高中生物第三章基因的本质第2节DNA分子的结构教学案新人教版必修2 14页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 2 节 DNA 分子的结构 [学习导航] 1.阅读教材 P47“DNA 双螺旋结构模型的构建”，了解科学家构建模型的研究历 程，体验持之以恒的奋斗精神。2.结合教材图 3－11，分析教材 P49“DNA 分子的结构模式图”， 理解并掌握 DNA 分子的双螺旋结构模型的特点。3.学习制作 DNA 双螺旋结构模型，进一步理 解其结构特点并掌握有关的计算规律。 [重难点击] 1.DNA 分子的双螺旋结构模型的特点。2.DNA 分子结构的有关计算规律。 通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是 DNA，细胞生物和部分病毒的遗传物质都 是 DNA。那么 DNA 究竟具有怎样的结构呢？上图是坐落于北京中关村高科技园区的 DNA 雕像 和雅典奥运会中关于人类发现 DNA 的过程，这就是科学家模拟的 DNA 模型，下面就让我们重 温科学家构建 DNA 模型的研究历程，分析 DNA 的结构特点。 一、DNA 双螺旋结构模型的构建和主要特点 1．DNA 双螺旋结构模型的构建 (1)构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 (2)过程 2．DNA 分子的结构 (1)写出图中各部分的名称：①胸腺嘧啶；②脱氧核糖；③磷酸；④胸腺嘧啶脱氧核苷酸；⑤ 碱基对；⑥腺嘌呤；⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶。 (2)从图中可以看出，和 A 配对的一定是 T，和 G 配对的一定是 C，碱基对之间靠氢键连接。 其中 A－T 之间是 2 个氢键，G－C 之间是 3 个氢键。 (3)双螺旋结构特点 ①DNA 分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 ②DNA 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。 ③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对的规律是：A 与 T 配对，G 与 C 配对。碱 基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。 如图是 DNA 片段的结构图，请据图回答下列问题： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 1．图中的[1]、[2]、[5]、[7]的名称分别是什么？ 答案 [1]为碱基对、[2]为一条脱氧核苷酸单链片段、[5]为腺嘌呤脱氧核苷酸、[7]为氢键。 2．两条链之间的碱基是怎样结合的？配对有什么规律？ 答案 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。 3．结构[2]中的相邻碱基 C 和 A 是如何连接的？ 答案 连接方式为：C－脱氧核糖－磷酸基－脱氧核糖－A。 4．该片段中，游离的磷酸基有几个？ 答案 2 个。 5．现有 M、N 两个均含有 200 个碱基的双链 DNA 分子，其中 M 分子中共有 260 个氢键，N 分 子中含有 20 个腺嘌呤，那么 M 分子中有 C－G 碱基对多少个？这两个 DNA 分子中哪个结构更 稳定？ 分析 假设 M 分子只有 A、T 两种碱基，则 200 个碱基，100 个碱基对，含有 200 个氢键，而 实际上有 260 个氢键，即 G—C 碱基对共 60 个。N 分子中 A－T 对有 20 个，则 G－C 对有 80 个，氢键共有 20×2＋80×3＝280 个，氢键越多的 DNA 分子越稳定。 答案 M 分子中有 C－G 碱基对共 60 个；N 分子更稳定。 知识整合 DNA 中两条链反向平行，每条链有一个游离的磷酸基；一条链内的相邻碱基由脱 氧核糖－磷酸基－脱氧核糖连接；两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对，A－T 之间有 2 条氢键，G－C 之间有 3 条氢键；相同长度的 DNA 分子，G－C 碱基对越多，氢键越多，DNA 分 子越稳定。 1．下面对 DNA 结构的叙述中，错误的一项是( ) A．DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 B．DNA 分子中的两条链反向平行 C．DNA 分子中氢键数目和碱基数目一定相等 D．DNA 分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则 答案 C 解析 在 DNA 分子中，A＝T、G＝C，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在 DNA 外侧，共同构成 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 DNA 分子的基本骨架；DNA 分子两条链反向平行；A－T 间是 2 个氢键，G－C 间是 3 个氢键， 氢键数目和碱基数目不相等。 2．如图是一个 DNA 分子的片段，从图中不能得到的信息是( ) A．DNA 是双螺旋结构 B．碱基严格互补配对 C．