DNA分子的结构ppt配用优秀教学设计

2017--2018学年度大许中学高一生物教学案

§4.3 DNA的结构

【目标与方法】

1.说出DNA分子的基本单位，概述DNA分子双螺旋结构的主要特点。

2.阐明碱基互补配对原则，概述DNA分子的多样性和特异性。

3.制作DNA分子双螺旋结构模型，体验科学家科学探索的精神。

【自主学习】认真阅读教材P59—P61,思考以下问题：

1.比较DNA和RNA的名称，元素，基本单位，五碳糖，含氮碱基，结构和分布。

2.DNA分子的结构层次如何？

3.DNA分子的平面结构如何？构成DNA的基本骨架是什么？碱基之间又是如何联接的？立体结构又如何？由谁提出的这种结构模型？

4.怎样理解DNA分子结构的稳定性，多样性和特异性？原因分别是什么？

5.什么是碱基互补配对原则？在双链DNA分子中碱基数目之间有何数量关系？

【精讲释疑】

一. 温故-----DNA和RNA的比较：

核酸

比较项目

DNA RNA 名称

脱氧核糖核酸

核糖核酸

组成元素

C，

H ，O，

N，

P C，

H ，O，

N，

P 基本单位

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

磷酸

磷酸

磷酸

五碳糖

脱氧核糖

核糖

含氮碱基

A、G、C、T A、G、C、U 结构

一般为规则双螺旋结构

一般为单链

分布

主要集中在细胞核

主要分布在细胞质

水解

初步水解：4种脱氧核苷酸

初步水解：4种核糖核苷酸

产物

彻底水解：磷酸、脱氧核糖

彻底水解：磷酸、核糖

和ATCG四种碱基

和AUCG四种碱基

[例1]．经测定，甲、乙、丙三种生物核酸中碱基比如下：

（1）则甲、乙、丙三种生物的核酸分别是：

（2）有三个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它的组成是

(

)

A．1个RNA、2个DNA

B．3个DNA

C．1个DNA、2个RNA

D．3个RNA 二. DNA的结构及特点：

1.DNA分子的结构层次：

元素组成：C，

H ，O，

N，

P

↓

化合物组成：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（A、G、C、T）

↓

基本单位：脱氧核苷酸（4种）

↓连接：磷酸二酯键

一级结构：脱氧核苷酸链（2条）

↓

空间结构：规则的双螺旋结构（提出：1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克）

- 1 -

2.DNA的空间结构：

①由两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成的双螺旋结构。

②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基对排列在内侧。

③碱基通过氢键连接成碱基对，并遵循碱基互补配对原则：A＝T；G≡C。

3.DNA的结构特点：

(1)分子结构的相对稳定性-----具有规则的双螺旋结构。

(2)DNA分子的多样性-----碱基对的排列顺序千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。例如，某DNA分子有10个碱基对，那么4种碱基的排列顺序有410＝1048576种。

(3)DNA分子的特异性-----每一条DNA分子都有特定的碱基比率和碱基序列，特定的顺序决定了特定的遗传信息，这就是DNA分子的特异性。

[例题2].右图是DNA分子结构模式图，请据图回答问题：

(1)写出4、5、6的名称： 4 ，5 ，6 。

(2)DNA分子两条链上的碱基通过[ ] 连结起来。

(3)[ ] 属于DNA的基本组成单位。

(4)由于[ ] 具有多种不同的排列顺序，因而构成了DNA分子的多样性。每个DNA分子中又具有特定的排列顺序，这构成了DNA分子的 性。 (5)DNA在细胞内的空间构型为 它最初是 提出的。两链共有游离的磷酸基 个。

(6)大肠杆菌(A+T)／(G+C)＝1.01，肺炎球菌(A+T)／(G+C)＝1．59，结核杆菌(A+T)／(G+C)＝0．58：这反映了每种生物DNA分子的 性；而物种之间碱基比率存在的差异，又反映出噬菌体DNA分子具有 性

。

三. 碱基配对规律的有关计算问题归纳:

[规律l]：双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1，可表示为：

A=T，C=G → A+G=T+C=50% A+C=T+G=50% ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1

[规律2]：双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C,

可表示为：

A1+T1/G1+C1=A2+T2/G2+C2=A总+T总/G总+C总=n [规律3]：在DNA双链中，一条单链的A+G／T+C的值，与另一条链的A+G／T+C的值互为倒数,

