高中生物【DNA的結(jié)構(gòu)】教學(xué)資源

高中生物【DNA的結(jié)構(gòu)】教學(xué)資源

教材-自主導(dǎo)讀

一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

1.構(gòu)建者：囚______________。

2.構(gòu)建過(guò)程

DNA以4種②威爾金斯和富蘭克林提供

為單位組成長(zhǎng)鏈的囿

II

r

［f構(gòu)建模型“雙螺旋和三螺旋

否定一J

卜*杳哥夫提出A=T、G=C

〔重建模型2)雙螺旋：A與圖_配對(duì)，G與國(guó)

配對(duì)，兩條鏈的方向相

反.DNA分子穩(wěn)定

二、DNA的結(jié)構(gòu)

1.DNA的基本組成單位——應(yīng)_____________________

(1)結(jié)構(gòu)模式

城馥山左五聯(lián)滿(mǎn)的5，-C上

廣、堿基連左五碳糖的r-c

4,愉合產(chǎn)——堿基包膈A、G、C、T

網(wǎng)，鼻種

二

2，-C上走接的是一H,

核糖的2，-C上連接的先一0H

(2)分子構(gòu)成：1分子磷酸+1分子目+1分子堿基。

(3)基本種類(lèi)：腺喋吟脫氧核甘酸、圖_____________脫氧核甘酸、E

脫氧核甘酸、胞喀咤脫氧核昔酸。

2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

游離的有酸基切

好近

二

酯

鍵

、

——

空間結(jié)構(gòu)

(l)DNA是由皿條單鏈組成的，這篁按

反向平行方式盤(pán)旋成盤(pán)結(jié)構(gòu)。

I

如果DNA的一條單鏈上的堿基序列為5GGTATC—3，，那么與其互補(bǔ)的

另一條單鏈的堿基序列就為3，一CCATAG—5，

(2)DNA中的?交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；

B排列在內(nèi)側(cè)。

(3)兩條鏈上的堿基通過(guò)圜連接成堿基對(duì)，并且堿基配對(duì)具有一定

的規(guī)律：A(腺喋吟)一定與園_________________配對(duì)，G(鳥(niǎo)喋吟)一定與圜

配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫作鴨原則。

三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

某學(xué)習(xí)小組，利用材料制作了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，合理的制作順序如下：

(1)制作若干個(gè)磷酸、堿基和脫氧核糖。

(2)組裝“脫氧核甘酸模型”。

(3)組成多核甘酸長(zhǎng)鏈。

(4)制作DNA分子平面結(jié)構(gòu)。

(5)獲得DNA分子的立體結(jié)構(gòu)。

[答案自填]口沃森和克里克？脫氧核昔酸

0DNA衍射圖譜目T[5]C⑹脫氧核昔酸

由脫氧核糖⑻胸腺喀咤⑨鳥(niǎo)喋吟四兩四兩條鏈

回雙螺旋回脫氧核糖和磷酸四堿基四氫鍵

呸T(胸腺喀陡)口(2(胞喀陡)四堿基互補(bǔ)配對(duì)

(l)DNA中堿基數(shù)=磷酸數(shù)=核糖數(shù)。()

(2)含有G、C堿基對(duì)比較多的DNA熱穩(wěn)定性較差。()

(3)雙鏈DNA中一條鏈上的磷酸和核糖是通過(guò)氫鍵連接的。()

(4)磷酸與脫氧核糖交替連接，構(gòu)成DNA的基本骨架。()

(5)DNA一條鏈上相鄰的兩個(gè)堿基通過(guò)“脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖”相

連。()

答案：(1)X(2)X(3)X(4)V(5)V

核心-知識(shí)突破b

核心點(diǎn)一DNA的結(jié)構(gòu)和功能

■發(fā)I畫(huà)切?|知■

1.DNA的結(jié)構(gòu)

(1)數(shù)量關(guān)系

①每個(gè)DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有兩個(gè)，這一端稱(chēng)為夕一端。

