新課標創(chuàng)新人教生物必修D(zhuǎn)NA分子的結構

1、一、DNA雙螺旋結構模型的構建1構建者美國生物學家沃森和英國物理學家克里克。2模型構建歷程二、DNA分子的結構項目特點整體由兩條脫氧核苷酸鏈按反向平行方式盤旋而成排列外側由脫氧核糖和磷酸交替連接組成，構成基本骨架內(nèi)側堿基通過氫鍵連接形成堿基對堿基互補配對A與T配對、G與C配對重點聚焦1沃森和克里克是怎樣發(fā)現(xiàn)DNA分子的雙螺旋結構的？2DNA分子的雙螺旋結構有哪些主要特點？共研探究閱讀教材P4748沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型的故事，回答下列問題：1沃森和克里克在構建模型的過程中，借鑒利用了他人的哪些經(jīng)驗和成果？提示：(1)當時科學界已發(fā)現(xiàn)的證據(jù)；(2)英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供的

2、DNA衍射圖譜；(3)奧地利著名生物化學家查哥夫的研究成果：腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量。2沃森和克里克在構建模型過程中，出現(xiàn)了哪些錯誤？提示：(1)將堿基置于螺旋外部。(2)相同堿基進行配對連接雙鏈。3判斷正誤(1)在DNA模型構建過程中，沃森和克里克曾嘗試構建三螺旋結構模型。()(2)沃森和克里克在構建DNA雙螺旋結構模型過程中，堿基配對方式經(jīng)歷了相同堿基配對到嘌呤與嘧啶配對的過程。()對點演練1下列關于沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型的敘述，錯誤的是()A沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型是建立在DNA分子以4種脫氧核苷酸(堿

3、基為A、T、G、C)為單位連接而成的長鏈的基礎上B威爾金斯和富蘭克林通過對DNA衍射圖譜的有關數(shù)據(jù)進行分析，得出DNA分子呈螺旋結構C沃森和克里克曾嘗試構建了多種模型，但都不科學D沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量的啟發(fā)，構建出了科學的模型解析：選B沃森和克里克以威爾金斯和富蘭克林提供的 DNA衍射圖譜的有關數(shù)據(jù)為基礎，推算出DNA分子呈螺旋結構。共研探究觀察下圖，結合制作DNA雙螺旋結構模型體驗，探討下列問題：1DNA分子的基本組成(1)DNA分子的元素組成有 C、H、O、N、P。(2)DNA的基本組成單位是 4種脫氧核苷酸

4、。(3)若圖中的為鳥嘌呤，則的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸。2DNA分子的結構(1)DNA分子是由兩條脫氧核苷酸鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。(2)脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側。(3)堿基互補配對原則：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。(4)同一條鏈中，連接相鄰兩個堿基的結構是脫氧核糖磷酸脫氧核糖；兩條鏈中連接相鄰兩個堿基的結構是氫鍵。3DNA的相關計算(1)每個DNA片段中，游離的磷酸基團數(shù)是 2個；磷酸數(shù)脫氧核糖數(shù)含氮堿基數(shù)是 111。(2)在不同的雙鏈DNA分子中：A/T、G/C、(AG )/(TC)和(AC)/(

5、TG)的比值無特異性。(3)在雙鏈DNA分子中，由于AT，GC，所以嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)，即AGTC，(AG)/(TC)1，因此雙鏈DNA分子中(AG)/(TC)的值相同；在單鏈DNA分子中不存在同樣的規(guī)律，因為A與T，G與C不一定相等。4結合DNA分子的結構特點，歸納DNA分子結構穩(wěn)定性的原因。提示：(1)DNA分子由兩條脫氧核苷酸長鏈盤旋成粗細均勻、螺距相等的規(guī)則雙螺旋結構。(2)DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側，構成基本骨架。(3)DNA分子雙螺旋結構的中間為堿基對，堿基之間形成氫鍵，從而維持雙螺旋結構的穩(wěn)定。(4)DNA分子之間對應堿基嚴格按照堿基互補配對原則進行配對?？偨Y升華

6、1DNA分子的結構及特點(1)由圖1得到以下信息：數(shù)量關系位置關系化學鍵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。(2)圖2是圖1的簡化形式，其中是磷酸二酯鍵，是氫鍵。(3)DNA分子的特性穩(wěn)定性：a.DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變；b.兩條鏈間堿基互補配對的方式不變。多樣性：不同DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)量不同，排列順序多種多樣。n個堿基對構成的DNA分子中，排列順序有2n種。特異性：每種DNA都有區(qū)別于其他DNA的特定的堿基排列順序。2堿基間的數(shù)量關系分析項目雙鏈DNA1鏈2鏈規(guī)律A、T、G、C關系ATGCA1T2G1C2T1A2C1G2雙鏈DNA中

