∶2∶3∶4

D.若一條鏈的G∶T＝1∶2，則另一條鏈上C∶A＝1∶23.DNA指紋法在案件偵破工作中有著重要作用，從案發(fā)現(xiàn)場提取DNA樣品，可為案件偵破提供證據(jù)，其中的生物學(xué)原理是（）A.不同人體內(nèi)的DNA所含的堿基種類不同

B.不同人體內(nèi)的DNA所含的五碳糖和磷酸不同

C.不同人體內(nèi)的DNA的空間結(jié)構(gòu)不同

D.不同人體內(nèi)的DNA所含的脫氧核苷酸排列順序不同4.DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述，正確的是（

）A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同

B.前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高

C.當(dāng)兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈

D.經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于15.下列關(guān)于DNA分子特點的敘述，不正確的是（）A.DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈構(gòu)成的

B.遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序中

C.DNA分子的多樣性體現(xiàn)在不同的DNA分子（A+G）/（T+C）的比值不同

D.DNA分子的特異性體現(xiàn)在不同的DNA分子（A+T）/（G+C）的比值不同6.多個核苷酸間通過脫水縮合形成核酸苷鏈，現(xiàn)有n個脫氧核糖核苷酸，脫氧核糖核苷酸的平均分子量為a，試求由n個脫氧核糖核苷酸形成的DNA分子的相對分子質(zhì)量約為（）A.n×(a－18) B.n×a－(n－1)×18

C.n×a－(n－2)×18 D.n×a－187.某雙鏈DNA分子中含有200個堿基，一條鏈上A：T：G：C=1：2：3：4，則該DNA分子（）A.四種含氮堿基A：T：G：C=4：4：7：7

B.若該DNA分子中A為p個，占全部堿基的n/m（m＞2n），則G的個數(shù)為pm/2np

C.堿基排列方式共有4200種

D.含有4個游離的磷酸8.下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A.由100個堿基組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)目為100個

B.某個含100個堿基的特定基因，其堿基對的排列方式有4100

種

C.若DNA分子中堿基A有p個，占全部堿基的20%，則該DNA分子中的G有1.5p個

D.一個被32P標(biāo)記一對同源染色體的細(xì)胞，放在31P的培養(yǎng)液中經(jīng)兩次有絲分裂后，所形成的4個細(xì)胞中，每個細(xì)胞含被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)可能是0、1或2二、填空題9.如圖為某DNA分子局部結(jié)構(gòu)示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：

（1）圖中和______（填標(biāo)號）交替連接構(gòu)成DNA的基本骨架，④為______。

（2）若該DNA分子的一條鏈中=a,則其互補鏈中的比值為______。

（3）若該DNA分子含有1000個堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數(shù)的30%，該DNA分子連續(xù)復(fù)制三次，第三次復(fù)制時需要的鳥嘌呤數(shù)量是______個。

（4）DNA指紋法在案件偵破工作中有著重要作用，從案發(fā)現(xiàn)場提取DNA樣品，可為案件偵破提供證據(jù)，其依據(jù)的主要原理是不同DNA所含______的不同。10.如圖為某種核苷酸（圖1）和某核苷酸鏈（圖2）示意圖，據(jù)圖回答問題：

（1）已知圖1的右上角部分為腺嘌呤，請仔觀察分析后回答下列問題：

Ⅰ、該核苷酸的生物學(xué)名稱為______．

Ⅱ、該核苷酸是構(gòu)成哪一種核酸的基本原料？______．

Ⅲ、請指出圖中哪一個位置上的氧去掉后便可成為主要遺傳物質(zhì)的基本原料：______．

（2）圖2中1、2、3的中文名稱分別是______、______、______．

（3）通常由圖2中______條圖示的核苷酸鏈構(gòu)成一個______分子，被______染成綠色．

（4）在豌豆的葉肉細(xì)胞中，由A、C、T、U

4種堿基參與構(gòu)成的核苷酸共有______種．題組C培優(yōu)拔尖練一、單項選擇題1.某班級分組制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時，采用了如下流程：制作脫氧核苷酸→制作脫氧核苷酸鏈→制作雙鏈DNA→螺旋化。下列敘述錯誤的是()A.制作脫氧核苷酸時，將磷酸和堿基連在脫氧核糖的特定位置