嘌呤数等于嘧啶数 D．两条脱氧核苷酸链反向平行 答案 D 解析 由图示可以看出，DNA 是双螺旋结构，且两条链之间碱基严格互补配对，即嘌呤数等 于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。 知识拓展 (1)相对稳定性：DNA 分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱 基互补配对的方式不变。 (2)多样性：不同的 DNA 分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某 DNA 分子中有 n 个碱基对，则排列顺序有 4n 种。 (3)特异性：每种 DNA 分子都有区别于其他 DNA 的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传 信息。 二、制作 DNA 双螺旋结构模型及有关计算规律 1．制作 DNA 双螺旋结构模型 (1)组装“脱氧核苷酸模型”：利用材料制作若干个脱氧核糖、磷酸和碱基，组装成若干个脱 氧核苷酸。 (2)制作“多核苷酸长链模型”：将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。 注意两条长链的单核苷酸数目必须相同，碱基之间能够互补配对。 (3)制作 DNA 分子平面结构模型：按照碱基互补配对的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起 来，注意两条链的方向相反。 (4)制作 DNA 分子的立体结构(双螺旋结构)模型：把 DNA 分子平面结构旋转一下，即可得到一 个 DNA 分子的双螺旋结构模型。 2．DNA 分子双螺旋结构模型的计算规律 (1)在双链 DNA 片段中，腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即 A＝T，G＝C。因 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 此，嘌呤总数与嘧啶总数相等，即 A＋G＝T＋C。 (2)A＋T G＋C 的值在不同 DNA 分子中是不同的，是 DNA 分子多样性和特异性的表现。 (3)在一个双链 DNA 分子中，脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例为 1∶1∶1。 (4)DNA 分子中共有 4 种类型的碱基对，若某个 DNA 分子具有 n 个碱基对，则 DNA 分子可有 4n 种组合方式。 结合 DNA 分子双螺旋结构模型的特点，分析： 1．设在双链 DNA 分子中的 1 号链上 A1＋T1＝n%，则 2 号链上 A2＋T2 的比例为多少？整个 DNA 分子中 A＋T 的比例又是多少？据此，你有什么结论？ 分析 因为 A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝T2＋A2＝n%。整个 DNA 分子中：A＋T＝n%。即在双链 DNA 分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相等。 答案 T2＋A2＝n%；整个 DNA 分子中：A＋T＝n%；互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相等。 2．若 1 号链上：A1＋G1 T1＋C1 ＝m，则 2 号链上A2＋G2 T2＋C2 的比例为多少？整个 DNA 分子中，该比值又是 多少？据此，你有什么结论？ 分析 A1＋G1 T1＋C1 ＝T2＋C2 A2＋G2 ＝m，所以互补链上A2＋G2 T2＋C2 ＝1 m 。即在双链 DNA 分子中，非互补碱基之和的 比值在两条互补链中互为倒数，整个 DNA 分子中，该比值是 1。 答案 A2＋G2 T2＋C2 ＝1 m ；在双链 DNA 分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，整 个 DNA 分子中，该比值是 1。 知识整合 双链 DNA 分子中配对碱基之和的比值在两条单链和整个 DNA 分子中都相等；不配 对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数，整个 DNA 分子中为 1。 3．已知 1 个 DNA 分子中有 4 000 个碱基对，其中胞嘧啶有 2 200 个，这个 DNA 分子中应含有 的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是( ) A．4 000 个和 900 个 B．4 000 个和 1 800 个 C．8 000 个和 1 800 个 D．8 000 个和 3 600 个 答案 C 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 解析 每个脱氧核苷酸含有一个碱基，因为含有 4 000 个碱基对，所以含有 8 000 个脱氧核 苷酸。因为胞嘧啶和鸟嘌呤的数目是 2 200 对，所以腺嘌呤和胸腺嘧啶的数目是 1 800 对， 又因腺嘌呤和胸腺嘧啶数目相等，所以腺嘌呤的数目是 1 800 个。 4．某 DNA 分子中 A＋T 占整个 DNA 分子碱基总数的 44%，其中一条链(a)上的 G 占该链碱基总 数的 21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的 G 占该链碱基总数的比例是( ) A．