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人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 DNA的结构导学案
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这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 DNA的结构导学案，共13页。学案主要包含了规律总结，易错警示，问题探讨，归纳总结等内容，欢迎下载使用。
DNA的结构
重难点
题型
分值
重点
DNA双螺旋结构模型的构建
选择题
2-4
DNA的结构特点
与DNA结构相关的计算
难点
DNA模型构建的实验思路
与DNA结构相关的计算
核心知识点一：DNA的结构
1. DNA双螺旋结构的构建历程
（1）研究基础：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这四种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基；
（2）双螺旋结构的依据：威尔金斯和富兰克林拍摄的X射线衍射照片；
（3）碱基之间的数量关系：查哥夫得出DNA中A的数量总是等于T的数量，G的数量总是等于C的数量；
（4）DNA模型的建成：在其他科学家的基础上，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。
2. 图解DNA分子结构
（1）元素组成和基本单位
（2）平面结构
DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'-端，另一端有一个羟基（-OH），称作3'-端。从图中可以看出DNA的两条链中一条从5'一端到3'一端，另一条单链从3'一端到5'一端。
（3）空间结构
【规律总结】DNA结构的3个常考点
（1）
（2）
（3）
巧记DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
【易错警示】
（1）DNA分子中A与T间可形成2个氢键，G与C间可形成3个氢键——故G≡C对占比例越高的DNA分子其稳定性越高。
（2）并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。
（3）原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。
3. DNA分子的结构特点
（1）两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。
（2）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，并且碱基对具有一定的规律，例如：A-T，C-G。碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。
4. DNA分子的特性
（1）相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接方式不变；两条链间碱基互补配对方式不变。
（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。
问题探讨：在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。计算DNA分子有多少种？
44000 种 。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种 ，n表示碱基对数。
（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。
例题1 如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段（圆圈代表磷酸基团），下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是（ ）
A. 甲说：“物质组成和结构上没有错误”
B. 乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C. 丙说：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D. 丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图应是正确的”
答案：C
解析：本题考查DNA分子的结构，难度中等。DNA分子含有的五碳糖是脱氧核糖，且不应该含有尿嘧啶U，图中两个基本单位之间的磷酸与五碳糖连接的部位也是错误的，A错误；根据以上分析已知，图中至少存在三处错误，B错误；根据以上分析已知，图中至少存在三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖，C正确；如果图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。
例题2 下列有关DNA结构的说法，正确的是（ ）
A. 一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基A和T之间靠形成氢键连接
B. 每个磷酸基团上都连着两个核糖
C. 碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的特异性
D. 一条双链DNA片段有两个游离的磷酸基
答案：D
解析：本题考查DNA分子的结构，难度中等。一条单链中相邻的碱基A与T是通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接的，A错误；DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖，B错误；碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性，C错误；双链DNA分子含有两个游离的磷酸基团，分别位于DNA分子的两端，D正确。
核心知识点二：与DNA结构相关的计算
1. 在双链DNA分子中，A的总数等于T的总数；G的总数等于C的总数。即互补碱基两两相等：A=T；G=C。
问题探讨：在某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶所占比例为？
提示：20%
2. 在双链DNA分子中，A=T，C=G，A+G = T+C ，嘌呤总数等于嘧啶总数；A+C = T+G，任意两种非互补碱基之和的总数相等，各占碱基总数的50%。
【问题探讨】在双链DNA分子中，下列比值等于1的有：
A. （A+G）/（T+C） B. （A+C）/（T+G） C. （T+C）/（A+G）
