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第3章　基因的本质
第2节　DNA的结构
（一）基础巩固　
1.1953年,沃森和克里克建立了DNA的结构模型,两位科学家于1962年获得了诺贝尔生理学或医学奖。下列关于DNA双螺旋结构的特点的叙述,错误的是(　　)
A.DNA由两条反向平行的链组成
B.DNA中A+T的数量一定等于G+C的数量
C.脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧
D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
解析:DNA由两条反向平行的链盘旋成双螺旋结构,A项正确;两条单链中对应的碱基通过氢键互补配对,A与T配对,G与C配对,但A+T的数量不一定等于G+C的数量,B项错误、D项正确;脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成DNA的基本骨架,C项正确。
答案:B
2.下列关于双链DNA的叙述,错误的是(　　)
A.DNA中磷酸与五碳糖交替排列,双链反向平行
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.DNA中碱基排列在内侧,构成基本骨架
D.若一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链上的A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3
解析:DNA中磷酸与脱氧核糖交替排列,双链反向平行,A项正确;若一条链上A的数目大于T,根据碱基互补配对原则,则另一条链上A的数目小于T,B项正确;DNA中磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成基本骨架,C项错误;若一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,根据碱基互补配对原则,则另一条链上的A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3,D项正确。
答案:C
3.下列有关DNA结构的叙述,正确的是(　　)
A.细胞内的DNA均是由两条脱氧核苷酸链构成的链状结构
B.一个双链DNA中的嘌呤数和嘧啶数均占碱基总数的50%
C.双链DNA中碱基A、T的含量越高,DNA的结构越稳定
D.DNA彻底水解后可获得4种不同的小分子物质
解析:真核细胞的叶绿体和线粒体中的DNA以及原核细胞中拟核区中的DNA都呈环状,而不是链状,A项错误;对于双链DNA来说,A=T、C=G,所以A+G=T+C,即DNA中的嘌呤数=嘧啶数,B项正确;DNA结构的稳定性与氢键数目有关,氢键越多越稳定,而C、G碱基对之间有3个氢键,A、T碱基对之间有2个氢键,因此碱基C、G含量越高,氢键越多,DNA结构的稳定性相对越强,C项错误;DNA彻底水解后可获得6种不同的小分子物质,即磷酸、脱氧核糖和4种碱基,D项错误。
答案:B
4.下列关于真核生物核DNA结构的叙述,正确的是(　　)
A.每个碱基均连着一个磷酸和一个脱氧核糖
B.双链DNA的特异性表现在的比例上
C.某双链DNA中一条链上A∶T=1∶2,则该DNA中A∶T=2∶1
D.检测某生物样品中碱基比例,嘌呤含量不等于嘧啶含量,该生物样品不可能是噬菌体
解析:碱基与脱氧核糖相连,没有连接磷酸,A项错误;不同双链DNA中均为1,不能体现其特异性,B项错误;某双链DNA中A、T配对,故该DNA中A∶T=1∶1,C项错误;检测某生物样品中碱基比例,嘌呤含量不等于嘧啶含量,该生物样品不可能只含有双链DNA,噬菌体只含有双链DNA,不含有RNA,D项正确。
答案:D
5.下图为DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题。
(1)6的名称是　　　　　　　　,3、4代表的是　　　　　　　　(写出相应的符号,不要求顺序)。
(2)若8代表的脱氧核苷酸链中(A+T)/(C+G)为36%,则(A+T)/(C+G)在整个DNA分子的值为　　　　　。(A+T)/(C+G)的值越　　　　(填“大”或“小”),DNA的热稳定性越高。
(3)若一对同源染色体上相同位置的DNA片段上是基因D与d,这两个DNA片段的根本区别是 　。
解析:(1)据图分析,6为碱基对,3与4之间有三个氢键,代表的是碱基G和C。(2)双链DNA分子中(A+T)/(C+G)的值等于任何一条链中(A+T)/(C+G)的值,即都为36%。因为碱基C和G之间有3个氢键,碱基A和T之间有2个氢键,故(A+T)/(C+G)的值越小,DNA的热稳定性越高。(3)两个DNA片段上同一位置的基因不同,其根本区别是碱基对的排列顺序不同。
答案:(1)碱基对　G、C　(2)36%　小　(3)两个DNA片段上的碱基(对)或脱氧核苷酸的排列顺序不同
(二)拓展提高
6.在搭建DNA结构模型的实验中,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片段最长为7个碱基对
C.能搭建出一个4碱基对的DNA片段
D.能搭建410种不同的DNA结构模型
解析:代表碱基的塑料片共有20个,根据C—G配对、A—T配对可知,最多只有7个碱基对即14个脱氧核苷酸,A项错误;根据代表碱基的塑料片可知,搭建的DNA中最多含有7个碱基对,形成7个碱基对需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个,而在形成DNA时,一条链中两个相邻的脱氧核苷酸之间也需要该连接物,根据提供的连接物的数目可知,所搭建的DNA片段少于7个碱基对,B项错误;结合代表碱基的塑料片数目和脱氧核糖与磷酸之间的连接物可知,能搭建出一个4碱基对的DNA片段,8个脱氧核苷酸需要8个脱氧核糖与磷酸之间的连接物,8个脱氧核苷酸连接成2条链另外需要6个脱氧核糖与磷酸之间的连接物,C项正确;由以上分析可知,该DNA只含有4个碱基对,且每种碱基的数目有限,故不能搭建410种不同的DNA结构模型,D项错误。