35% B．29% C．28% D．21% 答案 A 解析 整个 DNA 中的 A＋T 占整个 DNA 碱基总数的 44%，则 G＋C 占整个 DNA 碱基总数的 56%， 又因为其中一条链(a)上的 G 占该链碱基总数的 21%，所以与 G 对应的互补链(b)上的 C 占 b 链碱基总数的 21%，则 G(a 链上)＋C(b 链上)占 DNA 分子碱基总数的 21%。因为总的 G＋C 占 整个 DNA 分子碱基总数的 56%，所以 G(b 链上)＋C(a 链上)占 DNA 整个分子碱基总数的 35%， 推得 G 占 b 链碱基总数的 35%，所以答案选 A。 易错提醒 进行碱基计算时要注意以下几点 (1)单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。 (2)注意提供的数据是 DNA 双链还是 DNA 的一条单链。 (3)解题时最好画一下简图，比较直观，减少因为思路不清引起的错误。 1．1953 年沃森和克里克构建了 DNA 双螺旋结构模型，其重要意义在于( ) ①发现 DNA 如何存储遗传信息 ②确定 DNA 是主要的遗传物质 ③发现 DNA 分子中碱基含量 的规律性 ④为 DNA 复制机制的阐明奠定基础 A．①③ B．②③ C．①④ D．③④ 答案 C 解析 双螺旋结构模型的确定解释了 DNA 为什么能存储大量遗传信息，为 DNA 半保留复制奠 定了基础，因此①④正确。 2．关于 DNA 分子结构的叙述，正确的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 A．组成双链 DNA 分子的脱氧核苷酸可以只有 1 种 B．每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基 C．双链 DNA 分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的 D．双链 DNA 分子中，A＋T＝G＋C 答案 C 解析 根据碱基互补配对原则，组成双链 DNA 分子的脱氧核苷酸至少有 2 种，其中的五碳糖 为脱氧核糖；位于 DNA 分子长链结束部位的每个脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基；双 链 DNA 分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的；双链 DNA 分子中，根据碱基互补配 对原则，有 A＋G＝T＋C。 3．下图为某同学在学习了 DNA 分子的结构后画的含有两个碱基对的 DNA 分子片段(其中○代 表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( ) A．甲说：该图没有什么物质和结构上的错误 B．乙说：该图有一处错误，就是 U 应改为 T C．丙说：该图中核糖应改为脱氧核糖 D．丁说：如果他画的是双链 RNA 分子，则该图就是正确的 答案 C 解析 该同学要画的为 DNA 分子结构图，图中的错误：五碳糖应为脱氧核糖；碱基不应含尿 嘧啶(U)；磷酸与磷酸之间无化学键的连接，磷酸应与脱氧核糖交替连接。 4．DNA 的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4。上述比例在其互补单链和整个 DNA 分子中分别为 ( ) A．0.4、0.6 B．2.5、1.0 C．0.4、0.4 D．0.6、1.0 答案 B 解析 根据碱基互补配对原则，在整个 DNA 分子中，因为 A＝T，G＝C，所以(A＋G)/(T＋C) 的比值为 1.0。在双链 DNA 分子中，一条链上的(A＋G)/(T＋C)与另一条链上(T＋C)/(A＋G) 的值相等，为 0.4，因而互补链中(A＋G)/(T＋C)＝2.5，互为倒数。 5．下面图甲是用 DNA 测序仪测出的某 DNA 片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序 (TGCGTATTGG)，请回答下列问题： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 (1)据图甲推测，此 DNA 片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是____________个。 (2)根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序，推测图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列 顺序为__________(从上往下)。 (3)图甲所显示的DNA片段与图乙所显示的DNA片段中的(A＋G)/(T＋C)总是为____________， 由此证明 DNA 分子中碱基的数量关系是____________。图甲中的 DNA 片段与图乙中的 DNA 片 段中的 A/G 分别为____________、____________，由此说明了 DNA 分子具有特异性。 