1、第13课时DNA的分子结构和特点目标导航1.概述DNA分子结构的特点。2.阐明碱基互补配对原则。3.制作DNA分子双螺旋结构模型。一、DNA和RNA化学成分的比较1核酸分为_和_两类。2DNA和RNA的比较比较项目DNARNA存在(真核生物)主要存在于_中，少量在_、_中主要存在于_中化学组成基本单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸戊糖_碱基A、G、C、_A、G、C、_无机酸磷酸磷酸结构规则的_结构通常呈_结构功能主要的_物质在不存在DNA的生物中RNA是遗传物质；在存在DNA的生物中可辅助DNA完成功能二、DNA的分子结构1核苷酸是_和_连接起来的结构单元，其中的核苷又是_与_结合形成的单位。2DN
2、A分子的基本单位是_。由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种：_(A)、_(G)、_(C)和_(T)。因此，脱氧核苷酸也有4种，即_、_、_和_。3DNA分子中的两种重要的作用力(如图)(1)磷酸二酯键：一条脱氧核苷酸单链中，一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过磷酸二酯键相连接。(2)氢键：两条单链之间配对的碱基以氢键相连，A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此，C、G含量越多，DNA分子越稳定。三、DNA分子的结构特点1沃森和克里克认为，DNA分子的立体结构是_。2DNA分子结构的特点(1)DNA分子是由两条长链组成的按_方式盘旋成双螺旋结构。基本
3、骨架是_，形成主链的基本骨架，并排列在主链的外侧，_位于内侧。(2)DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基_，由_连接。碱基互补配对原则：_。(3)DNA中碱基含量的卡伽夫法则：在DNA分子中，_和_的分子数相等，_和_的分子数相等，但_的量不一定等于_的量。3DNA分子的稳定性、多样性和特异性(1)稳定性：DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。因为在DNA分子双螺旋结构的内侧，通过氢键形成的碱基对，把两条脱氧核苷酸长链稳固地联结起来。碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。(2)多样性：组成DNA分子的碱基虽然只有四种，但是，由于DNA分子碱基对的数量不
4、同，碱基对的排列顺序千变万化，就构成了DNA分子的多样性。例如，一个具有4 000个碱基对的DNA分子所携带的遗传信息理论上有44000种。(3)特异性：不同的DNA分子碱基对的排列顺序不同，因此，每一个DNA分子都有特定的碱基排列顺序，这种特定的排列顺序就代表特定的遗传信息，从而使DNA分子具有特异性。四、制作DNA双螺旋结构模型1制作原理：DNA的脱氧核苷酸双链_，_与_交替连接，排列在_，_排列在_，碱基对通过_连接，且遵循碱基互补配对原则。2制作过程：(1)使用各种材料分别“制作”若干个_；将各种配件整合在一起，并连接成脱氧核苷酸链；连接两条脱氧核苷酸链，拼成DNA分子平面结构图；再“
5、旋转”成_结构。(2)根据设计计划，对制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检查，对模型的不足加以修正。3注意事项：(1)熟悉制作模型用的各种零件代表的物质，写出4种碱基的字母名称。(2)两条链的长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。(3)磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。(4)制作中各零件连接应牢固，避免旋转时脱落。(5)各组模型制作以不同数量和顺序的AT、CG、TA、GC四种碱基对排列，领悟DNA分子的多样性。知识点一DNA和RNA化学成分的比较1有三个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条核苷酸长链，它的组成是()A1个RNA,2个DNA B3个DNAC1个DNA,2个
6、RNA D3个RNA2核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是()A在细胞内存在的主要部位相同B构成的五碳糖不同C核苷酸之间的连接方式不同D构成的碱基相同知识点二DNA的分子结构3DNA分子具有多样性和特异性是由于()ADNA分子是高分子化合物，相对分子质量大BDNA分子中碱基数目很多，能形成很多氢键CDNA分子中两条链上的脱氧核糖和磷酸之间的排列顺序变化多端DDNA分子中碱基对的排列顺序千变万化，但在特定的DNA分子中碱基对排列顺序不变知识点三DNA分子的结构特点4下列不是DNA结构特征的是()ADNA双链反向平行B碱基按嘌呤与嘧啶(AT；GC)，嘧啶与
7、嘌呤(TA；CG)互补配对CDNA分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸排列千变万化DDNA螺旋沿中心轴旋转5有关DNA分子结构的叙述，正确的是(多选)()ADNA分子由4种脱氧核苷酸组成BDNA单链上相邻碱基以氢键连接C碱基与磷酸相连接D磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架知识点四制作DNA双螺旋结构模型6某学生制作的碱基对模型，其中正确的是()基础落实1下面关于DNA结构的叙述中，不正确的一项是()ADNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧BDNA分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相同CDNA分子中只有四种碱基，故实际上只能构成44种DNADDNA分子中碱基之间一一对应的配对关
8、系是碱基互补配对原则2DNA两条链上排列顺序稳定不变的是()A脱氧核苷酸 B脱氧核糖和磷酸C碱基对 D碱基3某DNA分子的一条链(AG)/(TC)2，这种比例在其互补链和整个DNA分子中分别是()A都是2 B1/2和2 C1/2和1 D2和14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5不同物种的DNA分子的特异性主要取决于()(AG)/(TC)的不同(AT)/(GC)的不同(AU)/(GC)的不同脱氧核糖
9、的排列顺序核糖核酸的排列顺序脱氧核苷酸的排列顺序A B C D能力提升6分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，因此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量最大值可占此链碱基总数的()A20% B30% C40% D70%7在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则()Ab0.5 Bb0.5C胞嘧啶为a(1/2b1)个 D胞嘧啶为b(1/2b1)个8在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是()A含胸腺嘧啶32%的样品 B