可表示为：

A1+G1／T1+C1=m，则A2+G2／T2+C2=1/m [规律4]：双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比,

可表示为：

(A1

+T1)/(A1

+T1

+G1

+C1)= (A2

+T2)/(A2

+T2

+G2

+C2)= (A总 +T总)/(A总 +T总 +G总 +C总) =k% *[规律5]：在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系：

在碱基数量上，在DNA和RNA的单链内，互补碱基的和相等，且等于双链DNA的一半。即a链上的(A+T)=b链上的(A+T)=RNA分子中(A+U)=1/2DNA双链中的(A+T)；a链上的(G+C)=b链上的(G+C)=RNA分子中的(G+C)= 1/2DNA双链中的(G+C)。

互补碱基的和占各自碱基总数的比例在有意义链、互补链中和DNA分子双链中是相等的，且等于RNA中与之配对碱基的和所占RNA中的比例。即a链中(A+T)占a链总数的百分比=b链中(A+T)占b链总数的百分比=RNA中(A+U)占RNA总数的百分比=DNA双链中(A+T)占双链中碱基总数的百分比。

简式为：A+T/双=A+T/单=A+U/RNA；

G+C/双=G+C/单=G+C/RNA。

- 2 -

[例题3].某生物组织中提取的DNA成分中：鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46％，已知其中一条链的碱基中28％是腺嘌吟，22％是胞嘧啶。求：

(1)全部碱基中腺嘌呤占

％；

(2)与已知链相对应的链中，腺嘌呤占该链全部碱基的

％；

[例题4].已知在DNA分子中的一条单链(A+G)／(T+C)＝m，求：

(1)在另一互补链中这种比例是

。

(2)这个比例关系在整个DNA分子中是

。

当在一单链中，(A+T)／(G+C)＝n时：

(3)．在另一互补链中这种比例是

。

(4)这个比例关系在整个DNA分子中是

。

(5)某DNA分子中，G+C之和占全部碱基的35．8％，一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9％和17.1％，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的

(

)

A. 32.9％和17.1％

B. 31.3％和18.7％

C. 18.7％和31．3％

D. 17.2％和32．9％

【拓展提升】制作DNA双螺旋结构模型：

1.方法步骤：

①．取一个硬塑方框，在方框一侧的两端各拴上一条细铁丝。

②．制作含不同碱基的脱氧核苷酸模型。将球形塑料片(代表磷酸)和一个长方形塑料片(代表碱基)分别用钉书针连接在同一个五边形塑料片(代表脱氧核糖)上，制成一个个含不同碱基的脱氧核苷酸。

③. 分别制作两条DNA单链。将12个制成的脱氧核苷酸模型按碱基顺序，如AGCTGAAAGTAT依次穿在一条细铁丝上，制作好一条DNA单链。按同样方法制作另外一条DNA单链(注意碱基的排列顺序一定要和第一条链上的碱基互补配对，还要注意另一条链的方向是相反的)；用钉书针将两条链之间的互补碱基连接好。

④．接成DNA分子平面结构和旋转成立体结构。

2. 实验应注意的问题：

①．必须熟悉制作模型用的各种零件所代表的物质(四种碱基最好写上字母名称)。

②．制作过程中要特别提醒同学：一是两条链的单核苷酸数目必须相等；二是两条链并排时必须保证碱基互补配对；三是注意两条链方向是相反的。

③．DNA双螺旋结构可归纳为几句话：双链结构向右旋，糖酸成链两相间。碱基之间互配对，A—T、C—G氢链连。

[例题5].

某同学欲制作一段具12对碱基的DNA片断模型，在准备材料时，至少需准备代表脱氧核糖的五边形纸片

块，代表磷酸的圆形纸片

块，代表不同碱基的长方形纸片

块。制成的DNA分子平面结构很像一架“梯子”，那么组成这个“梯子”“扶手”的物质是

和

，它形成了DNA的基本骨架。相当于两个“扶手”间“阶梯”的物质是

，它的形成靠

相连，并严格遵循

原则。

【当堂达标】

1. 一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40％，两者之和占DNA分子碱基总数的24％，则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目

(

)

A．44％

B. 24％

C. 14％

D．28％

2．某噬菌体的DNA为单链DNA，四种碱基的比率是0．28A、0．32G、0.24T、0．16C。当它感染宿主细胞时，能形成杂合型双链DNA分子(RF)，则在RF中四种碱基A、G、C、T的比率依次是