B.制作脫氧核苷酸鏈時，相鄰脫氧核苷酸的磷酸基團(tuán)直接相連

C.制作雙鏈DNA時，兩條鏈之間的堿基A與T配對，G與C配對

D.各組DNA模型的堿基序列往往不同，反映了DNA分子的多樣化2.決定自然界中生物多樣性和特異性的根本原因是生物體內(nèi)（）A.蛋白質(zhì)分子的多樣性和特異性 B.DNA分子的多樣性和特異性

C.氨基酸種類的多樣性和特異性 D.化學(xué)元素和化合物的多樣性和特異性3.DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中（A+T）/（G+C）與（A+C）/（G+T）兩個比值的敘述，正確的是（）A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同

B.前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高

C.當(dāng)兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈

D.經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于14.下列關(guān)于核酸的敘述中，正確的是（）A.DNA和RNA中的五碳糖相同 B.組成DNA與ATP的元素種類不同

C.T2噬菌體的遺傳信息貯存在RNA中 D.雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)5.細(xì)胞中某生命活動過程和某物質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖所示，則下列敘述錯誤的是（）

A.在肌肉收縮時，圖1過程釋放的能量可使肌肉中的能量增加，形狀改變

B.③處磷酸鍵較②處不穩(wěn)定，且所含的能量也更多

C.ATP中的結(jié)構(gòu)①即圖2中的A，該結(jié)構(gòu)在RNA中也存在

D.ADP失去一個磷酸基團(tuán)之后，即可用于圖2中物質(zhì)的合成6.如表為四種生物體內(nèi)某種核酸分子的堿基組成情況。據(jù)表中分析，不正確的是（）來源A/GT/CA/TG/C嘌呤/嘧啶人1.561.751.001.001.00鯡魚1.431.431.021.021.02小麥1.221.181.000.970.99結(jié)核分枝桿菌0.400.401.091.081.10A.堿基中不含U，故檢測的是四種生物的DNA分子

B.表中數(shù)據(jù)為這類核酸分子結(jié)構(gòu)中遵循堿基互補配對原則提供了證據(jù)

C.堿基種類決定這類核酸分子攜帶遺傳信息的特異性

D.嘌呤/嘧啶的比值可支持真核生物“由共同祖先進(jìn)化而來”7.下列有關(guān)DNA的說法正確的是（）A.每個DNA分子不僅具有多樣性，還具有特異性

B.大腸桿菌的DNA中每個脫氧核糖連接一個或兩個磷酸基團(tuán)

C.細(xì)胞中DNA分子的堿基對數(shù)等于所有基因的堿基對數(shù)之和

D.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補配對有利于DNA的準(zhǔn)確復(fù)制8.DNA指紋是利用特定的人源小衛(wèi)星DNA作探針，與樣本DNA的酶切片段進(jìn)行雜交獲得的DNA片段長度不等的雜交帶圖紋。這些圖紋具有高度的變異性和穩(wěn)定的遺傳性。DNA指紋技術(shù)應(yīng)用廣泛，如圖是某機(jī)構(gòu)采用該技術(shù)為某家庭進(jìn)行親子鑒定的結(jié)果，以下分析不正確的說法是（）

A.DNA在親子代之間傳遞時，因發(fā)生突變或重組產(chǎn)生遺傳多樣性

B.樣本DNA片段通過堿基互補配對原則與探針結(jié)合形成雜交帶

C.雜交帶的不同顯示出家庭成員之間DNA分子中堿基排列順序的差異

D.由各家庭成員的檢測結(jié)果分析，女兒1和兒子1為該夫婦的親生孩子9