D. （T+G）/（A+C） E. （A+T）/（G+C） F. （G+C）/（A+T）
提示：A、B、C、D
规律总结：任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%；不互补碱基之和的比值等于1；不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）与（C+G）的比值不同，该比值体现了不同生物DNA分子的特异性；
如果在一个含有100个碱基对双链DNA分子中，腺嘌呤占20%，胞嘧啶应是多少？
提示：60个。
3. 如图为双链DNA，一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；
一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值为1。
【问题探讨】
在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0. 4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
提示：2. 5；1。
若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0. 4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
提示：0. 4；0. 4。
4. 双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。
【问题探讨】某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。
提示：24%。
【归纳总结】解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：
（1）搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。
（2）画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。
（3）根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
例题1 下列关于DNA分子的计算，正确的是（ ）
A. 同种生物不同个体的细胞中，DNA分子的（A+T）/（G+C）的值一般相同
B. 不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G）/（T+C）的值一定不同
C. 若DNA的一条链中（A+G）/（T+C）=0. 5，则其互补链中（A+G）/（T+C）=0. 5
D. 10对A—T碱基对和20对C—G碱基对，可构成的DNA分子种类数小于430种
答案：D
解析：本题考查与DNA结构相关的计算，难度较大。DNA分子具有特异性，同种生物不同个体的DNA分子一般是不同的，因此它们的细胞中DNA分子的（A+T）/（G+C）的值一般不同，A错误；DNA分子中，A与T配对，G与C配对，因此不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G）/（T+C）的值一般都等于1，B错误；根据碱基互补配对原则可知，在双链DNA分子中，（A+G）/（T+C）的值在两条单链中互为倒数，因此若DNA的一条链中（A+G）/（T+C）=0. 5，则其互补链中（A+G）/（T+C）=2，C错误；30个碱基对构成的DNA分子种类数最多430种，若已知10对A—T碱基对和20对C—G碱基对，则构成的DNA分子种类数肯定小于430种，D正确。
例题2 经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总量的比例是y，以下推断正确的是（ ）
A. 与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是（1﹣y）
B. 该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是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：本题考查与DNA结构相关的计算，难度较大。与鸟嘌呤互补的碱基的比例与鸟嘌呤的碱基比例相等为y，A错误；DNA分子中嘌呤碱基和嘧啶碱基互补配对，二者比值为1，B错误；该DNA分子中鸟嘌呤数目为x，因此G、C碱基对为x，腺嘌呤=胸腺嘧啶=（x/y﹣2x）÷2，由于G、C碱基对之间的氢键是三个，A、T碱基对之间的氢键是2个，因此DNA分子的碱基之间的氢键数是3x+[（x/y﹣2x）÷2]×2=x（1+1/y），C错误；根据碱基互补配对原则，与鸟嘌呤不互补的碱基是腺嘌呤和胸腺嘧啶，为（x/y﹣2x）=x（1-2y）/y，D正确。
例题3 在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（ ）。
A. 12%和34% B. 21%和24% C. 34%和12% D. 58%和30%
答案：C
解析：本题考查与DNA结构相关的计算，难度较大。设DNA中总碱基数为100，A总+T总=42%×100=42个，A总=T总=21个，C总=G总=100÷2-21=29个。其中一条链上的胞嘧啶即C1=24%×50=12个，T1=30%×50=15个，因为C总=C1+C2，故C2=29-12=17个，占一条链的碱基比例为17÷50=34%；同理，T2=T总-T1=21-15=6个，占互补链的比例为：6÷50=12%。综上所述，C正确。
（答题时间：30分钟）
1. 如图为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是（ ）
A. 图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个
B. 能构成一个完整核苷酸的是图中的a或b
C. 各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D. 若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
2. 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. 每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C. 每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D. 一段双链DNA分子中含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤
3. 细胞内某一特定基因中鸟嘌呤 G 占全部碱基的 26%。下列说法错误的是（ ）
A. 该基因的组成元素是C、H、O、N、P
B. 该基因的碱基（C+G）/（A+T）为 13:12
C. DNA 分子中 G—C 碱基对的比例越高，越耐高温
D. 由于碱基对的排列顺序多种多样，因而该基因具有多样性
4. 在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是（ ）
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m ②碱基之间的氢键数为（3m－2n）/2 ③一条链中A＋T的数量为n ④G的数量为m－n
A. ①②③④ B. ②③④
C. ③④ D. ①②③
5. 下列哪项对双链 DNA 分子的叙述是不正确的（ ）
A. 若一条链 A 和 T 的数目相等，则另一条链 A 和 T 的数目也相等
B. 若一条链 G 的数目为 C 的 2 倍，则另一条链 G 的数目为 C 的 0. 5 倍
C. 若一条链的 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为 2∶1∶4∶3
D. 若一条链的 G∶T＝1∶2，则另一条链的 C∶A=2∶1
6. 在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则另一条链中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的（ ）
A. 24%，22% B. 22%，28% C. 26%，24% D. 23%，27%
7. 下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是（ ）
A. 若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占比例为1/2－a
B. 如果一条链上（A＋T）/（G＋C）＝m，则另一条链上该比值也为m
C. 如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为3∶3∶2∶2
D. 由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个
8. 在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（ ）
A. 能搭建出20个脱氧核苷酸 B. 所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对
C. 能搭建出410种不同的DNA分子模型 D. 能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
9. 如图是DNA片段的结构图，请据图回答问题：
（1）图甲表示DNA片段的________结构，图乙表示DNA片段的________结构。
（2）填出图中部分结构的名称：[2]__________________，[5]________________。
（3）从图中可以看出，DNA分子的两条链是由________和________交替连接形成的。
（4）连接碱基对的化学键是________，碱基配对的方式如下：________与________配对；________与______配对。
（5）从图甲中可以看出组成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规则的________结构。
（6）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。则该DNA片段中共有腺嘌呤__________个，C和G构成的碱基对共________对。
10. 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。
1. B 解析：本题考查DNA的结构，难度中等。分析图示，该图为核苷酸链结构图，其中①是磷酸，②是五碳糖，③是磷酸二酯键，a是核苷酸。 图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个，A正确；能构成一个完整核苷酸的是图中的a，B错误；各核苷酸之间是通过化学键③磷酸二酯键连接起来的，C正确；脱氧核苷酸链含有A、T、G、C四种碱基，从碱基组成上看，缺少的碱基是T，D正确。
2. B 解析：本题考查DNA的结构，难度中等。每个双链DNA分子通常含有四种脱氧核苷酸，即腺嘌呤脱氧核苷酸、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，A正确；每个碱基分子上只连接着一个脱氧核糖，B错误；DNA的基本单位脱氧核苷酸中含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基，故每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数，C正确；由于双链DNA中C-G配对，故一段双链DNA分子中含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤，D正确。
3. D 解析：本题考查DNA的结构特点，难度中等。该基因的组成元素和DNA一样，均是C、H、O、N、P，A正确；该基因中鸟嘌呤 G 占全部碱基的 26%，根据碱基互补配对原则，C+G占全部碱基的52%，A+T占全部碱基的1—52%=48%，碱基（C+G）/（A+T）为52%/48%=13:12，B正确；DNA 分子中 G—C 碱基对含有三个氢键，A—T含有两个氢键，G—C的比例越高，越耐高温，C正确；不同基因中碱基对的排列顺序多种多样，对特定基因而言，基因中的碱基排列顺序具有特异性，D错误。
4. D 解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m，①正确；因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，根据碱基互补配对原则，A＝T＝n，则C＝G＝（m－2n）/2，所以碱基之间的氢键数为2n＋3（m－2n）/2＝（3m/2）－n，②正确；双链DNA中，A＝T＝n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A＋T的数量为n，③正确；由②中计算可知：G的数量＝（m－2n）/2，④错误，D正确。
