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第六单元 基因的本质与表达
第18讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质
DNA分子的结构及相关计算
01
DNA分子的复制及基因的本质
02
目录
考点一　
DNA分子的结构及相关计算
01
[概念摘要]DNA分子是由4种脱氧核苷酸构成，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了遗传信息。
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。
（2）过程
2、DNA的结构
（1）元素组成：
C、H、O、N、P
（2）小分子：
（3）单体：
脱氧核苷酸（4种——含氮碱基不同）
和 交替连接，构成基本骨架；
磷酸
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
①外侧：
碱基
内侧:
脱氧核糖
②碱基互补配对原则
两条链上的碱基通过 连接形成 ，且A只和 配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作 。
氢键
氢键
T
C
碱基互补配对原则
碱基对
碱基对
2、DNA的结构
（4）平面结构：
CTTGACAG5’5’3’3’由 条单链按方式盘旋成 结构。反向平行双螺旋25’3’5’3’OCH2OHH磷酸基团碱基3′2′HH1′4′5′HH3',5'-磷酸二酯键有一个游离的磷酸基团，称作5′-端有一个羟基(-OH)，称作3′-端2、DNA的结构（5）空间结构：（1）稳定性
C、G的比例越高，双螺旋结构越稳定，热稳定性越强。
3、DNA的结构特点
①DNA分子的结构相对稳定，一般不容易改变；
②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变，碱基对的数量和排列顺序稳定不变。
③两条链间碱基互补配对的方式不变。
①DNA分子中碱基对排列顺序多种多样；
②每个碱基对有4种可能性；
③n个碱基对的排列顺序是4n种。
eg. 100个碱基对的排列顺序是4100种
3、DNA的结构特点
（2）多样性
（3）特异性
每种DNA有区别于其他的DNA的特定的碱基排列顺序。
3、DNA的结构特点
【概念辨析】
1．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基。( )
2．双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数。( )
3．DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构。( )
4．DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的值越大，该分子结构稳定性越低。( )
5．人体内控制β 珠蛋白合成的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种。( )
√
×
√
×
×
1、DNA分子结构中两种关系与两类化学键的比较
（1）数量关系
①每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个
②A—T碱基对之间有2个氢键，G—C碱基对之间有3个氢键
③脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数
（2）位置关系
①单链中相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸─脱氧核糖—”连接
②互补链中碱基对通过氢键相连
（3）化学键
①氢键：连接互补链中相邻碱基的化学键
②磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键
2、DNA中的碱基数量的计算规律
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
（1）A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。
即：双链中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝1/2(A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
2、DNA中的碱基数量的计算规律
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
（2）A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。
规律二：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，简记为“补则等”。
2、DNA中的碱基数量的计算规律
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
（3） 的关系是互为倒数。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
2、DNA中的碱基数量的计算规律
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
（4）若 则
规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
考法1　围绕DNA分子的结构及特点，考查科学思维和科学探究能力
1．(2022·广东模拟)1953年，沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型，标志着生物学的研究进入了分子生物学的阶段。下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)
A．脱氧核糖和磷酸基团交替排列构成基本骨架
B．不同的DNA分子中碱基种类和碱基数量均不同
C．DNA结构的稳定性与不同类型的碱基对比例有关
D．一条链中的嘌呤碱基数目与互补链的嘧啶碱基数目相同
B
A．图中的①与②交替连接，构成DNA分子
的基本骨架
B．图中的④代表的是一分子胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
C．图中含有游离磷酸基团的一端是DNA的5′ 端
D．DNA复制时，解旋酶所作用的化学键是图中的⑨
考法1　围绕DNA分子的结构及特点，考查科学思维和科学探究能力
2．(2022·广东模拟)如图为某DNA分子的部分平面结构图，下列有关叙述错误的是(　　)
B
考法2　借助DNA结构的相关计算，考查科学思维能力
3．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
B．若一条链上(A＋T)∶(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为m
C．若一条链上的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
B
考法2　借助DNA结构的相关计算，考查科学思维能力
4．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．32.9%,17.1%　　　
B．31.3%,18.7%
C．18.7%,31.3%
D．17.1%,32.9%
B
作业
2、 在含2000个碱基的双链DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的比例为66%；其中一条α链中的胞嘧啶比例为12%。则另一条β链中胞嘧啶个数是（ ）
A．160 B．120 C．220 D．340
C
1、以下所示四个双链DNA分子中，稳定性最差的是（ ）
A．双链DNA中A占25%
B．双链DNA中T占30%
C．双链DNA中G占25%
D．双链DNA中C占30%
B
作业
4、已知DNA分子中，碱基对A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键。在一个双链DNA分子片 段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个。则该DNA片段中含有游离的磷酸基团的数目和氢键的数目依次为（ ）
A．200个和400个 B．44个和510个
C．2个和400个 D．2个和510个
D
3、下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是 （ ）
A．基本组成单位是核糖核苷酸
B．磷酸和五碳糖排列在内侧
C．碱基对构成DNA分子的基本骨架
D．具有规则的双螺旋结构
D
作业
5、不同的双链DNA分子( )
A．基本骨架不同
B．碱基种类不同
C．碱基配对方式不同
D．碱基对排列顺序不同
D

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