答案 (1)5 (2)CCAGTGCGCC (3)1 嘌呤数等于嘧啶数 1 1/4 解析 (1)图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是 4 个，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量 是 1 个，根据碱基互补配对原则，其互补链上还有 1 个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)看清楚图甲中 各列所示的碱基种类是读出脱氧核苷酸链碱基序列的关键。(3)在双链 DNA 分子中，因为碱基 互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数；不同的 DNA 分子中(A＋T)/(G＋C)、A/G、T/C 是不同的， 体现了 DNA 分子的特异性。 课时作业 [学考达标] 1．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是 ( ) A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶 C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶 答案 C 解析 根据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为 T，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个 脱氧核糖。 2．下面为 DNA 分子的结构示意图，对该图的正确描述是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 A．②和③相间排列，构成了 DNA 分子的基本骨架 B．①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸 C．④占的比例越大，DNA 分子越稳定 D．DNA 分子中⑤⑥⑦⑧依次代表 A、G、C、T 答案 D 解析 DNA 分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，A 错误；胞嘧啶脱氧核苷酸由 ②③⑨组成，B 错误；④是 A 与 T 之间的氢键，G、C 含量越多，DNA 分子越稳定，C 错误；根 据碱基互补配对原则，⑤、⑥、⑦、⑧依次代表 A、G、C、T，D 正确。 3．以下四个双链 DNA 分子中，稳定性最差的是( ) A．A 占 25% B．T 占 30% C．G 占 25% D．C 占 30% 答案 B 解析 DNA 分子结构稳定性表现在相对稳定的双螺旋结构；碱基对通过氢键连接，氢键含量 越高，稳定性越强。根据碱基互补配对原则可计算四个双链 DNA 分子中含 G≡C 碱基对最少的 稳定性最差。A 项中 G＋C＝50%；B 项中 G＋C＝40%；C 项中 G＋C＝50%；D 项中 G＋C＝60%。 4．由 50 个脱氧核苷酸构成的 DNA 分子，按其碱基对的排列顺序不同，可分为多少种，说明 了 DNA 分子的什么特性( ) ①504 种 ②450 种 ③425 种 ④遗传性 ⑤多样性 ⑥特异性 A．①④ B．②⑤ C．②⑥ D．③⑤ 答案 D 解析 一个 DNA 分子中碱基对的排列方式有 4n 种(其中 n 为碱基对的数目)，体现了 DNA 分子 的多样性。 5．在 DNA 分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表 A 和 G，用另一长度的塑料片 代表 C 和 T，那么由此搭建而成的 DNA 双螺旋的整条模型( ) A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补 B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似 C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补 D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 答案 A 解析 A 和 G 都是嘌呤碱基，C 和 T 都是嘧啶碱基，在 DNA 分子中，总是 A＝T，G＝C，依题 意，用一种长度的塑料片代表 A 和 G，用另一长度的塑料片代表 C 和 T，则 DNA 的粗细相同。 6．下列关于双链 DNA 的叙述，不正确的是( ) A．若一条链上 A 和 T 的数目相等，则另一条链上的 A 和 T 数目也相等 B．若一条链上 A 的数目大于 T，则另一条链上 A 的数目小于 T C．若一条链上 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4 D．若一条链上 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上 A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3 答案 C 解析 根据 DNA 双螺旋结构中的碱基互补配对原则，即 A 对 T，G 对 C，由此推测两条链上互 补碱基的数量关系是 A＝T，G＝C。