10、含腺嘌呤17%的样品C含腺嘌呤30%的样品 D含胞嘧啶15%的样品9.如图是DNA片段的结构图，请据图回答：(1)图甲是DNA片段的_结构，图乙是DNA片段的_结构。(2)填出图中部分结构的名称：2_，5_。(3)从甲图中可以看出DNA分子中的两条长链是由_和_交替连接的。 (4)连接碱基对的化学键是_。碱基配对的方式如下：即_与_配对；_与_配对。(5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是_的。从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成_的_结构。10已知双链DNA分子的一条单链中(AG)/(TC)m，求：(1)在互补链中上述比例为_，据此可得推论：_。(2)在整个DNA分子中上
11、述比例为_，据此可得推论：_。若在一单链中，(AT)/(CG)n时，求：(3)在另一条互补链中上述比例为_。(4)在整个DNA分子中上述比例为_。(5)据(3)和(4)可得推论：_。答案知识清单一、1.DNARNA2细胞核叶绿体线粒体细胞质脱氧核糖核糖TU双螺旋单链遗传二、1.核苷磷酸含氮碱基脱氧核糖2脱氧核苷酸腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸三、1.规则的双螺旋结构2(1)反向平行一条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合碱基(2)互补配对氢键腺嘌呤与胸腺嘧啶通过两个氢键相连，鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连(3)A
12、(腺嘌呤)T(胸腺嘧啶)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶)ATGC四、1.反向平行磷酸脱氧核糖外侧碱基内侧氢键2(1)磷酸、脱氧核糖、碱基双螺旋对点训练1C解答此类问题，需要弄清DNA和RNA的化学组成和空间结构。因为DNA和RNA共含有5种碱基，8种核苷酸，且一个DNA分子含有两条核苷酸链，而一个RNA分子只含一条核苷酸链。满足条件的只有C项。2B3DDNA分子中碱基对的排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性，而特定的碱基对排列顺序又构成了特定的DNA分子。4CDNA分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧。5ADDNA双链上成对的碱基以氢键连接。单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖磷
13、酸脱氧核糖联系起来，脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧，构成DNA链的基本骨架。碱基排列在内侧，与脱氧核糖直接相连。6A选项B，A与T间氢键个数不对；选项C，右侧脱氧核糖与碱基和磷酸的连接方式不对，A与T间氢键个数不对；选项D，碱基与脱氧核糖和磷酸连接方式不对，G与C间氢键个数不对。课后作业1CDNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。DNA分子中含有四种碱基，由于许多的碱基排列起来使DNA分子种类多种多样，其种类数量为4n，n为碱基对数。2BDNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，且稳定不变。3C在整个DNA分子中，AT、CG，因此，AGTC。由于在
14、DNA分子的单链中，一条链中的AG或TC与互补链中的TC或AG相等，一条链的(AG)/(TC)2，其互补链的该比值就是1/2。4B由于组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，所以B项的叙述是错误的。5B6C由题意知，AT30%，GC40%，双链DNA分子中互补配对的碱基在整个DNA分子和每一单链中所占的比例相等，即单链中的GC(GC)双40%，因此一条链中G的最大值是40%。7C根据碱基互补配对原则，DNA分子中A有a个，占碱基总数的比例为b，则T也有a个，占碱基总数的比例也为b；因该DNA区段含四种碱基，故2b应小于1，即b0.5，则排除A和B选项。该DNA区段碱基总数为a/b，胞嘧啶所占比例为(12
15、b)/2，则胞嘧啶数量为ca/b(12b)/2a(1/2b1)个。8B创设情境，考查对DNA双螺旋结构的理解与应用。DNA分子双螺旋结构中，A和T之间可以形成2个氢键，而G和C之间可以形成3个氢键，其稳定性较强，因此G和C含量多的生物，其体内的DNA分子的稳定性大于G和C含量少的生物，从而能适应高温环境。9(1)平面立体(或空间)(2)一条脱氧核苷酸单链片段腺嘌呤脱氧核苷酸(3)脱氧核糖磷酸(4)氢键A(腺嘌呤)T(胸腺嘧啶)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶)(5)反向规则双螺旋解析(1)从图中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面结构，而乙表示的是DNA分子的立体(空间)结构。(2)图中2表示的是一条脱
16、氧核苷酸单链片段，而5表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从甲图的平面结构可以看出：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。(5)根据图甲可以判断：组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。10(1)1/m两非互补碱基和的比例在双链DNA的两条子链中互为倒数关系(2)1在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和(3)n(4)n(5)在整个DNA分子中，(AT)/(GC)与分子内任一条链上的该比例相同解析假
17、设DNA双链分别为和，链为已知链，链为互补链：(1)据碱基互补配对原则可知：AT，AT，CG，GC，故(AG)/(TC)(TC)/(AG)m，则互补链中(AG)/(TC)1/m。可见，在两条链中这种碱基比例互为倒数关系。(2)在双链DNA中，AT，GC，则(AG)/(TC)1。可见，在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和。(3)根据上面的假设，在整个DNA分子中有下列关系存在：ATTA，GCCG，则有(AT)/(GC)(AT)/(GC)n。(4)根据上面的假设，在双链DNA中有下列关系存在：AT、AT、GC、CG，故整个DNA分子中：(AT)/(GC)(AA)(TT)/(GG)(CC)2(AT)/2(GC)n。根据(3)和(4)可知：在整个DNA分子中，(AT)/(GC)与分子内任何一条链上的该比例相同。