②A(yíng)—T堿基對(duì)之間有兩個(gè)氫鍵，G—C堿基對(duì)之間有三個(gè)氫鍵。

③脫氧核糖數(shù)=磷酸數(shù)=堿基數(shù)。

(2)位置關(guān)系

①單鏈中相鄰堿基通過(guò)脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖連接。

②互補(bǔ)鏈中相鄰堿基通過(guò)氫鍵相連。

(3)化學(xué)鍵的作用

①氫鍵：連接互補(bǔ)鏈中相鄰的堿基。

②磷酸二酯鍵：連接單鏈中相鄰兩個(gè)脫氧核昔酸的脫氧核糖和磷酸。

2.DNA的特性

芭曼坦每種DNA都有區(qū)別于其他DNA的特定的

堿基排列順序

呼1珞會(huì)郎①DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接的方

史-迪甦式不變；②兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的方

J式不變

性

----紀(jì)桂祗不同DNA中脫氧核昔酸的數(shù)量不同，排

度把空列順序多種多樣。"個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的DNA

分子中.排列順序有4"種

3.DNA的功能

(1)儲(chǔ)存著生物體內(nèi)的遺傳信息：DNA分子中脫氧核甘酸的排列順序蘊(yùn)含著

生物的遺傳信息。

(2)控制細(xì)胞的生命活動(dòng)。

(3)決定生物體的遺傳和變異。

［溫馨提示］(1)在DNA中G—C堿基對(duì)越多，氫鍵越多，其熱穩(wěn)定性越強(qiáng)。

(2)一個(gè)脫氧核甘酸的脫氧核糖的3號(hào)碳原子與另一個(gè)脫氧核甘酸的磷酸脫

去1分子水形成一個(gè)磷酸二酯鍵，因此，形成磷酸二酯鍵的方式是脫水縮合。

■典I題演I芙，

1.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(shí)驗(yàn)

②富蘭克林等拍攝的DNA衍射圖譜

③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中喋吟含量與喀咤含量相等

④艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

A.①②B.②③

C.③④D.①④

解析：選B。艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)

菌實(shí)驗(yàn)均證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但不能為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建提供依

據(jù)，①④錯(cuò)誤；富蘭克林等拍攝的DNA衍射圖譜可為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)

建提供依據(jù)，②正確；查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中腺喋吟(A)的量=胸腺喀唉(T)的量，

鳥(niǎo)嘿吟(G)的量=胞喀咤(C)的量，即喋吟(A+G)含量與喀噫(T+C)含量相等，可

為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建提供依據(jù)，③正確。

2.下圖所示為DNA的某一片段，下列相關(guān)敘述正確的是()

④③⑦

A.每個(gè)脫氧核糖上均連著2個(gè)磷酸和1個(gè)堿基

B.DNA中⑤相對(duì)含量越多越穩(wěn)定

C.圖中④的種類(lèi)由③決定，共有5種

D.雙鏈DNA中，A+T=G+C

解析：選B。大多數(shù)脫氧核糖上連著2個(gè)磷酸和1個(gè)堿基，但每條鏈末端的

脫氧核糖上只連接1個(gè)磷酸和1個(gè)堿基，A錯(cuò)誤；⑤為氫鍵，氫鍵數(shù)目越多，

DNA分子越穩(wěn)定，B正確；圖中④脫氧核甘酸的種類(lèi)由③含氮堿基決定，共有4

種，C錯(cuò)誤；雙鏈DNA分子中，A=T、G=C,但A+T不一定等于G+C,D

錯(cuò)誤。

?拓展延伸長(zhǎng)句特訓(xùn)與裔考接觸

(1)某細(xì)胞內(nèi)核酸進(jìn)行初步水解和徹底水解，則產(chǎn)物分別是

答案：8種核昔酸；磷酸、兩種核糖和5種含氮堿基(A、T、G、C、U)

(2)右圖為某生物的遺傳物質(zhì)初步水解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)圖。

①據(jù)圖能否判斷該生物的遺傳物質(zhì)？。原因是

②若已知該生物是細(xì)胞生物，圖示結(jié)構(gòu)的名稱(chēng)是

答案：①不能無(wú)法判斷圖中的五碳糖是核糖還是脫氧核糖②腺喋吟脫氧

核甘酸

核心點(diǎn)二DNA中的相關(guān)計(jì)算

結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)，歸納DNA中的有關(guān)計(jì)算規(guī)律。

?：”1鏈

T—AC.一鏈

(1)規(guī)律一：在DNA雙鏈中的兩個(gè)互補(bǔ)的堿基數(shù)量相等，即人=1\G=Co

DNA雙鏈中任意兩個(gè)不互補(bǔ)的堿基之和恒等，即A+G=T+C、A+C=T+G,

且占?jí)A基總數(shù)的50%。

(2)規(guī)律二：DNA雙鏈中，若1鏈中Ai所占比例為Xi,2鏈中A2所占比例

為X2,則整個(gè)DNA中A所占比例為(X/X2)