答案:C
7.DNA条形码(DNA Barcode)技术是一种利用一个或者多个特定的一小段DNA进行物种鉴定的技术。如下图中药材DNA条形码就是中药材的基因身份证。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.从中药材细胞中提取的DNA分子都有4个游离的磷酸基团
B.DNA分子和ATP分子中都含有腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸基团
C.中药材遗传信息的条形码相当于DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
D.不同种类中药材细胞的DNA分子不同,不同DNA分子彻底水解的底物种类不同
解析:从中药材细胞核中提取的DNA分子是线性的,有2个游离的磷酸基团,但从中药材细胞质中提取的环状DNA分子没有游离的磷酸基团,A项错误;DNA分子含有腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸基团,ATP分子中含有腺嘌呤、核糖和磷酸基团,B项错误;中药材的遗传物质是DNA,遗传信息就储存在脱氧核苷酸的排列顺序中,中药材遗传信息的条形码相当于DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序,C项正确;不同种类的中药材细胞中的DNA分子不同,但不同的DNA分子彻底水解的产物是相同的,都是磷酸基团、脱氧核糖和4种含氮碱基,D项错误。
答案:C
图1是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解(a~d),图2是用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA分子片段上被标记一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序(TGCGTATTGG),请回答下列问题。
图1 图2 图3
(1)图1中物质a是构成DNA的基本单位,叫作　　　　　　　　,b中游离的磷酸基团代表DNA链的　 端。
(2)与DNA病毒相比,RNA病毒更容易变异,请结合图d和RNA的结构说明其原因。 　 。
(3)若某基因具有1 000个碱基对,其中碱基G和C共占40%,则连续复制2次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为　　　　个。
(4)据图2推测,此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是　　　　个。
(5)根据图2所示的脱氧核苷酸链碱基排序,图3显示的脱氧核苷酸链碱基序列为　　　　 (从上往下序列)。
(6)图2中的DNA片段与图3中的DNA片段中,A/G的值分别为　　　、　　,体现了DNA分子的特异性。
解析:(1)分析图1可知,a是构成DNA的基本单位,叫作脱氧核苷酸;b中游离的磷酸基团代表DNA链的5'端。(2)DNA为双螺旋结构,比RNA的单链更加稳定,因此与DNA病毒相比,RNA病毒更容易变异。(3)某基因具有1 000个碱基对,其中碱基G和C共占40%,故碱基A和T共占60%,根据碱基互补配对原则A=T,故该基因片段中腺嘌呤脱氧核苷酸占30%,DNA连续复制两次,形成4个DNA分子,即相当于增加3个DNA分子,因此连续复制2次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为3×(1 000×2×30%)=1 800。(4)由图2可知,该脱氧核苷酸链上有4个鸟嘌呤脱氧核苷酸与1个胞嘧啶脱氧核苷酸,根据碱基互补配对原则,该脱氧核苷酸链的互补链上含有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸,故该DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是5个。(5)结合图2与图3,图3显示的脱氧核苷酸链碱基序列为CCAGTGCGCC。(6)图2中有1个腺嘌呤脱氧核苷酸、4个胸腺嘧啶脱氧核苷酸、4个鸟嘌呤脱氧核苷酸和1个胞嘧啶脱氧核苷酸,故DNA片段中的A/G=(1+4)∶(1+4)=1∶1;图3中有1个腺嘌呤脱氧核苷酸、1个胸腺嘧啶脱氧核苷酸、3个鸟嘌呤脱氧核苷酸和5个胞嘧啶脱氧核苷酸,故DNA片段中的A/G=(1+1)∶(5+3)=1∶4,不同的DNA分子中,A/G的值不同,体现了DNA分子的特异性。
答案:(1)脱氧核苷酸　5'　(2)DNA为双螺旋结构,比RNA的单链结构更加稳定　(3)1 800　(4)5 (5)CCAGTGCGCC　(6)1∶1　1∶4(共34张PPT)
第3章　基因的本质
铺垫知识
基因在细胞里存在于遗传物质—— 上,其主要存在于细胞核中,是长长的链状结构,外形很像一个螺旋形的梯子。DNA分子含有许多有遗传功能的片段,其中不同的片段含有不同的 ,分别控制不同的性状。
DNA分子
遗传信息
脱氧核苷酸
DNA衍射图谱
A=T，G=C
T
C
磷酸
含氮碱基
脱氧核糖
脱氧核苷酸
脱氧核苷酸
脱氧核苷酸链
互补配对
相反
碱基
右
双螺旋
合作探究
点拨提升
典例研析
合作探究
点拨提升
典例研析
③在双链DNA中,非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
合作探究
点拨提升
卡片种类 磷酸 脱氧
核糖 碱基
A T C G
卡片数量 12 12 3 3 4 2
典例研析
课堂建构
2
2门世2有
3厚
3',5'-磷酸Y
二酯键
氢键
G菲C
T
2
3+L
0
0.511.52
一条单链中
A+G
T+C
任
织
00.511.5
2
一条单链中
A+G
T+C
P
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C (G
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