DNA分子中嘌呤
高中生物人教2019必修第二册学案第3章第2节DNA的结构
第2节DNA的结构学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1．概述DNA结构的主要特点。
2．通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。
3．制作DNA双螺旋结构模型。
1．DNA双螺旋结构的主要特点：①两条脱氧核苷酸链反向平行；②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；③碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。
2．双链DNA分子中，嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，即A＋G＝T＋C。
3．互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。
[主干知识梳理]一、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。
2．构建历程3．新模型的特点及意义二、DNA的结构项目特点整体结构由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架碱基配对两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧并且遵循碱基互补配对原则：A与T配对、G与C配对三、制作DNA双螺旋结构模型1．目的要求：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA结构特点的认识和理解。
2．制作程序[边角知识发掘]1．下图为DNA的结构模式图，据图回答有关问题：(1)写出图中相应序号表示的物质或结构：①胸腺嘧啶；②脱氧核糖；③磷酸；④胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸；⑤胞嘧啶；⑥腺嘌呤_；⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶。
(2)脱氧核糖中的1′C是指与碱基相连的碳，5′C是指与磷酸基团相连的碳。
(3)从图中看出DNA两条链是反向平行的依据是：从双链的一端起始，一条单链是从5′端到3′端的，另一条单链则是从3′端到5′端的。
2．在沃森和克里克在构建模型的过程中，借鉴利用了他人的哪些经验和成果？提示：①当时科学界已发现的证据；②英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱；③奥地利生物化学家查哥夫的研究成果：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。
生物体的遗传信息主要储存在DNA分子中
生物体的遗传信息主要储存在DNA分子中生物的遗传信息是由一系列的基因组成的，而这些基因则以脱氧核糖核酸（DNA）分子的形式储存。
DNA是生物体中的一个重要分子，它以双螺旋结构存在于细胞的细胞核中，并负责传递和保存生物体的遗传信息。
这篇文章将详细解释DNA是如何储存生物体的遗传信息，以及其在遗传变异、复制和表达中的作用。
DNA的结构是由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）以特定的配对方式组成的。
这些碱基通过氢键连接在一起，两条DNA链以互补的方式配对，并形成一个稳定的双螺旋结构。
DNA的结构决定了它具有高度的稳定性和容易复制的特性。
生物体的遗传信息主要通过DNA上的基因来传递。
基因是DNA分子中的一个特定的编码区域，它携带着生物体形态、功能和行为的遗传信息。
一个基因通常由数百到数千个碱基对组成。
不同基因的排列和序列决定了生物体的遗传特征。
DNA分子的遗传信息主要通过遗传密码来传递和解码。
遗传密码是DNA上碱基序列的一种指导性规律，它指定了特定的碱基序列与特定的氨基酸对应。
这种对应关系是通过三个碱基的序列单元（称为密码子）来实现的。
例如，一个密码子可以指定一个特定的氨基酸，而另一个密码子可能指定停止蛋白质合成。
遗传密码的解读过程发生在细胞的核糖体中，这是一种含有RNA分子的细胞器。
除了遗传密码的传递，DNA还在生物体的遗传变异和适应过程中起着重要的作用。
遗传变异是指在DNA分子中的基因组发生变化，导致个体间的遗传差异。
这种变异可以通过突变、基因重组和基因转移等机制发生。
遗传变异为生物体的进化提供了基础，使得个体能够适应不同的环境。
DNA的复制是生物体遗传信息传递的核心过程。
在细胞分裂过程中，DNA会被准确复制，确保每个新细胞都包含完整的遗传信息。
DNA的复制过程是由一种特殊的酶（DNA聚合酶）和其他辅助蛋白质协同完成。
复制过程中，DNA的双链分离，每条单链作为模板合成新的对应互补链，最终形成两个完全相同的DNA分子。
高中生物高考押新课标全国卷第2题-备战2021年高考生物临考题号押题(解析版)
押新课标全国卷第2题高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆1. （2020·新课标全国卷III）细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤（I），含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式（Gly表示甘氨酸）。