(3)規(guī)律三：DNA雙鏈中，一條單鏈(1鏈)的不互補(bǔ)的堿基之和之比即占理

1I[

的值與其互補(bǔ)鏈(2鏈)的不言的值互為倒數(shù)關(guān)系，在整個(gè)DNA中，此比值為1,

A+G

即T+Ci

（4）規(guī)律四：DNA的雙鏈中，一條單鏈（1鏈）的互補(bǔ)堿基之和之比即?粵的

5十5

A_LyA+T

值與另一條互補(bǔ)鏈（2鏈）的不十的值是相等的，也與整個(gè)DNA分子中的

Cr2?C2LJ-TC

的值相等。

■畫(huà)I題幅I罰，

1.下列關(guān)于雙鏈DNA的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.一條鏈中A和T的數(shù)量相等，則其互補(bǔ)鏈中A和T的數(shù)量也相等

B.一條鏈中G為C的2倍，則其互補(bǔ)鏈中G為C的1/2

C.一條鏈中C：T=1：2,則其互補(bǔ)鏈中G：A=2：1

D.一條鏈中A：T：G：C=1：2：3：4,則其互補(bǔ)鏈中A：T：G：C=

2：1：4：3

解析：選C。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，雙鏈DNA中，一條鏈中的A和T分

別與互補(bǔ)鏈中的T和A配對(duì)，一條鏈中的G和C分別與互補(bǔ)鏈中的C和G配

對(duì)，故一條鏈中A和T的數(shù)量相等，則其互補(bǔ)鏈中A和T的數(shù)量也相等，一條

鏈中G為C的2倍，則其互補(bǔ)鏈中G為C的1/2,A、B正確；一條鏈中C：T

=1：2,則其互補(bǔ)鏈中G：A=1：2,C錯(cuò)誤；雙鏈DNA分子中，一條鏈中

A：T：G：C=1：2：3：4,則其互補(bǔ)鏈中A：T：G：C=2：1：4：3,D正確。

2.若一個(gè)雙鏈DNA的G占整個(gè)DNA堿基的27%,并測(cè)得DNA一條鏈上

的A占這個(gè)鏈堿基的18%,則另一條鏈上的A的比例是（）

A.9%B.27%

C.28%D.46%

解析：選C。G占整個(gè)DNA堿基的27%,據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，G=C

=27%,G+C=54%,那么A+T=l—54%=46%,又因?yàn)樗娜魏我粭l鏈中A

+T=46%,其中一條鏈中的A=18%,則此鏈中T=46%—18%=28%,另一條

鏈中A=28%,C符合題意。

3.從某生物組織中提取一個(gè)DNA進(jìn)行分析，其中G+C占全部堿基的46%,

又知該DNA的一條鏈（H鏈）所含的堿基中28%是A,24%是C,則與H鏈相對(duì)

應(yīng)的另一條鏈中，A、C分別占該鏈全部堿基的（）

A.26%、22%B.24%、28%

C.14%、11%D.11%、14%

解析：選A。由DNA中G+C占全部堿基的46%可知，DNA中A+T占全

部堿基的54%,則在DNA雙鏈中A=T=27%,G=C=23%,H鏈中A占28%,

C占24%,則與H鏈相對(duì)應(yīng)的另一條鏈中，A占該鏈全部堿基的比例為2X27%

—28%=26%,C占該鏈全部堿基的比例為2X23%—24%=22%。

◎拓展延伸長(zhǎng)句特訓(xùn)一接觸

⑴如果DNA一條鏈Hi中的(A+C)/(T+G)的值為m,那么互補(bǔ)鏈H2中(A

+C)/(T+G)的值為；在整個(gè)DNA中，該比值是o

答案：1/m1

(2)在雙鏈DNA中，若某一條鏈中(A+T)/(G+C)=m則在另一條鏈中(A+

T)/(G+C)的值是；在整個(gè)DNA中(A+T)/(G+C)的值是。

答案：nn

回周蜀瑟

DNA中堿基計(jì)算類(lèi)試題的解題步驟

搞清題中已知的和所求的堿基比例是占

第一步整個(gè)DNA堿基的比例，還是占DNA一條

鏈上堿基的比例

?畫(huà)一個(gè)DNA模式圖，并在圖中標(biāo)出已知

第二步

的和所求的堿基

根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其規(guī)律進(jìn)行計(jì)

第三步

算

核收知識(shí)小結(jié)

［規(guī)范答題］

1.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)：(1)兩條鏈反向

［要點(diǎn)回眸］

平行；(2)脫氧核糖和磷酸交替連接，排

列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；(3)堿基通過(guò)

