第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu) 自主學(xué)習(xí) 新知突破 1識(shí)記DNA分子的化學(xué)組成。2掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)。3會(huì)進(jìn)行有關(guān)DNA分子中堿基含量的計(jì)算。 1構(gòu)建者：美國(guó)生物學(xué)家_和英國(guó)物理學(xué)家_。2構(gòu)建依據(jù)(1)DNA分子是以_為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有_四種堿基。(2)腺嘌呤(A)的量總是等于_的量，鳥(niǎo)嘌呤(G )的量總是等于_的量。 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建沃森克里克脫氧核苷酸A、G、C、T胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C) 思考探討1.根據(jù)AT，GC，推算雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)和嘧啶數(shù)有什么關(guān)系。提示：嘌呤總數(shù)嘧啶總數(shù)。 DNA的化學(xué)組成(1)基本組成元素：C、H、O、N、P 5種元素。(2)基本組成單位：4種脫氧核苷酸。(3)許多脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈，通常一個(gè)DNA分子由2條脫氧核苷酸鏈組成。 DNA是規(guī)則的_結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是：DNA分子的結(jié)構(gòu)雙螺旋 (1)DNA分子是由_條鏈構(gòu)成的，這兩條鏈按_方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA分子中的_、_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)。堿基配對(duì)的規(guī)律是：A與_配對(duì)，G與_配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫做_原則。兩反向脫氧核糖磷酸堿基氫鍵T C堿基互補(bǔ)配對(duì) 思考探討2.在DNA分子的一條鏈中，相鄰兩個(gè)脫氧核苷酸是怎樣連接的？3含有哪些堿基對(duì)比較多的DNA結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定？4一個(gè)DNA分子有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？提示：2.通過(guò)“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”之間形成磷酸二酯鍵的形式連接。3A與T之間形成2個(gè)氫鍵，G與C之間形成3個(gè)氫鍵；CG堿基對(duì)在DNA分子中所占比例越大，DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。42個(gè)。 1平面結(jié)構(gòu)(1)一條脫氧核苷酸鏈：由一分子脫氧核苷酸中脫氧核糖上的3號(hào)碳原子與另一分子脫氧核苷酸中的磷酸通過(guò)形成化學(xué)鍵(3，5 磷酸二酯鍵)相連接。如圖所示： (2)兩條鏈之間的連接：A一定與T配對(duì)，兩堿基之間形成兩個(gè)氫鍵；G一定與C配對(duì)，兩堿基之間形成三個(gè)氫鍵。如圖所示： 2空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)兩條鏈反向平行，有規(guī)則地盤(pán)繞成雙螺旋。(2)脫氧核糖與磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。(3)堿基排列在內(nèi)側(cè)，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。3堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及堿基含量的計(jì)算(1)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：腺嘌呤(A)一定與胸腺嘧啶(T)配對(duì)；鳥(niǎo)嘌呤(G )一定與胞嘧啶(C)配對(duì)。 (1)可根據(jù)核苷酸分子中的五碳糖與堿基種類(lèi)區(qū)分DNA與RNA，脫氧核糖與胸腺嘧啶是DNA特有的，核糖與尿嘧啶是RNA特有的。(2)脫氧核苷酸聚合形成長(zhǎng)鏈的過(guò)程中產(chǎn)生水。 記知識(shí)綱要 背關(guān)鍵語(yǔ)句1DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)兩條鏈反向平行盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)脫氧核糖和磷酸交替連接，排列于外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。(3)堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，排列在內(nèi)側(cè)。2堿基互補(bǔ)配對(duì)原則A一定與T配對(duì)，G一定與C配對(duì)。 3雙鏈DNA分子中的數(shù)量關(guān)系(1)嘌呤堿基數(shù)嘧啶堿基數(shù)，即AGTC，AT，GC。(2)能互補(bǔ)配對(duì)的兩堿基之和的所占比例在DNA的任何一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等。(3)不能互補(bǔ)兩堿基所占之和的所占比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，整個(gè)DNA分子中，兩不能配對(duì)堿基之和與另兩不能配對(duì)堿基之和之比等于1。4DNA分子中A與T之間是兩個(gè)氫鍵，G與C之間是三個(gè)氫鍵，含GC堿基對(duì)越多的DNA分子相對(duì)越穩(wěn)定。 合作探究 課堂互動(dòng) DNA分子的結(jié)構(gòu)下圖為DNA分子的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的描述正確的是() A和相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架B的名稱(chēng)是胞嘧啶脫氧核苷酸C當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)，的形成需要連接酶DDNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息自主解答_ 解析：和相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架，A錯(cuò)誤；的結(jié)構(gòu)并不是胞嘧啶脫氧核苷酸，是屬于另一個(gè)脫氧核苷酸的磷酸，由和及下面的磷酸才可以構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制時(shí)，氫鍵的形成不需要連接酶，DNA片段的連接才需要DNA連接酶，C錯(cuò)誤。