下列说法错误的是（）A. 一种反密码子可以识别不同的密码子B. 密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C. tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D. mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变【答案】C【解析】【分析】分析图示可知，含有CCI反密码子的tRNA转运甘氨酸，而反密码子CCI能与mRNA上的三种密码子（GGU、GGC、GGA）互补配对，即I与U、C、A均能配对。
【详解】A、由图示分析可知，I与U、C、A均能配对，因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子，A正确；B、密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则，碱基对之间通过氢键结合，B正确；C、由图示可知，tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形，C错误；D、由于密码子的简并性，mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变，从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出，D正确。
故选C。
2. （2019·新课标全国卷I）用体外实验的方法可合成多肽链。
已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A. ①②④B. ②③④C. ③④⑤D. ①③⑤【答案】C【解析】【分析】分析题干信息可知，合成多肽链的过程即翻译过程。
翻译过程以mRNA为模板（mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类），以氨基酸为原料，产物是多肽链，场所是核糖体。
【详解】翻译的原料是氨基酸，要想让多肽链带上放射性标记，应该用同位素标记的氨基酸（苯丙氨酸）作为原料，而不是同位素标记的tRNA，①错误、③正确；合成蛋白质需要模板，由题知苯丙氨酸的密码子是UUU，因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板，同时要除去细胞中原有核酸的干扰，④、⑤正确；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境，其中含有核糖体、催化多肽链合成的酶等，因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶，故②错误。
DNA中各种碱基的数量关系【PPT】
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人类基因组中，AT碱基对 与CG碱基对的比例大致相 等，有助于维持DNA双螺 旋结构的稳定性。
CpG岛
人类基因组中CG碱基对的 分布呈簇状，称为CpG岛 ，与基因转录调控密切相 关。
重复序列
人类基因组中存在大量重 复序列，其碱基数量关系 可能影响基因重组、突变 等过程。
讨论：碱基数量关系研究的意义与挑战
3
特定基因或物种的DNA碱基组成具有特征性，因 此可以通过测定碱基比例来识别物种或基因。
碱基数量的测定方法
高效液相色谱法（HPLC）：通过色 谱技术分离DNA中的碱基，然后通 过检测器测定各碱基的峰面积或峰高 ，从而计算出各碱基的数量。
质谱法：将DNA样品进行离子化后 ，通过质谱仪测定各碱基离子的质荷 比，从而确定各碱基的数量。
意义
深入研究碱基数量关系有助于揭示基因组结构和功能的奥秘，为生物医学研究提供新思路。
挑战
碱基数量关系研究涉及大量数据分析和跨学科合作，需要不断完善分析方法和技术手段，以提高研究结果的准确 性和可靠性。
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总结与展望
总结
DNA碱基数量关系的研究是分子生物学领域的重要课题，对于揭示生命活动的本质 具有重要意义。
碱基数量关系在生物学研究中的应用
基因表达调控
碱基数量关系可能影响基因转 录和翻译的效率，从而调控基
因表达水平。
突变与进化
碱基数量变化可能导致基因突变， 进而影响物种的进化和适应性。
18-19 第3章 第2节 DNA分子的结构
18-19 第3章第2节DNA分子的结构内侧碱基之间通过氢键连接；遵循碱基互补配对原则，即T(胸腺嘧啶)一定与[⑥]腺嘌呤配对，C(胞嘧啶)一定与[⑦]鸟嘌呤配对1．判断对错(1)组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸，其中所含的碱基是A、U、G、C。
()(2)在DNA分子中一定存在如下关系C===T，A===G。
()(3)双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。
()提示：(1)×U(尿嘧啶)只在RNA中含有，DNA中含有的是T(胸腺嘧啶)。
(2)×在DNA分子双链上，A和T配对，C与G配对，一定存在关系：A ＝T，G＝C。
(3)×双链DNA分子中大多数磷酸与2个五碳糖连接，位于末端的磷酸只与1个五碳糖连接。
2．下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中，正确的是()【导学号：77782080】A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像B．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型C．查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系D．富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量B[根据发展史可知，沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