DNA結(jié)構(gòu)模型氫鍵連接成堿基對(duì)，排列在內(nèi)側(cè)。

的構(gòu)建過(guò)程

得］出雙鏈中，喋吟堿基數(shù)=喀咤堿

T整體1~兩條鏈反向平行2.DNA

呈雙威\特

T外側(cè)卜璘酸、脫氧核糖交替連接基數(shù)，即A+G=T+C。

、涯結(jié)構(gòu)/點(diǎn)

3.互補(bǔ)堿基之和的比例在DNA的任何

T內(nèi)側(cè)1~堿基互補(bǔ)配對(duì)

DNA的相關(guān)計(jì)算|

一條鏈及整個(gè)DNA中都相等。

4.在DNA中，含G—C堿基對(duì)越多的

DNA相對(duì)越穩(wěn)定。

5.非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈

中互為倒數(shù)，而在整個(gè)DNA中比值為1。

隨堂

1.下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）

A.每個(gè)DNA片段含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，且分別位于DNA片段的兩端

B.DNA中某些脫氧核糖只和一個(gè)磷酸基團(tuán)相連

C.堿基對(duì)通過(guò)氫鍵相連排列在DNA結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)

D.DNA中的A—T堿基對(duì)越多，該DNA越耐高溫

解析：選D。DNA中，A與T之間通過(guò)兩個(gè)氫鍵相連，G與C之間通過(guò)三

個(gè)氫鍵相連，因此DNA中的G—C堿基對(duì)越多，該DNA越耐高溫，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.下圖為某同學(xué)在學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)后畫(huà)的含有兩個(gè)堿基對(duì)的DNA片段

（代表磷酸基團(tuán)），下列為幾位同學(xué)對(duì)此圖的評(píng)價(jià)，正確的是（）

A.甲說(shuō)：“物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)上沒(méi)有錯(cuò)誤”

B.乙說(shuō)：“只有一處錯(cuò)誤，就是U應(yīng)改為T(mén)”

C.丙說(shuō)：“至少有三處錯(cuò)誤，其中核糖應(yīng)改為脫氧核糖”

D.丁說(shuō)：“如果他畫(huà)的是RNA雙鏈，則該圖應(yīng)是正確的”

解析：選C。DNA中含有的五碳糖應(yīng)為脫氧核糖，而不是核糖；DNA中不

含堿基U,而含堿基T;C和G間的氫鍵應(yīng)為3個(gè)；一條單鏈上兩個(gè)相鄰脫氧核

甘酸之間的連接方式不正確，應(yīng)是一個(gè)脫氧核甘酸的脫氧核糖與另一個(gè)脫氧核苗

酸的磷酸連接。

3.1952年，查哥夫?qū)Χ喾N生物的DNA做了堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)(A+T)/(C

+G)的值如下表所示。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為能得出的結(jié)論是()

DNA來(lái)源大腸桿菌小麥?zhǔn)筘i肝豬胸腺豬脾

(A+T)/

1.011.211.211.431.431.43

(C+G)

A.豬的DNA結(jié)才藥比大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)更息定一些

B.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同

C.小麥的DNA中(A+T)的數(shù)量是鼠的DNA中(C+G)數(shù)量的1.21倍

D.同一生物不同組織的DNA堿基組成相同

解析：選D。大腸桿菌DNA中(A+T)/(C+G)的值小于豬的，說(shuō)明大腸桿菌

DNA所含C—G堿基對(duì)的比例較高，而C—G堿基對(duì)含三個(gè)氫鍵，因此大腸桿

菌的DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于豬的；雖然小麥和鼠的DNA中(A+T)/(C+G)的值相

同，但不能代表二者的DNA所攜帶的遺傳信息相同；同一生物的不同組織所含

DNA的堿基序列是相同的，因此DNA堿基組成也相同。

4.在雙鏈DNA中，A和T之和占全部堿基數(shù)的比例為加％,其中一條鏈(a

鏈)中C占該鏈堿基數(shù)的比例為〃％,則另一條鏈鏈)中C占該鏈堿基總數(shù)的比

例是()

m%一〃％

A.72%B.2

C.l-(m%+n%)D.m％一拳

解析：選C。A和T之和占全部堿基數(shù)的比例為加％,所以C和G之和占

全部堿基數(shù)的比例為1一加％,a鏈中C和G之和占該鏈堿基數(shù)的比例為1—機(jī)％,

a鏈中G占該鏈堿基數(shù)的比例為1—m％一〃%邛鏈中C占該鏈堿基數(shù)的比例=a

鏈中G占該鏈堿基數(shù)的比例=1—m％=(租％+〃％),C項(xiàng)符合題意。

5.(不定項(xiàng))在一個(gè)雙鏈DNA