(

)

A．0．24、0．16、0．32、0.28

B．0．26、0. 24、0．24、0．26

C．0．28、0．32、0.16、0．24

D．0．24、0．26、0．26、0．24 3. 若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总和的44％，在其中的一条链中A

- 3 -

和C分别占该链碱基数的22％和30％，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基数的比值为

(

)

A．34％、14％

B. 22％、30％

C. 14％、34％

D．20％、28％

4．马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是

(

)

A．生活环境不同

B．DNA分子中碱基对排列顺序不同

C. DNA分子中碱基配对方式不同

D. 着丝点数目不同

5. 下列哪项对双链DNA分子的叙述是错误的

(

)

A. 若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等

B．若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0．5倍

C．若一条链的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3

D．若一条链的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为1∶2∶3∶4 6. 有两对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有1个腺嘌呤，一个胞嘧啶，则它的其他组成应是

(

)

A．3个磷酸、3个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、一个鸟嘌呤

B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶、一个鸟嘌呤

C．4个磷酸、4个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、一个鸟嘌呤

D.

4个磷酸、4个脱氧核糖、1个尿嘧啶、一个鸟嘌呤

7．测得已制好的DNA中含腺嘌呤15个，且腺嘌呤和鸟嘌呤之比为3：1，则该DNA中碱基对有（

）

A．30

B．20

C．40

D．15 8．在已制好的一个DNA双螺旋结构模型中，已知其中一条链上的碱基比例是（G+A）（/C+T）=0．4，上述比例在另一条链上和在整个DNA模型中分别是

（

）

A．0．4和0．6

B．2．5和1．0

C．0．4和0．4

D．0．6和12 9．DNA分子中的某一区段上有300个脱氧核糖和60个胞嘧啶，那么该区段胸腺嘧啶的数量是

(

)

A．90

B．120

C．180

D．240 10．下面关于DNA分子结构的叙述中错误的是

(

)

A. 每个双链DNA分子会含有四种脱氧核苷酸

B．每个核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基

C. 每个DNA分子的碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数

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

二、简答题

1．下面是DNA分子结构模式图，见下图，请写出①至⑧的名称，并按要求回答：

(1)填写名称

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

(2)连接G与C，A与T之间的化学键名称及具体情况是

。

(3)DNA分子这种空间结构称为

。

2．某同学欲制作一段具26对碱基的DNA片段模型，在准备材料时，至少需准备代表脱氧核糖的正五边形纸片____________块,代表磷酸的圆形纸片________块,代表不同碱基的长方形纸片____________块。欲制作含50个碱基的一段DNA模型，现已有12个碱基A零件，还需准备T材料

个，C材料

个，G材料

个，脱氧核糖

个。

- 4 -

例2. [答案]. （1）.单链DNA、RNA、双链DNA （2）C

大许中学2009—2010学年度第二学期

高一生物教学案

第四章

第3课时

DNA的结构

一、课标要求：

1.说出DNA分子的基本单位，概述DNA分子双螺旋结构的主要特点。

2.阐明碱基互补配对原则，概述DNA分子的多样性和特异性。

3.制作DNA分子双螺旋结构模型，体验科学家科学探索的精神。

二、课前预习

1.构成DNA的基本单位是 ，它是由一分子 、 和 构成；构成DNA的碱基有 种，它们是 。

2.1953年美国科学家 和英国科学家 认为DNA的立体结构是 ，它是由 条链按 方式盘旋成 结构，DNA分子中的 和 交替连接，排列在 ，构成 ， 排列在内侧，两条链上的碱基通过 连接成 其中 之间形成2个氢键， 之间形成3个氢键。碱基互补配对的原则是 . 3. 的千变万化，构成了DNA分子的 性，而 又构成了每个DNA分子的 。

三、课堂互动

考点1. DNA的结构及特点：

1.