] 3．如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表述不正确的是()A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或bB．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个C．相邻脱氧核苷酸之间通过化学键③连接起来D．从碱基上看，缺少的碱基是TA[图中所示a表示的是一个完整的脱氧核苷酸；图中与五碳糖直接相连的碱基只有1个；③表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。
][合作探究·攻重难]DNA分子的结构如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：[思考交流]1．图中的1、2、5、7的名称分别是什么？提示：1是碱基对、2是一条脱氧核苷酸单链片段、5是腺嘌呤脱氧核苷酸、7是氢键。
dna分子结构中的脱氧核苷酸链
dna分子结构中的脱氧核苷酸链
在DNA分子结构中，脱氧核苷酸链是构成DNA的基本组成单元。
每条脱氧核苷酸链由一系列连接在一起的脱氧核苷酸组成。
脱氧核苷酸是由三个主要部分组成：糖分子、碱基和磷酸基团。
在DNA中，糖分子是脱氧核糖（deoxyribose），而碱基有四种可能的选择：腺嘌呤（adenine，简称A）、鸟嘌呤（guanine，简称G）、胸腺嘧啶（thymine，简称T）和胞嘧啶（cytosine，简称C）。
磷酸基团则由磷酸和一个核苷酸碱基连接在一起。
两条脱氧核苷酸链以特定的方式相互配对，通过碱基间的氢键形成双螺旋结构。
这种配对方式是腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之间形成两个氢键，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之间形成三个氢键。
这种配对使得DNA分子具有稳定性，并且能够容易地复制和传递遗传信息。
脱氧核苷酸链的结构和配对方式是DNA分子的关键特征，它们决定了DNA的稳定性和功能。
通过这种特殊的结构，DNA能够存储和传递生物体的遗传信息，并在细胞中进行复制和转录，从而实现生命的基本功能。
DNA结构及复制相关问题
【解题归பைடு நூலகம்】 (1)有丝分裂的过程图解与规律总结： ①过程图解(一般只研究一条染色体)： 复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)：
转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：
②规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记； 若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
(2)减数分裂与 DNA 复制： ①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象， 如图：
1．用 15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子，其中有胞嘧啶 60 个。该 DNA 分子在 14N 培养基中连续复制 4 次，其结果可能是( A．含有 14N 的 DNA 占 100% B．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 640 个 C．含 15N 的链占 1/8 D．子代 DNA 中嘌呤与嘧啶之比是 2∶3 )
2．7乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某 DNA 分子中 腺嘌呤(A)占碱基总数的 30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被 7乙基化，该 DNA 分子 正常复制产生两个 DNA 分子，其中一个 DNA 分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的 45%，另一个 DNA 分子中鸟嘌呤(G)所占比例为( A．10% C．30% B．20% D．45% )
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P 的细胞培养液中培养，正确的
【解析】 依据 DNA 分子的半保留复制，细胞进行一次有 丝分裂后，子细胞内所有染色体均具有放射性；细胞进行无丝分 裂时 DNA 分子也进行复制，子细胞内也会出现放射性；精原细 胞中 DNA 分子经半保留复制后， 产生的精细胞全部具有放射性； 高等动物的精细胞一般不分裂。
【解析】 根据题意，在合成子链时，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和胸腺嘧啶 脱氧核苷酸在与腺嘌呤脱氧核苷酸配对时存在竞争关系，当胸腺嘧啶双脱氧核 苷酸与腺嘌呤脱氧核苷酸配对时，子链延伸终止，不再继续合成子链，因此， 子链的合成可能会在碱基 A 的位点终止，所以会形成含有 3 个、5 个、7 个、9 个和 11 个(只有胸腺嘧啶脱氧核苷酸与腺嘌呤脱氧核苷酸配对)共 5 种不同长度 的子链。 【答案】 D
紫外线诱发基因突变的原理
紫外线诱发基因突变的原理引言：基因突变是指DNA序列发生改变，进而导致基因功能的变异。
紫外线是一种常见的自然辐射源，它具有足够的能量将DNA分子中的化学键破坏，从而导致基因突变的发生。
本文将介绍紫外线诱发基因突变的原理，并探讨其对生物体的影响。
一、紫外线的作用机制紫外线主要分为UVA、UVB和UVC三种波长，其中UVB和UVC具有较强的生物活性。
当紫外线照射到生物体表面时，它会与DNA分子中的嘌呤碱基产生共价键，形成嘌呤二聚体。