5. D 解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。由DNA分子的碱基互补配对原则可知，A1=T2，T1=A2，所以若一条链中A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等，A正确；由DNA分子的碱基互补配对原则可知，G1=C2，C1=G2，如果G1=2C1，则G2=0. 5C2，B正确；由DNA分子的碱基互补配对原则可知，G1=C2，C1=G2，A1=T2，T1=A2，如果A1：T1：G1：C1=1：2：3：4，则A2：T2：G2：C2=2：1：4：3，C正确；由DNA分子的碱基互补配对原则可知，G1=C2，C1=G2，A1=T2，T1=A2，如果G1：T1=1：2，则C2：A2=1：2，D错误。
6. C 解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。由于：A+T=A1+T1=54%，同时T1=28%，所以：T2=A1=26%；同理：G+C=G1+C1=1－（A+T）=1－54%=46%，同时G1=22%，所以：G2=C1=24%，C正确。
7. B 解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，据此无法计算出另一条链的碱基C所占比例，A错误；如果一条链上（A+T）：（G+C）=m，根据碱基互补配对原则，则另一条链上该比值也为m，整个DNA分子中该比例的比值也为m，B正确；如果一条链上的A：T：G：C=2：2：3：3，则另一条链上该比值为2：2：3：3，C错误；由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为50×2=100个，最多含有氢键的数量为50×3=150个，D错误。
8. D 解析：本题考查DNA模型的构建，难度较大。每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖及一分子含氮碱基组成。根据碱基互补配对规律，“4个C，6个G，3个A，7个T”能配对4个G-C和3个A-T，共7个碱基对。但是本题中脱氧核糖和磷酸的连接物数较少，大大制约了搭建的模型中脱氧核苷酸数。结合DNA结构图可知，14个脱氧核糖和磷酸的连接物能搭建的模型中每条链最多4个脱氧核苷酸，因此最多能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段，共含8个脱氧核苷酸，理论上能搭建出不同的DNA分子模型远少于410种；D正确。
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）相反 双螺旋 （6） 40 60
解析：本题考查DNA的结构，难度中等。
（1）图甲表示DNA的平面结构，图乙表示DNA片段的立体结构即双螺旋结构。
（2）由图可知，2是脱氧核苷酸链，5是腺嘌呤脱氧核苷酸。
（3）DNA分子的两条链中，磷酸和脱氧核糖交替连接，构成DNA的基本骨架。
（4）DNA中A与T配对，C与G配对，碱基对之间以氢键相连，A-T之间2个氢键，C-G之间三个氢键。
（5）DNA分子的两条链是反向平行的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成规则的双螺旋结构。
（6）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。设该DNA种A为X个，则A=T=X，C=G=100-X，该DNA中氢键的数目为：2X+3（100-X）=260个，故X=40个。即腺嘌呤有40个，C-G碱基对由100-40=60个。
10. （1）30% （2）60% （3）2. 5 （4）0. 4 （5）1. 5 P
解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。
（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. 5 P （个）。
DNA的结构
重难点
题型
分值
重点
DNA双螺旋结构模型的构建
选择题
2-4
DNA的结构特点
与DNA结构相关的计算
难点
DNA模型构建的实验思路
与DNA结构相关的计算
核心知识点一：DNA的结构
1. DNA双螺旋结构的构建历程
（1）研究基础：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这四种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基；
（2）双螺旋结构的依据：威尔金斯和富兰克林拍摄的X射线衍射照片；
（3）碱基之间的数量关系：查哥夫得出DNA中A的数量总是等于T的数量，G的数量总是等于C的数量；
（4）DNA模型的建成：在其他科学家的基础上，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。
2. 图解DNA分子结构
（1）元素组成和基本单位
（2）平面结构
DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'-端，另一端有一个羟基（-OH），称作3'-端。从图中可以看出DNA的两条链中一条从5'一端到3'一端，另一条单链从3'一端到5'一端。
（3）空间结构
【规律总结】DNA结构的3个常考点
（1）
（2）
（3）
巧记DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
【易错警示】
（1）DNA分子中A与T间可形成2个氢键，G与C间可形成3个氢键——故G≡C对占比例越高的DNA分子其稳定性越高。
（2）并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。
（3）原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。
3. DNA分子的结构特点
（1）两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。
（2）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，并且碱基对具有一定的规律，例如：A-T，C-G。碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。
4. DNA分子的特性
（1）相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接方式不变；两条链间碱基互补配对方式不变。
（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。
问题探讨：在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。计算DNA分子有多少种？
44000 种 。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种 ，n表示碱基对数。