DNA的结构层次：

(1）提出者：1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克；

(2)组成元素：C、H、O、N、P；

(3)基本单位：4种脱氧核苷酸(脱氧核糖、磷酸、含N碱基)；

(4)一级结构：两条多核苷酸链(编码并储存遗传信息)；

(5)空间结构：独特的双螺旋。

2. DNA的结构特点：

(1)分子结构的相对稳定性

(2)DNA分子的多样性——碱基对的排列顺序千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。例如，某DNA分子有10个碱基对，那么4种碱基的排列顺序有410＝1048576种。

(3)DNA分子的特异性——每一条DNA分子都有特定的碱基比率和碱基序列。特定的顺序决定了特定的遗传信息，这就是DNA分子的特异性。

[例题1]下图是DNA分子结构模式图，请据图回答问题：

(1)写出4、5、6的名称：

4

胸腺嘧啶

，5

脱氧核糖

，6

磷酸

。

(2)DNA分子两条链上的碱基通过[ 9 ]

氢键

连结起来。

- 5 -

(3) [7]

胸腺嘧啶脱氧核苷酸

属于DNA的基本组成单位。

(4)由于[8]

碱基对

具有多种不同的排列顺序，因而构成了DNA分子的多样性。每个DNA分子中又具有特定的排列顺序，这构成了DNA分子的

特异

性。

(5)DNA在细胞内的空间构型为

规则的双螺旋结构

它最初是

沃森和克里克

提出的。两链共有游离的磷酸基

2

个。

(6)大肠杆菌(A+T)／(G+C)＝1.01，肺炎球菌(A+T)／(G+C)＝1．59，结核杆菌(A+T)／(G+C)＝0．58：这反映了每种生物DNA分子的

特异性

性；而物种之间碱基比率存在的差异，又反映出噬菌体DNA分子具有

多样性

性

。

[解析]：由于双链DNA分子两链间的碱基对遵循碱基互补配对原则，据左链中的碱基可推知右链中的碱基，而两链间的碱基对应由氢键相连。虽然DNA分子均由四种脱氧核苷酸构成，而碱基对之间又遵循碱基互补配对原则，但由于碱基对的种类、数量与排列顺序不

同，因而DNA分子又具有多样性与特异性。

[答案]：(1)胸腺嘧啶

脱氧核糖

磷酸

(2)[9]

氢键

(3)[7]

胸腺嘧啶脱氧核苷酸

(4)[8]

碱基对

特异

(5)规则的双螺旋结构

沃森和克里克

2

(6)特异性；多样性

[解题指导]：解答此类题目的共同方法是熟练掌握DNA分予的结构特点，即任何一个双链DNA中A总与T配对，G总与C配对，即A=T，G＝C。DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链构成，两链的主链是脱氧核糖与磷酸交互排列构成的，内侧则是由氢键

相连的碱基对，DNA长链的两相邻单位之间，依靠3，5—磷酸二酯键连接而成，两条长链的长度应相等，两链共有游离的磷酸基2个。

[变式训练1]．（08年江苏学业水平测试卷）1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型，两位科学家于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖。关于DNA分子双螺旋结构的特点，叙述错误的是（

C

）

A．DNA分子由两条反向平行的链组成

B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧

C．碱基对构成DNA分子的基本骨架

D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对

[答案] C

[变式训练2]某生物核酸的碱基组成为：嘧啶含量为61％，嘌呤含量为39％，该生物肯定不会是

( A

) A. 噬菌体

B. 人

C. 青霉菌

D. 蓝藻

[解析]：由于双链DNA分于中A=T，G=C，则A+G应等于T+C，前者为嘌呤之和，后者为嘧啶之和，倘若此二者不相等，则可确认该核酸分子不是双链DNA，即可能为RNA，也可能为单链DNA，由于A选项中噬菌体核酸仅由双链DNA构成，故当嘌呤≠嘧啶时，可确认不是噬菌体，而人、青霉菌及蓝藻中均既含DNA，又含RNA，所含嘌呤与嘧啶之和未必相等。[答案]：A。

考点2.碱基配对规律的有关计算问题归纳

[规律l]：DNA双链中两个互补的碱基相等，嘌呤碱的总数等于嘧啶碱总数，可表示为：A=T

G=C ；A+G=C+T

；A+G／C+T=1。

[规律2]：在DNA双链中，一条单链的A+G／T+C的值，与另一条链的A+G／T+C的值互为倒数。

[规律3]：DNA双链中，一条单链的A+T／G+C的值，与另一条单链的A+T／G+C的值相等，也与整个DNA分子中的A+T／C+G的值相等。

[规律4]：在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系：

在碱基数量上，在DNA和RNA的单链内，互补碱基的和相等，且等于双链DNA的一半。即a链上的(A+T)=b链上的(A+T)=RNA分子中(A+U)=1/2DNA双链中的(A+T)；

a链上的(G+C)=b链上的(G+C)=RNA分子中的(G+C)= 1/2DNA双链中的(G+C)。

互补碱基的和占各自碱基总数的比例在有意义链、互补链中和DNA分子双链中是相等的，且等于RNA中与之配对碱基的和所占RNA中的比例。

即a链中(A+T)占a链总数的百分比=b链中(A+T)占b链总数的百分比=RNA中(A+U)占RNA总数的百分比=DNA双链中(A+T)占双链中碱基总数的百分比。