7、，A總等于T，G總等于C，且1鏈上的A等于2鏈上的T，1鏈上的G等于2鏈上的C非互補堿基和之比，即(AG)/(TC)或(GT)/(AC)1m1/mDNA雙鏈中非互補堿基之和總相等，兩鏈間非互補堿基和之比互為倒數(shù)互補堿基和之比，即(AT)/(GC)或(GC)/(AT)nnn在同一DNA中，雙鏈和單鏈中互補堿基和之比相等某種堿基的比例(x為A、T、G、C中某種堿基的百分含量)x1x2某堿基占雙鏈DNA堿基總數(shù)的百分數(shù)等于相應堿基占相應單鏈的比值的和的一半【規(guī)律方法】(1)“三看法”判斷DNA分子結構的正誤一看外側鏈成鍵位置是否正確，正確的成鍵位置在一分子脫氧核苷酸的5號碳原子上的磷酸基團與相鄰核苷

8、酸的3號碳原子之間； 二看外側鏈是否反向平行；三看內(nèi)側鏈堿基之間配對是否遵循堿基互補配對原則。(2)區(qū)分核酸種類的方法若含T，AT或嘌呤嘧啶，則為單鏈DNA。因為雙鏈DNA分子中AT，GC，嘌呤(AG)嘧啶(TC)。若嘌呤嘧啶，肯定不是雙鏈DNA(可能為單鏈DNA，也可能為RNA)。但若是細胞中所有核酸的嘌呤嘧啶，則可能既有雙鏈DNA又有RNA。對點演練2判斷正誤(1)DNA的兩條核糖核苷酸長鏈反向平行纏繞成雙螺旋結構。()(2)DNA的一條單鏈中相鄰的兩個堿基通過堿基互補形成的氫鍵連接。()(3)DNA分子的堿基配對方式?jīng)Q定了DNA分子結構的多樣性。()解析：(1)構成DNA的兩條長鏈為脫氧

9、核苷酸鏈且反向盤旋，非纏繞。(2)DNA的一條單鏈中相鄰的兩個堿基通過脫氧核糖磷酸脫氧核糖連接。(3)DNA分子中堿基對排列順序的多樣性決定了其結構的多樣性。答案：(1)×(2)×(3)×3如圖為DNA分子結構示意圖，相關敘述正確的是()a和相間排列，構成了DNA分子的基本骨架b的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸c是氫鍵，其形成遵循堿基互補配對原則dDNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息e占的比例越大，DNA分子越不穩(wěn)定f依次代表A、G、C、TAbcdfBcdfCabcf Dbce解析：選BDNA分子是反向平行的雙螺旋結構，磷酸與脫氧核糖交替排列在外側，構成了DNA

10、的基本骨架；中的及下方的磷酸基團組成胞嘧啶脫氧核苷酸；堿基互補配對，配對堿基之間通過氫鍵相連； DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息；G與C之間形成3條氫鍵，G與C含量越多，DNA分子越穩(wěn)定；根據(jù)堿基互補配對原則，依次代表A、G、C、T。1如圖是4位同學拼制的DNA分子部分平面結構模型，正確的是()解析：選C脫氧核苷酸之間的連接點在一個脫氧核苷酸的磷酸和另一個脫氧核苷酸的脫氧核糖之間，A、B兩項錯誤；磷酸分別與兩個脫氧核糖的5號、3號碳原子相連，C項正確，D項錯誤。2在DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中，相鄰的堿基A與T之間的連接結構是()A氫鍵B磷酸脫氧核糖磷酸C肽鍵D脫氧核糖磷酸脫氧

11、核糖解析：選D審題時應扣住“一條脫氧核苷酸鏈中，相鄰的堿基A與T之間的連接結構”，相鄰的脫氧核苷酸相連接，依靠磷酸基團和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵，因此兩個堿基之間的連接結構是：脫氧核糖磷酸脫氧核糖。3某DNA分子堿基中，鳥嘌呤分子數(shù)占22%，那么胸腺嘧啶分子數(shù)占()A11%B22%C28% D44%解析：選C在DNA中，AT，GC。當G%22%時，T%1/2(1G%C%)28%。4如圖為DNA分子的平面結構，虛線表示堿基間的氫鍵。請據(jù)圖回答：(1)從主鏈上看，兩條單鏈_平行；從堿基關系看，兩條單鏈_。(2)_和_相間排列，構成了DNA分子的基本骨架。(3)圖中有_種堿基，_種堿基對。(4)含