（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。
例题1 如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段（圆圈代表磷酸基团），下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是（ ）
A. 甲说：“物质组成和结构上没有错误”
B. 乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C. 丙说：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D. 丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图应是正确的”
答案：C
解析：本题考查DNA分子的结构，难度中等。DNA分子含有的五碳糖是脱氧核糖，且不应该含有尿嘧啶U，图中两个基本单位之间的磷酸与五碳糖连接的部位也是错误的，A错误；根据以上分析已知，图中至少存在三处错误，B错误；根据以上分析已知，图中至少存在三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖，C正确；如果图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。
例题2 下列有关DNA结构的说法，正确的是（ ）
A. 一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基A和T之间靠形成氢键连接
B. 每个磷酸基团上都连着两个核糖
C. 碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的特异性
D. 一条双链DNA片段有两个游离的磷酸基
答案：D
解析：本题考查DNA分子的结构，难度中等。一条单链中相邻的碱基A与T是通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接的，A错误；DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖，B错误；碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性，C错误；双链DNA分子含有两个游离的磷酸基团，分别位于DNA分子的两端，D正确。
核心知识点二：与DNA结构相关的计算
1. 在双链DNA分子中，A的总数等于T的总数；G的总数等于C的总数。即互补碱基两两相等：A=T；G=C。
问题探讨：在某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶所占比例为？
提示：20%
2. 在双链DNA分子中，A=T，C=G，A+G = T+C ，嘌呤总数等于嘧啶总数；A+C = T+G，任意两种非互补碱基之和的总数相等，各占碱基总数的50%。
【问题探讨】在双链DNA分子中，下列比值等于1的有：
A. （A+G）/（T+C） B. （A+C）/（T+G） C. （T+C）/（A+G）
D. （T+G）/（A+C） E. （A+T）/（G+C） F. （G+C）/（A+T）
提示：A、B、C、D
规律总结：任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%；不互补碱基之和的比值等于1；不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）与（C+G）的比值不同，该比值体现了不同生物DNA分子的特异性；
如果在一个含有100个碱基对双链DNA分子中，腺嘌呤占20%，胞嘧啶应是多少？
提示：60个。
3. 如图为双链DNA，一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；
一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值为1。
【问题探讨】
在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0. 4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
提示：2. 5；1。
若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0. 4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
提示：0. 4；0. 4。
4. 双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。
【问题探讨】某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。
提示：24%。
【归纳总结】解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：
（1）搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。
（2）画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。
（3）根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
例题1 下列关于DNA分子的计算，正确的是（ ）
A. 同种生物不同个体的细胞中，DNA分子的（A+T）/（G+C）的值一般相同
B. 不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G）/（T+C）的值一定不同
C. 若DNA的一条链中（A+G）/（T+C）=0. 5，则其互补链中（A+G）/（T+C）=0. 5
D. 10对A—T碱基对和20对C—G碱基对，可构成的DNA分子种类数小于430种
答案：D
解析：本题考查与DNA结构相关的计算，难度较大。DNA分子具有特异性，同种生物不同个体的DNA分子一般是不同的，因此它们的细胞中DNA分子的（A+T）/（G+C）的值一般不同，A错误；DNA分子中，A与T配对，G与C配对，因此不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G）/（T+C）的值一般都等于1，B错误；根据碱基互补配对原则可知，在双链DNA分子中，（A+G）/（T+C）的值在两条单链中互为倒数，因此若DNA的一条链中（A+G）/（T+C）=0. 5，则其互补链中（A+G）/（T+C）=2，C错误；30个碱基对构成的DNA分子种类数最多430种，若已知10对A—T碱基对和20对C—G碱基对，则构成的DNA分子种类数肯定小于430种，D正确。