- 6 -

简式为：A+T/双=A+T/单=A+U/RNA；

G+C/双=G+C/单=G+C/RNA。

[例题2]

某生物组织中提取的DNA成分中：鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46％，已知其中一条链的碱基中28％是腺嘌吟，22％是胞嘧啶。求：

(1)全部碱基中腺嘌呤占

27

％；

(2)与已知链相对应的链中，腺嘌呤占该链全部碱基的

26

％；

[思维过程]

(1)

∵

G+C占全部碱基(A+T+G+C)的46％，

∴

A+T＝1—46％＝54％。又∵

A＝T，

∴

A＝T＝27％。

(2)解本题有以下几种方法：

[方法一]

由于G+C占全部碱基的46％，又∵已知链上的G与对应链上的C相等，已知链上的C与对应链上的G相等，∴已知链上的G+C与对应链上的C+G相等，

∵已知链上的G+C占已知链全部碱基的46％．又∵已知链上的A占已知链的28％，

∴已知链上的T占已知链的比率为：1—A—(G+C)＝1—28％一46％＝26％，

∴对应链上的A占该链的26％。

[方法二]

∵已知链上的A占该链的28％，∴已知链上的A占全部碱基的28％÷2=14％。由第(1)题知，整个DNA上的A占全部碱基的27％，

∴与已知链对应的链上的A占全部碱基的27％—14％＝13％。因此对应链上的A占该链碱基的比为13％×

2＝26％。

[方法三]

∵G+C＝46％

G＝C，

∴C＝23％。又∵已知链上的C占已知链的22％，∴已知链上的C占全部碱基的22％÷2=11％。∴对应链上的C占全部碱基的比为23％—11％＝12％。又∵已知链上的G与对应链上的C相等，

∴已知链上的G占全部碱基的12％，占已知链的24％。所以已知链上的T占已知链的比为l—A—G—C＝l—28％—24％—22％＝26％。∴对应链上A占该链的26％。

[答案]

(1)27

(2)26

[变式训练] 已知在DNA分子中的一条单链(A+G)／(T+C)＝m，求：

(1)在另一互补链中这种比例是

1／m

。

(2)这个比例关系在整个DNA分子中是

1

。

当在一单链中，(A+T)／(G+C)＝n时：

(3)．在另一互补链中这种比例是

n

。

(4)这个比例关系在整个DNA分子中是

n

。

(5)某DNA分子中，G+C之和占全部碱基的35．8％，一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9％和17.1％，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的

(

B

)

A. 32.9％和17.1％

B. 31.3％和18.7％

C. 18.7％和31．3％

D. 17.2％和32．9％

[解析]：由于DNA分子中G+C之和在整体中的比例与两链及单链DNA中该比例均相等，可推出该已知链中G+C＝35．8％，又因T与C各占32.9％与17．1％，可求出该链中的A为1—(G+C+T)＝1一(35．8％+32．9％)=3l.3％，G＝35．8％—17.1%＝18．7％。所以其互补链中T和C应与该链中A与G相等。

考点3. 制作DNA双螺旋结构模型：

1.方法步骤：

①．取一个硬塑方框，在方框一侧的两端各拴上一条细铁丝。

②．制作含不同碱基的脱氧核苷酸模型。将球形塑料片(代表磷酸)和一个长方形塑料片(代表碱基)分别用钉书针连接在同一个五边形塑料片(代表脱氧核糖)上，制成一个个含不同碱基的脱氧核苷酸。

③. 分别制作两条DNA单链。将12个制成的脱氧核苷酸模型按碱基顺序，如AGCTGAAAGTAT依次穿在一条细铁丝上，制作好一条DNA单链。按同样方法制作另外一条DNA单链(注意碱基的排列顺序一定要和第一条链上的碱基互补配对，还要注意另一条链的方向是相反的)；用钉书针将两条链之间的互补碱基连接好。