这种共价键的形成会导致DNA链的断裂或碱基对的改变，从而引起基因突变的发生。
二、紫外线诱发的单碱基突变紫外线的辐射能量足以使DNA中的嘌呤碱基发生光化学反应，形成氨基化合物。
这些氨基化合物在紫外线照射下会与DNA中的胸腺嘧啶碱基发生结合，形成嘧啶二聚体。
这种结合会导致DNA链的错配，进而引起单碱基突变。
三、紫外线诱发的缺失突变和插入突变除了引起单碱基突变外，紫外线还能诱发缺失突变和插入突变。
在DNA复制过程中，紫外线照射下嘌呤二聚体的形成会导致DNA链的断裂。
当DNA复制酶复制到这一断裂位点时，很容易发生缺失或插入的错误。
这种错误会导致DNA序列的改变，从而产生缺失突变或插入突变。
四、紫外线诱发的双链断裂紫外线的高能量可以直接破坏DNA分子中的化学键，引起双链断裂。
双链断裂是一种严重的DNA损伤，会导致基因组的重排和重组。
这种重排和重组可能会改变基因的结构和功能，进而引发疾病的发生。
五、紫外线诱发的基因突变对生物体的影响紫外线诱发的基因突变对生物体具有重要的生物学意义。
一方面，它是基因进化的重要驱动力之一。
基因突变为生物体提供了多样性，使得物种能够适应不同的环境条件。
另一方面，紫外线诱发的基因突变也是一种致病因素。
许多遗传性疾病和癌症都与基因突变有关。
结论：紫外线诱发基因突变的原理是紫外线与DNA分子中的嘌呤碱基形成共价键，导致DNA链的断裂或碱基对的改变。
紫外线诱发的基因突变包括单碱基突变、缺失突变、插入突变和双链断裂。
高中生物人教版2019必修第二册教学案第3章第2节DNA的结构
第2节DNA的结构课标内容要求核心素养对接概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成的，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码遗传信息。
1．生命观念：说明DNA双螺旋结构模型的特点。
2．科学思维：思考在DNA分子中碱基的比例和数量之间的规律，总结有关碱基计算的方法和规律。
3．科学探究：动手制作模型，培养观察能力、空间想象能力、分析和理解能力。
一、DNA双螺旋结构模型的构建1．构建者：沃森和克里克。
2．构建过程3．新模型的特点及意义(1)特点：A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。
(2)意义①能解释A、T、G、C的数量关系。
②能解释DNA的复制。
③模型与X射线衍射照片完全相符。
二、DNA的结构1．平面结构(如图)基本组成元素↓组成物质↓基本组成单位↓DNAC、H、O、N、P[①]碱基，[②]脱氧核糖，[③]磷酸[④]脱氧核苷酸，共4种两条链反向平行(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′端，两条单链走向相反，一条单链是从5′端到3′端的，另一条单链是从3′端到5′端的。
(2)DNA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，并且碱基配对具有一定规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
三、制作DNA双螺旋结构模型某学习小组，利用材料制作了DNA双螺旋结构模型，请将合理的制作顺序排列起来③①②⑤④。
①组装“脱氧核苷酸模型”②组成多核苷酸长链③制作若干个磷酸、碱基和脱氧核糖④获得DNA分子的立体结构⑤制作DNA分子平面结构判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。
高中生物必修二DNA结构--碱基计算题型归纳
高中生物必修二DNA结构--碱基计算题型归纳1.某双链DNA分子中，腺嘌呤占全部碱基的30%，则此DNA分子中，胞嘧啶占全部碱基的70%。
2.在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的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%，则另一条链上，胞嘧啶、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的76%、70%。
3.某生物核酸的碱基组成，嘌呤总数为56%，嘧啶总数为44%，此生物不可能是流感病毒。
4.DNA分子一条链中，胞嘧啶和胸腺嘧啶的比例分别是0.4和0.4.6.某同学制作了DNA分子结构模型，其中一条链所用碱基A、C、T、G的数量比为1∶2∶3∶4.正确的相关叙述是：两条脱氧核苷酸链以反向平行方式盘旋成双螺旋结构，脱氧核糖、磷酸、碱基交替连接构成该模型的基本骨架。
7.已知1个DNA分子中有8000个碱基对，其中胞嘧啶有4400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个和3600个。
8.DNA的某一区段上有800个脱氧核糖分子，250个鸟嘌呤，该区段的胸腺嘧啶数量是200个。
9.一条双链DNA分子，G和C占全部碱基的44%，其中一条链的碱基中，26%是A，20%是C。
互补链中的A和C分别占该单链全部碱基的百分比是24%和30%。
10.分析某生物的双链DNA，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的64%，其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，则对应链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是32%。
11.某双链DNA中，G与C的百分比为54%，其中一条链中A占22%，C占28%。
求该链的互补链中A和C分别占碱基的比例。
答案：互补链中G和C的比例也为54%，因此A和T的比例为46%。
又因为C和G互补，所以互补链中C占46%，A占28%，故C和A分别占该链碱基的比例为46%和28%。