例题2 经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总量的比例是y，以下推断正确的是（ ）
A. 与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是（1﹣y）
B. 该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是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：本题考查与DNA结构相关的计算，难度较大。与鸟嘌呤互补的碱基的比例与鸟嘌呤的碱基比例相等为y，A错误；DNA分子中嘌呤碱基和嘧啶碱基互补配对，二者比值为1，B错误；该DNA分子中鸟嘌呤数目为x，因此G、C碱基对为x，腺嘌呤=胸腺嘧啶=（x/y﹣2x）÷2，由于G、C碱基对之间的氢键是三个，A、T碱基对之间的氢键是2个，因此DNA分子的碱基之间的氢键数是3x+[（x/y﹣2x）÷2]×2=x（1+1/y），C错误；根据碱基互补配对原则，与鸟嘌呤不互补的碱基是腺嘌呤和胸腺嘧啶，为（x/y﹣2x）=x（1-2y）/y，D正确。
例题3 在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（ ）。
A. 12%和34% B. 21%和24% C. 34%和12% D. 58%和30%
答案：C
解析：本题考查与DNA结构相关的计算，难度较大。设DNA中总碱基数为100，A总+T总=42%×100=42个，A总=T总=21个，C总=G总=100÷2-21=29个。其中一条链上的胞嘧啶即C1=24%×50=12个，T1=30%×50=15个，因为C总=C1+C2，故C2=29-12=17个，占一条链的碱基比例为17÷50=34%；同理，T2=T总-T1=21-15=6个，占互补链的比例为：6÷50=12%。综上所述，C正确。
（答题时间：30分钟）
1. 如图为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是（ ）
A. 图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个
B. 能构成一个完整核苷酸的是图中的a或b
C. 各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D. 若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
2. 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. 每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C. 每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D. 一段双链DNA分子中含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤
3. 细胞内某一特定基因中鸟嘌呤 G 占全部碱基的 26%。下列说法错误的是（ ）
A. 该基因的组成元素是C、H、O、N、P
B. 该基因的碱基（C+G）/（A+T）为 13:12
C. DNA 分子中 G—C 碱基对的比例越高，越耐高温
D. 由于碱基对的排列顺序多种多样，因而该基因具有多样性
4. 在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是（ ）
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m ②碱基之间的氢键数为（3m－2n）/2 ③一条链中A＋T的数量为n ④G的数量为m－n
A. ①②③④ B. ②③④
C. ③④ D. ①②③
5. 下列哪项对双链 DNA 分子的叙述是不正确的（ ）
A. 若一条链 A 和 T 的数目相等，则另一条链 A 和 T 的数目也相等
B. 若一条链 G 的数目为 C 的 2 倍，则另一条链 G 的数目为 C 的 0. 5 倍
C. 若一条链的 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为 2∶1∶4∶3
D. 若一条链的 G∶T＝1∶2，则另一条链的 C∶A=2∶1
6. 在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则另一条链中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的（ ）
A. 24%，22% B. 22%，28% C. 26%，24% D. 23%，27%
7. 下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是（ ）
A. 若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占比例为1/2－a
B. 如果一条链上（A＋T）/（G＋C）＝m，则另一条链上该比值也为m
C. 如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为3∶3∶2∶2
D. 由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个
8. 在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（ ）
A. 能搭建出20个脱氧核苷酸 B. 所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对
C. 能搭建出410种不同的DNA分子模型 D. 能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
9. 如图是DNA片段的结构图，请据图回答问题：
（1）图甲表示DNA片段的________结构，图乙表示DNA片段的________结构。
（2）填出图中部分结构的名称：[2]__________________，[5]________________。
（3）从图中可以看出，DNA分子的两条链是由________和________交替连接形成的。
（4）连接碱基对的化学键是________，碱基配对的方式如下：________与________配对；________与______配对。
（5）从图甲中可以看出组成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规则的________结构。
（6）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。则该DNA片段中共有腺嘌呤__________个，C和G构成的碱基对共________对。