④．接成DNA分子平面结构和旋转成立体结构。

2. 实验应注意的问题：

①．必须熟悉制作模型用的各种零件所代表的物质(四种碱基最好写上字母名称)。

②．制作过程中要特别提醒同学：一是两条链的单核苷酸数目必须相等；二是两条链并排时必须保

- 7 -

证碱基互补配对；三是注意两条链方向是相反的。

③．

DNA双螺旋结构可归纳为几句话：双链结构向右旋，糖酸成链两相间。碱基之间互配对，A—T、C—G氢链连。

[例题3]

某同学欲制作一段具12对碱基的DNA片断模型，在准备材料时，至少需准备代表脱氧核糖的五边形纸片

24

块，代表磷酸的圆形纸片

24

块，代表不同碱基的长方形纸片

24

块。制成的DNA分子平面结构很像一架“梯子”，那么组成这个“梯子”“扶手”的物质是

磷酸

和

脱氧核糖

，它形成了DNA的基本骨架。相当于两个“扶手”间“阶梯”的物质是

碱基对

，它的形成靠

氢键

相连，并严格遵循

碱基互补配对

原则。

[解析]

此题主要考查学生对组成DNA的各种化学成分和空间结构的理解和掌握情况。根据DNA的化学成分和空间结构可知，磷酸分子和脱氧核糖交替排列位于双螺X旋的外侧，它们之间通过磷酸二酯键相连形成DNA的基本骨架，即所谓“扶手”。两条链上的碱基借氢键将A与T、C与G相连即“阶梯”，碱基之间遵循严格的互补配对。12对碱基的DNA片断，应有24个脱氧核苷酸分子，每个脱氧核苷酸分子各有一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基，因此该同学应准备每种图形的纸片各24块。

[答案]

24 ；

24 ；

24。磷酸

脱氧核糖

碱基对

氢键

碱基互补配对

[点评]

DNA分子中脱氧核糖数＝碱基数＝磷酸数＝脱氧核苷酸数。

[变式训练]

沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型中，双链沿中心轴旋转一周的上下垂直距离为3．4nm，而上下两相邻碱基对之间的垂直距离为0．34nm。问：

(1)DNA分子在旋转一周的空间范围内共有

20

个脱氧核苷酸，共形成

10

个碱基对，共有

20

个脱氧核糖、

20

个磷酸。

(2)若一个DNA分子中，腺嘌呤(A)占18％，则鸟嘌呤(G)占

32

％；若DNA分子一条多核苷酸链中A+C占48％，则另一条链中A+C占

52

％。

[解析]

根据题中所述，DNA双螺旋结构盘旋一周的上下垂直距离为3．4nm，而相邻碱基对之间的垂直距离为0．34nm，那么DNA分子盘旋一周应有10个碱基对，即包含20个脱氧核苷酸，这也意味着20个脱氧核糖和20个磷酸。

DNA两条链上的碱基是严格地互补配对的，有一个A就一定有一个T，有一个C就一定有一个G，即数量上A＝T，C＝G。题(2)中，DNA分子中A占18％，T也占18％，余下的64％是C+G，所以G应占32％。若DNA一条链中的A+C占48％，则该链中的T+G就占52％，另一条链与T、G配对的是A、C，则另一条链的A+C占该链的52％。

[答案]

(1)20 ；

10 ；

20 ；

20

(2)32％

；52％

四、课后作业

（一）、选择题：

1. 一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40％，两者之和占DNA分子碱基总数的24％，则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目

(

D

)

A．44％

B. 24％

C. 14％

D．28％

【答案】

D

点拨：在单链中A1一G1＝G140%，A1+G1在双链中占24％，则在单链—中占48%，

即A1+G1=48%，解得

A1=28%，T2=A1=28%。

2．某噬菌体的DNA为单链DNA，四种碱基的比率是0．28A、0．32G、0.24T、0．16C。当它感染宿主细胞时，能形成杂合型双链DNA分子(RF)，则在RF中四种碱基A、G、C、T的比率依次是

(

B

)

A．0．24、0．16、0．32、0.28

B．0．26、0. 24、0．24、0．26

C．0．28、0．32、0.16、0．24

D．0．24、0．26、0．26、0．24 【答案】.