12、有200個堿基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個。請回答：該DNA片段中共有腺嘌呤_個，C和G構成的堿基對共_對。在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，_堿基對的比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越高。解析：(1)從主鏈上看，兩條單鏈是反向平行的；從堿基關系看，兩條單鏈遵循堿基互補配對原則。(2)脫氧核糖與磷酸交替連接排列在外側，構成DNA分子的基本骨架。(3)圖中涉及4種堿基，4種堿基之間的配對方式有兩種，但堿基對的種類有4種，即AT、TA、GC、CG。(4)假設該DNA片段只有A、T兩種堿基，則200個堿基，100個堿基對，含有200個氫鍵，而實際上有260個氫鍵，即GC或CG堿基對共60個，所以該D

13、NA中腺嘌呤數(shù)為1/2×(2002×60)40個，C和G共60對。由于G與C之間有三個氫鍵，A與T之間有兩個氫鍵，因此，G與C構成的堿基對的比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越高。答案：(1)反向堿基互補配對(2)脫氧核糖磷酸(3)44(4)4060G與C【基礎題組】1下列哪項不是沃森和克里克構建過的模型()A堿基在外側的雙螺旋結構模型B同種堿基配對的三螺旋結構模型C堿基在外側的三螺旋結構模型D堿基互補配對的雙螺旋結構模型解析：選B沃森和克里克最先提出了堿基在外側的雙螺旋和三螺旋結構模型，后來又提出了堿基在內(nèi)側的雙螺旋結構模型，并且同種堿基配對。最后提出了堿基互補配對的雙螺旋結構模

14、型。2有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已知它的結構中有一個腺嘌呤，則它的其他組成應是()A三個磷酸、三個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶B兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胞嘧啶C兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶D兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個尿嘧啶解析：選C據(jù)堿基互補配對原則可知，另一個堿基為T，兩個脫氧核苷酸含有兩個磷酸和兩個脫氧核糖。3制作DNA分子的雙螺旋結構模型時，發(fā)現(xiàn)制成的DNA分子的平面結構很像一架“梯子”，那么組成這架“梯子”的“扶手”、“扶手”之間的“階梯”、連接“階梯”的化學鍵以及遵循的原則依次是()磷酸和脫氧核糖氫鍵 堿基對 堿基互補配對ABC D解析：選B“扶手”代表DNA的骨架，即磷酸

15、和脫氧核糖交替連接形成的長鏈，排列在內(nèi)側的堿基對相當于“階梯”，連接“階梯”的化學鍵是氫鍵，堿基間遵循堿基互補配對原則。4下列關于DNA分子雙螺旋結構特點的敘述，錯誤的是()ADNA分子由兩條反向平行的鏈組成B脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側C堿基對構成DNA分子的基本骨架D兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對解析：選CDNA分子中，脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成DNA分子的基本骨架。5下列關于DNA分子結構的敘述，不正確的是()A每個DNA分子一般都含有4種脫氧核苷酸B一個DNA分子中的堿基、磷酸、脫氧核苷酸、脫氧核糖的數(shù)目是相等的C每個脫氧核糖上均連著一個磷酸和一個堿基D雙鏈DN

16、A分子中的一段，如果有40個腺嘌呤，就一定同時含有40個胸腺嘧啶解析：選C在DNA分子長鏈中間的每個脫氧核糖均連接一個堿基和兩個磷酸基團，鏈端的脫氧核糖只連接一個堿基和一個磷酸基團。6如圖為核苷酸鏈結構圖，下列敘述不正確的是()A能構成一個完整核苷酸的是圖中的a和bB圖中每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連C各核苷酸之間是通過化學鍵連接起來的D若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T解析：選A核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子堿基組成，即圖中的a，b中磷酸的連接位置不正確，A錯誤；由題圖可知，每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連，B正確；核苷酸之間通過磷酸二酯鍵即圖中相連形成

17、核苷酸鏈，C正確；脫氧核苷酸根據(jù)堿基不同分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸，因此若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是胸腺嘧啶T，D正確。7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，構成了DNA分子中基因的多樣性B堿基對的特定的排列順序，又構成了每一個基因的特異性C一個含2 000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有41 000種D人體內(nèi)控制­珠蛋白的基因由1 700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41 700種解析：選D­珠蛋白基因堿基對的排列順序，是

18、73;珠蛋白所特有的。任意改變堿基的排列順序后，合成的就不一定是­珠蛋白。8(2014·上海高考)在DNA分子模型搭建實驗中，如果用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型()A粗細相同，因為嘌呤環(huán)必定與嘧啶環(huán)互補B粗細相同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似C粗細不同，因為嘌呤環(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補D粗細不同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同解析：選AA和G都是嘌呤堿基，C和T都是嘧啶堿基，在DNA分子中，總是AT，GC，依題意，用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，則DNA的粗細相同?！灸芰︻}組