答案：D DNA結(jié)構(gòu)的“五、四、三、二、一”記憶五種元素：C、H、O、N、P；四種堿基：A、G、C、T，相應(yīng)的有四種脫氧核苷酸；三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基；兩條長(zhǎng)鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈；一種結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 1關(guān)于下圖DNA分子片段的說(shuō)法，不正確的是()A所指的堿基代表鳥(niǎo)嘌呤B所指的堿基是DNA分子中特有的C代表堿基互補(bǔ)配對(duì)形成的氫鍵DDNA分子片段中AT堿基對(duì)含量越高，DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 解析：圖中所指堿基為鳥(niǎo)嘌呤(G )；所指堿基為胸腺嘧啶(T)，T是DNA特有的，A、B正確；代表氫鍵，C正確；DNA分子中AT堿基對(duì)有2個(gè)氫鍵，GC堿基對(duì)有3個(gè)氫鍵，若GC堿基對(duì)含量越高，則DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，D錯(cuò)誤。答案：D 某DNA分子中，GC之和占全部堿基的35.8%，一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的()A32.9%和17.1%B31.3%和18.7%C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%自主解答_ DNA分子中堿基含量的計(jì)算 解析：由于DNA分子中(GC)之和在整個(gè)DNA分子中的所占比例與在單鏈中該比例均相等，可推出該已知鏈中GC35.8%，又因T與C分別占32.9%與17.1%，可求出該鏈中的A為1(GCT)1(35.8%32.9%)31.3%，G35.8%17.1%18.7%。其互補(bǔ)鏈中T和C應(yīng)與該鏈中A與G的含量相等。答案：B 2一個(gè)DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥(niǎo)嘌呤多40%，兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%，則這個(gè)DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的()A44% B24%C14% D28%解析：畫(huà)出DNA簡(jiǎn)圖(如圖)。 答案：D 高效測(cè)評(píng) 知能提升 1下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，不正確的是()A每個(gè)DNA分子一般都含有四種脫氧核苷酸B每個(gè)DNA分子中對(duì)應(yīng)鏈上的堿基、磷酸、脫氧核苷酸、脫氧核糖的數(shù)目是相等的C每個(gè)脫氧核糖上均連著一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基D雙鏈DNA分子中的一段，如果有40個(gè)腺嘌呤，就一定同時(shí)含有40個(gè)胸腺嘧啶 解析：DNA分子中，除了兩端的脫氧核糖外，每個(gè)脫氧核糖上連著兩個(gè)磷酸和一個(gè)堿基。答案：C 2某研究小組測(cè)定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是() 解析：無(wú)論DNA分子的一條單鏈中(AC)/(TG )的值為多少，整個(gè)DNA分子中(AC)/(TG )都等于1，A錯(cuò)誤；由于雙鏈DNA分子中A與T配對(duì)、G與C配對(duì)，故一條單鏈中(AC)/(TG )的值與其互補(bǔ)鏈中的(AC)/(TG )的值互為倒數(shù)，B錯(cuò)誤；由于雙鏈DNA分子中A與T配對(duì)、G與C配對(duì)，故一條單鏈中(AT)/(GC)的值與整個(gè)DNA分子中(AT)/(GC)的值相等，C正確；由于雙鏈DNA分子中A與T配對(duì)、G與C配對(duì)，故一條單鏈中(AT)/(GC)的值與其互補(bǔ)鏈中(AT)/(GC)的值相等，D錯(cuò)誤。答案：C 3下圖表示某同學(xué)在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，制作的一條脫氧核苷酸鏈，下列表述不正確的是() A能表示一個(gè)完整脫氧核苷酸的是圖中的a或bB圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的堿基只有1個(gè)C相鄰脫氧核苷酸之間通過(guò)化學(xué)鍵連接起來(lái)D從堿基上看，缺少的堿基是T解析：圖中所示a表示的是一個(gè)完整的脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；圖中與五碳糖直接相連的堿基只有一個(gè)，B正確；圖中處表示的是磷酸二酯鍵，相鄰的脫氧核苷酸通過(guò)此鍵相連接，C正確；脫氧核苷酸中的堿基共有4種，即A、G、C、T，D正確。答案：A 4在一個(gè)DNA分子中有200個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤有90個(gè)，則這個(gè)DNA片段中含有游離的磷酸基團(tuán)的數(shù)目和氫鍵的數(shù)目依次為()A200個(gè)和400個(gè)B400個(gè)和510個(gè)C2個(gè)和510個(gè) D2個(gè)和400個(gè)解析：雙鏈DNA片段中只有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)；A有90個(gè)，則TA90個(gè)，GC100個(gè)，氫鍵數(shù)為9021103510。答案：C 5如圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)圖甲是DNA片段的_結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的_結(jié)構(gòu)。(2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱(chēng)：2_、3_、5_。( 3 )從圖中可以看出D N A分子中的兩條鏈?zhǔn)怯蒧 和_交替連接構(gòu)成的。(4)連接堿基對(duì)的7是_，堿基配對(duì)的方式如下：即_與_配對(duì)；_與_配對(duì)。(5)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是_的，從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成_結(jié)構(gòu)。 解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸單鏈片段，3表示脫氧核糖，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結(jié)構(gòu)可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成了基本骨架。(4)DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，且有一定規(guī)律：A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。(5)根據(jù)圖甲可以判斷：組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模粡膱D乙可以看出組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈相互纏繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 答案：(1)平面立體(或空間)(2)一條脫氧核苷酸單鏈片段脫氧核糖腺嘌呤脫氧核苷酸(3)脫氧核糖磷酸(4)氫鍵A(腺嘌呤)T(胸腺嘧啶)G (鳥(niǎo)嘌呤)C(胞嘧啶)(5)反向平行規(guī)則的雙螺旋