高中生物第三章第二节DNA的分子结构和特点学案浙科版必修2

第二节 DNA 的分子结构和特点

1．核苷酸是核苷和磷酸连接起来的结构单元，其中的核苷又是含氮碱基与脱氧核糖结合形成的单位。

2．DNA 分子的基本单位是脱氧核苷酸，DNA 分子是脱氧核苷酸的多聚体。由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种，分别是腺嘌呤（A ）、鸟嘌呤（G ）、胞嘧啶（C ）、胸腺嘧啶（T ），因此，脱氧核苷酸也有4种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

3．沃森和克里克认为：DNA 分子的立体结构是规则的双螺旋结构。

4．DNA 分子结构的主要特点

（1）DNA 分子是由两条长链组成的，并按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。其中每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合，形成主链的基本骨架，并排列在主链的外侧，碱基位于主链的内侧。

（2）DNA 分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对，两条链上的核苷酸碱基由氢键连接。碱基互补配对原则是：腺嘌呤（A ）与胸腺嘧啶（T ）通过两个氢键相连，鸟嘌呤（G ）与胞嘧啶（C ）通过三个氢键相连。

（3）DNA

分子中碱基

A ＝T

，G ＝C ，但是A ＋T 的量不一定等于G ＋C 的量，这就是DNA 中碱基含量的卡伽夫法则。

预习交流

在DNA 分子的一条单链中相邻的碱基A 与T 的连接是通过氢键连接的吗？

答案：不是。DNA 分子的两条链中的碱基A 与T 是通过氢键连接，而一条单链中相邻的碱基A 与T 的连接方式如下图：

由此可知是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接起来的。

DNA

1．组成DNA 的元素有哪些？

答案：组成DNA 的元素主要有C 、H 、O 、N 、P 。

2．DNA 的基本结构单位是什么？

答案：DNA 的基本结构单位是脱氧核苷酸。

3．脱氧核苷酸的构成如何？请画出其结构模式图。

答案：脱氧核苷酸由3种小分子构成，它们是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。其结构模式图可以表示为：

4．脱氧核苷酸有几种？不同的脱氧核苷酸怎么判断？

答案：脱氧核苷酸有4种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、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。不同的脱氧核苷酸中磷酸和脱氧核糖都相同，只是碱基不同。

5．DNA由两条脱氧核苷酸链组成，每条脱氧核苷酸链的结构怎么样？

答案：每条脱氧核苷酸链中，一个脱氧核苷酸分子中的脱氧核糖与相邻的脱氧核苷酸中的磷酸通过磷酸二酯键连接。

每条链中，脱氧核苷酸分子之间连接如图：

即一个脱氧核苷酸分子中脱氧核糖上的3号碳原子与另一个脱氧核苷酸中的磷酸通过形成新的化学键（磷酸二酯键）相连。

6．DNA的两条脱氧核苷酸链是如何连接的？

答案：DNA的两条脱氧核苷酸链通过碱基互补配对连接起来。

两条单链之间的连接如图：

①碱基之间的配对方式有两种，即A一定与T配对，G一定与C配对。

②配对的碱基之间以氢键相连，A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。

③配对的两个脱氧核苷酸方向相反，尤其要注意脱氧核糖的位置。

7．DNA的立体结构是怎样的？

答案：DNA的立体结构是双螺旋结构。

两条长链反向平行盘绕形成规则的双螺旋结构。

①两条链反向平行。

②外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列。

③内部为碱基互补配对。

关于DNA分子结构的叙述，不正确的是（）。

A．每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸

B．每个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的

C．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基

D．双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶

答案：C

解析：DNA分子的结构单位是脱氧核苷酸，在形成DNA分子时，相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成了磷酸二酯键，因此，除DNA分子中处于两端的脱氧核糖之外，其余脱氧核糖均连接有两个磷酸基团。

1．DNA分子的结构特点

（2）多样性

组成DNA的碱基对的排列方式是极其多样的，不同的DNA分子其碱基对的数量也不尽相同，这就构成了DNA分子的多样性。

（3）特异性

不同的DNA分子具有自己独特的碱基数目和排列顺序。

2．DNA

（1）氢键：A和T间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，氢键是连接两条脱氧核苷酸链的化学键。

（2）磷酸二酯键：一个脱氧核苷酸中的脱氧核糖与相邻脱氧核苷酸中的磷酸之间的化学键。磷酸二酯键是将单个脱氧核苷酸连接成长链的化学键。

3．DNA

（1）碱基互补配对原则：A—T，G—C，即

①共性：不因生物种类的不同而不同。

A.T

A

＝1 B.

C

G

＝1 C.

A＋C

T＋G

＝

A＋G

T＋C

＝1

②特异性

A＋T

G＋C

的比值是多样的，恰是DNA分子多样性和特异性的表现。

1．含2 000个碱基的DNA，每条链上的碱基排列方式有（）。

A．42 000种B．41 000种C．22 000种D．21 000种

答案：B

解析：DNA分子上每对脱氧核苷酸上碱基的选择都有4种，共1 000个碱基对，故排列方式为41 000种。

2．不同的DNA之间存在着差异，其原因不可能是（）。

A．所含的碱基数目不同

B．碱基的排列顺序不同

C．（A＋T）∶（G＋C）的比值不同

D．（A＋G）∶（T＋C）的比值不同

答案：D

解析：DNA双链中A与T互补，G与C互补，不同的DNA分子（A＋G）∶（T＋C）的比值都为1。

3．下列关于核酸的叙述中，正确的是（）。

A．DNA和RNA中的戊糖相同

B．组成DNA与ATP的元素种类不同

C．T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中

D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数

答案：D

解析：DNA和RNA中的戊糖分别为脱氧核糖与核糖，不相同。组成DNA与ATP的元素种类相同，都为C、H、O、N、P。T2噬菌体的遗传信息贮存在DNA中。

4．下列关于原核细胞和真核细胞的比较中，正确的是（）。

A．原核细胞只有一条染色体，真核细胞有多条染色体