19、】9下列有關DNA分子結構的敘述，正確的是()ADNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的規(guī)則的雙螺旋結構，其基本骨架由脫氧核糖、磷酸和含氮堿基交替排列而成B整個DNA分子中，嘌呤數(shù)目等于嘧啶數(shù)目，所以每條DNA單鏈中AT、GCC與DNA分子中的堿基G直接相連的是脫氧核糖和堿基CD每個脫氧核糖均只與一個磷酸和一個堿基相連解析：選CDNA分子雙螺旋結構的外側是磷酸與脫氧核糖交替排列構成的基本骨架，堿基排列在內(nèi)側。若DNA分子的一條鏈上是堿基A，則另一條鏈上與之配對的一定是堿基T；一條鏈上是堿基G，則另一條鏈上與之配對的一定是堿基C，反之亦然。所以，在雙鏈DNA分子中AT、GC，但在單鏈

20、中，堿基A的數(shù)目不一定等于堿基T的數(shù)目，堿基G的數(shù)目也不一定等于堿基C的數(shù)目。在一個脫氧核苷酸中，堿基G與脫氧核糖直接相連，兩鏈之間堿基G與堿基C互補配對。每個脫氧核糖均只與一個堿基相連，但除了游離的脫氧核糖只與一個磷酸相連外，其余脫氧核糖均與兩個磷酸相連。10在一個DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥嘌呤多40%，兩者之和占DNA分子上堿基總數(shù)的24%，則這個DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈上堿基數(shù)目的()A44% B24%C14% D28%解析：選D 畫出DNA分子簡圖(如圖所示)。 依題意，列出等量關系：(A1G1)/G140%A11.4G1，而在整個DNA分子中：(A1G1)/200

21、24%A1G148，聯(lián)立、得：A128。整個DNA分子中A1T2，因此正確答案是D。11在搭建DNA分子模型的實驗中，若有4種堿基塑料片共20個，其中4個C，6個G，3個A，7個T，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，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20個脫氧核苷酸B所搭建的DNA分子片段最長為7堿基對C能搭建出410種不同的DNA分子模型D能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段解析：選D每個脫氧核苷酸中，脫氧核糖數(shù)磷酸數(shù)堿基數(shù)，因脫氧核糖和磷酸之間連接物是14個，故最多只能搭建出14個脫氧核苷酸。DNA分子的堿基中A

22、T、CG，故提供的4種堿基最多只能構成4個CG對和3個AT對，但由于脫氧核苷酸之間結合形成磷酸二酯鍵時還需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物，故7堿基對需要的脫氧核糖和磷酸之間的連接物是141226(個)。設可搭建的DNA片段有n堿基對，按提供的脫氧核糖和磷酸之間連接物是14個計算，則有14n×2(n1)×2，得n4，故能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段。12現(xiàn)有一待測核酸樣品，經(jīng)檢測后，對堿基個數(shù)統(tǒng)計和計算得到下列結果：(AT)(GC)(AG)(TC)1。根據(jù)此結果，該樣品()A無法被確定是脫氧核糖核酸還是核糖核酸B可被確定為雙鏈DNAC無法被確定是單鏈DNA還是雙鏈DNAD

23、可被確定為單鏈DNA解析：選C由于核酸樣品檢測得到堿基A、T、C、G，所以該核酸一定是DNA，而不是RNA；據(jù)題意可知四種堿基相等，即ATGC，無法確定是單鏈DNA還是雙鏈DNA。13如圖表示某大腸桿菌DNA分子結構的片段，請據(jù)圖回答：(1)圖中1表示_，2表示_。1、2、3結合在一起的結構叫_。(2)3有_種，中文名稱分別是_。(3)DNA分子中3與4是通過_連接起來的。(4)DNA被徹底氧化分解后，能產(chǎn)生含N廢物的是_。解析：圖示為DNA片段，1代表磷酸，2是脫氧核糖，3、4代表含氮堿基。兩條鏈之間通過堿基對間的氫鍵相連。答案：(1)磷酸脫氧核糖脫氧核糖核苷酸(2)兩鳥嘌呤、胞嘧啶(3)氫鍵(4)含氮堿基14如圖是DNA分子片段的結構圖，請據(jù)圖回答：(1)圖甲是DNA分子片段的_結構，圖乙是DNA分子片段的_結構。(2)寫出圖中部分結構的名稱：2_、5_。(3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條長鏈是由_和_交替連接的。(4)堿基配對的方式為：_與_配對；_與_配對。(5)從圖甲中可以看出，組成DNA分子的兩條鏈的方向是_的，從圖乙中可以看出，組成DNA分子的兩條鏈相互盤旋成_