若一条链上 A 和 T 的数目相等，则另一条链上的 A 和 T 数 目也相等，A 项正确；若一条链上 A 的数目大于 T，则另一条链上 A 的数目小于 T，B 项正确； 若一条链 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，对应另一条链 T∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4，调整为 A∶T∶G∶C 的顺序，应等于 2∶1∶4∶3，C 项错误、D 项正确。 [高考提能] 7．关于下图 DNA 分子片段的说法，不正确的是( ) A．①所指的碱基代表鸟嘌呤 B．②所指的碱基是 DNA 分子中特有的 C．③代表碱基互补配对形成的氢键 D．DNA 分子片段中 A—T 碱基对含量越高，DNA 分子结构越稳定 答案 D 解析 图中①所指碱基为鸟嘌呤(G)；②所指碱基为胸腺嘧啶(T)，T 是 DNA 特有的，A、B 正 确；③代表氢键，C 正确；DNA 分子中 A—T 碱基对有 2 个氢键，G—C 碱基对有 3 个氢键，若 G—C 碱基对含量越高，则 DNA 分子结构越稳定，D 错误。 8．某双链 DNA 分子含有 200 个碱基，一条链上 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该 DNA 分子( ) A．含有 4 个游离的磷酸基团 B．含有腺嘌呤脱氧核苷酸 20 个 C．四种含氮碱基 A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 D．碱基排列方式共有 4100 种 答案 C 解析 一个双链 DNA 分子中含有 2 个游离的磷酸基团，A 项错误。由一条链上 A∶T∶G∶C＝ 1∶2∶3∶4，计算得一条链上 100 个碱基中含 A、T、G、C 依次是 10、20、30、40，另一条 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 链上含 A、T、G、C 则依次是 20、10、40、30，故该 DNA 中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为 10＋20 ＝30 个，B 项错误。四种含氮碱基的比例是 A∶T∶G∶C＝(10＋20)∶(20＋10)∶(30＋ 40)∶(40＋30)＝3∶3∶7∶7，C 项正确。含 200 个碱基的 DNA 不考虑每种碱基比例关系的情 况下，可能的碱基排列方式共有 4100 种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少 于 4100 种，且一个 DNA 分子只有一种特定的碱基排列顺序，D 项错误。 9．假设一个 DNA 分子片段中，碱基 T 共 312 个，占全部碱基的 26%，则此 DNA 片段中碱基 G 所占百分比和数目分别是( ) A．26%,312 个 B．24%,288 个 C．24%,298 个 D．12%,144 个 答案 B 解析 DNA 分子的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即 DNA 分子中有一个 A，必须 有一个和其互补的 T；有一个 C，必有一个 G。根据这个原理可知 G＝1－26%×2 2 ＝24%；又 知 T 共 312 个，占 26%，则可知该 DNA 分子片段中共有碱基 312÷26%＝1 200 个；前面已计 算出 G 占 24%，则 G 的数目是 1 200×24%＝288 个。 10．经检测得知，一双链 DNA 分子中鸟嘌呤的数目为 x，其占碱基总数量的比例是 y，以下推 断正确的是( ) A．与鸟嘌呤互补的碱基比例是 1－y B．该 DNA 分子的嘌呤和嘧啶的比例是 x/y C．该 DNA 分子的碱基之间的氢键数是 x(1＋2/y) D．与鸟嘌呤不互补的碱基数目是 x(1－2y)/y 答案 D 解析 由题意可知，G、C 所占比例都为 y，数量都为 x；A、T 所占比例都为 1/2－y，数量都 为(x/y－2x)/2＝(x/2y)－x。A 项，与鸟嘌呤互补的碱基比例是 y；B 项，该 DNA 分子的嘌呤 和嘧啶的比例是 1；C 项，G、C 之间有三个氢键，A、T 之间有两个氢键，该 DNA 分子的碱基 之间的氢键数是 3x＋2(x/2y－x)＝x＋x/y；D 项，A、T 与鸟嘌呤不互补，其数目为 x(1－2y)/y。 11．下列是一组有关双链 DNA 分子中含氮碱基的问题，请回答： (1)若 A 占 20%，则 G 占____________。 (2)若双链 DNA 中 A 占 20%，且一条链中的 A 占 20%，则此链中 C 所占比例的最大值是 ____________。 (3)一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补链中的此值是____________。 (4)一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补链中的此值是____________。 (5)若 A 有 P 个，占全部碱基数的 20%，则该 DNA 分子中的 G 有____________个。 答案 (1)30% (2)60% (3)2.5 (4)0.4 (5)1.5P 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 解析 (1)由双链 DNA 分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：A＋G＝50%，因而 G 占 30%。 (2)由双链 DNA 分子 A 占 20%可知：该 DNA 分子中(A＋T)占 40%，(C＋G)占 60%，对任意一条 链而言，某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例，因而，C 最多占该链的 60%。(3) 由双链 DNA 中，一条链中的(A＋C)/(T＋G)与另一条链中的该比值互为倒数可知：其互补链中 的(A＋C)/(T＋G)＝1/0.4＝2.5。(4)由于双链 DNA 及任意一条链中的(A＋T)/(C＋G)为一定 值，可知其互补链中的(A＋T)/(C＋G)＝0.4。(5)若 A 有 P 个，占全部碱基数的 20%，则 DNA 分子的总碱基数为 P/20%＝5P(个)，而由双链 DNA 分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知： G 占总碱基数的 50%－20%＝30%，则 G 有 5P×30%＝1.5P(个)。 12．下图是制作 DNA 双螺旋结构模型的过程图，请回答下面的问题。 (1)在制作模型前进行的设计中，甲处应考虑具备____________________种材料，它们分别是 ________________________；其中五边形材料表示________________。 (2)乙表示的物质是____________，a 位置的元素是____________。制作一个乙用到了 ____________种材料。 (3)由乙连接成丙的过程，需考虑的主要有：两条链中五边形材料的顶角应呈____________(填 “同向”或“反向”)关系；若一条链的下端是磷酸，则另一条链的上端应该是____________， 这样制作的目的是体现 DNA 双链____________的特点。 (4)随机将班里某两位同学制作的单链连接成双链，不合理的地方最可能是____________。 (5)丙到丁过程体现了 DNA 分子____________的特点，丁中排在外侧的物质是____________。 答案 (1)6 磷酸、脱氧核糖、四种碱基 脱氧核糖 (2)脱氧核苷酸 氧 3 (3)反向 磷酸 反向平行 (4)双链间的碱基配对不遵循碱基互补 原则 (5)(双)螺旋 交替连接的脱氧核糖和磷酸 13．已知大多数生物的 DNA 是双链的，但也有个别生物的 DNA 是单链的。有人从两种生物中 提取出 DNA，分析它们的碱基比例如下，请据表分析下列问题： 生物 A T C G 甲 25 33 19 21 乙 31 31 19 19 (1)从生物____________的碱基比例来看，它的 DNA 分子的结构应为____________链，是极少 数病毒具有的。 (2)从生物______________的碱基比例来看，它代表着大多数生物种类 DNA 分子的结构，其碱 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 基构成特点为______________________________。 (3)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．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 答案 (1)甲 单 (2)乙 A＝T、G＝C (3)B 解析 双链 DNA 分子的两条链之间由氢键相连，碱基之间的连接遵循碱基互补配对原则，即 A 等于 T，G 等于 C，若 A≠T，G≠C，则说明该 DNA 分子不是双链，而是单链。DNA 分子双螺 旋结构中，A 与 T 之间可以形成 2 个氢键，而 G 与 C 之间可以形成 3 个氢键，3 个氢键稳定性 强，因此，G 和 C 含量多的生物，稳定性大于 G 与 C 含量少的生物。 [真题体验] 14．(2016·上海，28)在 DNA 分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱 基连为一体并构建一个含 10 对碱基(A 有 6 个)的 DNA 双链片段，那么使用的订书钉个数为 ( ) A．58 B．78 C．82 D．88 答案 C 解析 构成一个脱氧核苷酸需要 2 个订书钉，20 个脱氧核苷酸总共需要 40 个；一条 DNA 单 链需要 9 个订书钉连接，两条链共需要 18 个；双链间的氢键数共有 24 个，总共需要订书钉 24 个，所以共需订书钉 82 个。 15．(2014·山东，5)某研究小组测定了多个不同双链 DNA 分子的碱基组成，根据测定结果绘 制了 DNA 分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在 DNA 分子中碱基数目比值的关系图， 下列关系图中正确的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 答案 C 解析 DNA 分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于 1，A 项错误；一条单链中(A＋C)/(T＋G)与其互 补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.5 时，互补链中(A＋C)/(T＋ G)＝2，B 项错误；一条单链中(A＋T)/(G＋C)与其互补链中(A＋T)/(G＋C)及 DNA 分子中(A＋ T)/(G＋C)都相等，C 项正确、D 项错误。