10. 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。
1. B 解析：本题考查DNA的结构，难度中等。分析图示，该图为核苷酸链结构图，其中①是磷酸，②是五碳糖，③是磷酸二酯键，a是核苷酸。 图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个，A正确；能构成一个完整核苷酸的是图中的a，B错误；各核苷酸之间是通过化学键③磷酸二酯键连接起来的，C正确；脱氧核苷酸链含有A、T、G、C四种碱基，从碱基组成上看，缺少的碱基是T，D正确。
2. B 解析：本题考查DNA的结构，难度中等。每个双链DNA分子通常含有四种脱氧核苷酸，即腺嘌呤脱氧核苷酸、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，A正确；每个碱基分子上只连接着一个脱氧核糖，B错误；DNA的基本单位脱氧核苷酸中含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基，故每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数，C正确；由于双链DNA中C-G配对，故一段双链DNA分子中含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤，D正确。
3. D 解析：本题考查DNA的结构特点，难度中等。该基因的组成元素和DNA一样，均是C、H、O、N、P，A正确；该基因中鸟嘌呤 G 占全部碱基的 26%，根据碱基互补配对原则，C+G占全部碱基的52%，A+T占全部碱基的1—52%=48%，碱基（C+G）/（A+T）为52%/48%=13:12，B正确；DNA 分子中 G—C 碱基对含有三个氢键，A—T含有两个氢键，G—C的比例越高，越耐高温，C正确；不同基因中碱基对的排列顺序多种多样，对特定基因而言，基因中的碱基排列顺序具有特异性，D错误。
4. D 解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m，①正确；因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，根据碱基互补配对原则，A＝T＝n，则C＝G＝（m－2n）/2，所以碱基之间的氢键数为2n＋3（m－2n）/2＝（3m/2）－n，②正确；双链DNA中，A＝T＝n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A＋T的数量为n，③正确；由②中计算可知：G的数量＝（m－2n）/2，④错误，D正确。
5. D 解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。由DNA分子的碱基互补配对原则可知，A1=T2，T1=A2，所以若一条链中A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等，A正确；由DNA分子的碱基互补配对原则可知，G1=C2，C1=G2，如果G1=2C1，则G2=0. 5C2，B正确；由DNA分子的碱基互补配对原则可知，G1=C2，C1=G2，A1=T2，T1=A2，如果A1：T1：G1：C1=1：2：3：4，则A2：T2：G2：C2=2：1：4：3，C正确；由DNA分子的碱基互补配对原则可知，G1=C2，C1=G2，A1=T2，T1=A2，如果G1：T1=1：2，则C2：A2=1：2，D错误。
6. C 解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。由于：A+T=A1+T1=54%，同时T1=28%，所以：T2=A1=26%；同理：G+C=G1+C1=1－（A+T）=1－54%=46%，同时G1=22%，所以：G2=C1=24%，C正确。
7. B 解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，据此无法计算出另一条链的碱基C所占比例，A错误；如果一条链上（A+T）：（G+C）=m，根据碱基互补配对原则，则另一条链上该比值也为m，整个DNA分子中该比例的比值也为m，B正确；如果一条链上的A：T：G：C=2：2：3：3，则另一条链上该比值为2：2：3：3，C错误；由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为50×2=100个，最多含有氢键的数量为50×3=150个，D错误。
8. D 解析：本题考查DNA模型的构建，难度较大。每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖及一分子含氮碱基组成。根据碱基互补配对规律，“4个C，6个G，3个A，7个T”能配对4个G-C和3个A-T，共7个碱基对。但是本题中脱氧核糖和磷酸的连接物数较少，大大制约了搭建的模型中脱氧核苷酸数。结合DNA结构图可知，14个脱氧核糖和磷酸的连接物能搭建的模型中每条链最多4个脱氧核苷酸，因此最多能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段，共含8个脱氧核苷酸，理论上能搭建出不同的DNA分子模型远少于410种；D正确。
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）相反 双螺旋 （6） 40 60
解析：本题考查DNA的结构，难度中等。
（1）图甲表示DNA的平面结构，图乙表示DNA片段的立体结构即双螺旋结构。
（2）由图可知，2是脱氧核苷酸链，5是腺嘌呤脱氧核苷酸。
（3）DNA分子的两条链中，磷酸和脱氧核糖交替连接，构成DNA的基本骨架。
（4）DNA中A与T配对，C与G配对，碱基对之间以氢键相连，A-T之间2个氢键，C-G之间三个氢键。
（5）DNA分子的两条链是反向平行的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成规则的双螺旋结构。
（6）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。设该DNA种A为X个，则A=T=X，C=G=100-X，该DNA中氢键的数目为：2X+3（100-X）=260个，故X=40个。即腺嘌呤有40个，C-G碱基对由100-40=60个。
10. （1）30% （2）60% （3）2. 5 （4）0. 4 （5）1. 5 P
解析：本题考查与DNA相关的计算，难度较大。
（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. 5 P （个）。
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