B

点拨：以A为例，DNA单链键中，A的比率是0．28，T的比率是0．24，T的比率即F链的A；两链中A占单链的比率是0.52，占双链为0.26。依此类推。

3. 若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总和的44％，在其中的一条链中A和C分别占该链碱基数的22％和30％，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基数的比值为

(

A

)

A．34％、14％

B. 22％、30％

C. 14％、34％

D．20％、28％

【答案】．A

点拨：在双链DNA分子中G+C＝44％, 则A+T= 56％，在每一条链中G+C、A+T分别占该链碱基数的44％和56％。

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4．马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是

( B

)

A．生活环境不同

B．DNA分子中碱基对排列顺序不同

C. DNA分子中碱基配对方式不同

D. 着丝点数目不同

5. [原创](多选)下列哪项对双链DNA分子的叙述是正确的

(

ABC

)

A. 若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等

B．若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0．5倍

C．若一条链的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3

D．若一条链的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为1∶2∶3∶4 【答案】．ABC

点拨：DNA双链碱基配对遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C 配对，且A＝T，G＝C。若DNA的一条链中A＝T，那么其互补链中也必定是A＝T；若一条链中G＝2C，由于其互补链中C与G分别等于已知链中的G与C，因此互补链中的G＝1／2C 6. [原创]有两对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有1个腺嘌呤，一个胞嘧啶，则它的其他组成应是

(

C

)

A．3个磷酸、3个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、一个鸟嘌呤

B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶、一个鸟嘌呤

C．4个磷酸、4个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、一个鸟嘌呤

D.

4个磷酸、4个脱氧核糖、1个尿嘧啶、一个鸟嘌呤

【答案】．C

点拨：每个脱氧核苷酸是由一分子碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖组成。题中这一对脱氧核苷酸已知有1个腺嘌呤，则其余部分为2个磷酸、2个脱氧核糖及与A配对的1个胸腺嘧啶(T)。

7．测得已制好的DNA中含腺嘌呤15个，且腺嘌呤和鸟嘌呤之比为3：1，则该DNA中碱基对有（

B

）

A．30

B．20

C．40

D．15 8．在已制好的一个DNA双螺旋结构模型中，已知其中一条链上的碱基比例是（G+A）/（C+T）=0．4，上述比例在另一条链上和在整个DNA模型中分别是

（

B

）

A．0．4和0．6

B．2．5和1．0

C．0．4和0．4

D．0．6和12 9．DNA分子中的某一区段上有300个脱氧核糖和60个胞嘧啶，那么该区段胸腺嘧啶的数量是

(

A

)

A．90

B．120

C．180

D．240 10．下面关于DNA分子结构的叙述中错误的是

( B )

A. 每个双链DNA分子会含有四种脱氧核苷酸

B．每个核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基

C. 每个DNA分子的碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数

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

11．某同学欲制作一段具10对碱基的DNA 片段模型，他在准备材料时，至少需准备：

代表磷酸的球形塑料片个数是（

B ）

代表不同碱基的长石形塑料片个数是（

B ）

代表脱氧核糖的五边形塑料片个数是（

B ）

A．

10

B

20

C

30

D

40 12．某同学制作一DNA片段模型，现准备了10个碱基A塑料片，8个碱基T塑料片，40个脱氧核糖和磷酸的塑料片，那么还须准备碱基C塑料片数目，碱基G塑料片数目个多少个（

B

）

A．8

B．12

C．16

D．24 二、简答题

1．下面是DNA分子结构模式图，见下图，请写出①至⑧的名称，并按要求回答：

(1)填写名称

①

T

②

脱氧核糖

③

磷酸

④

脱氧核苷酸

⑤

碱基对

⑥

A

⑦

G

⑧

C

(2)连接G与C，A与T之间的化学键名称及具体情况是

氢键

A＝T G＝C

。

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(3)DNA分子这种空间结构称为

双螺旋空间结构

。

2．某同学欲制作一段具26对碱基的DNA片段模型，在准备材料时，至少需准备代表脱氧核糖的正五边形纸片____52____块,代表磷酸的圆形纸片__52 ___块,代表不同碱基的长方形纸片____52_____块。欲制作含50个碱基的一段DNA模型，现已有12个碱基A零件，还需准备T材料

12

个，C材料

13

个，G材料13

个，脱氧核糖

50

个。

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