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第2节　DNA的结构
课时学习目标　(1)概述DNA结构的主要特点。(2)制作DNA双螺旋结构模型。
(3)理解碱基互补配对原则，掌握DNA结构的相关计算。
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
[辨正误]
(1)查哥夫提出DNA分子中A＝G、C＝T。(×)
提示：A＝T、G＝C。
(2)沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型中，脱氧核糖—磷酸骨架排列在螺旋外部，碱基排列在螺旋内部。(√)
(3)沃森和克里克构建出了DNA分子的双螺旋结构模型。(√)
(4)DNA是以4种核糖核苷酸为单位连接形成的长链。(×)
提示：4种脱氧核苷酸。
1.DNA两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？
请结合以下资料进行分析：
资料一　DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
资料二　嘌呤和嘧啶的分子结构图
结论：_______________________________________________________________。
提示：不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连
2.请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？
来源 碱基的相对含量
腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
结核分 枝杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
结论：________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：A与T配对，G与C配对
【学以致用】
1.(2024·四川师大附中高一诊断)下列关于威尔金斯、富兰克林、沃森和克里克、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法，正确的是(　　)
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
答案　B
解析　在DNA分子结构的构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA衍射图谱，A错误；查哥夫发现了A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量，C、D错误；沃森和克里克在此基础上提出了DNA分子的双螺旋结构模型，B正确。
二、DNA的结构
1.结合DNA的结构，回答下列问题：
(1)写出图中相应序号表示的物质或结构：
①　　　　；②　　　　；③磷酸；④　　　　；⑤　　　　；⑥　　　　；
⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶
提示：胸腺嘧啶　脱氧核糖　胸腺嘧啶脱氧核苷酸　胞嘧啶　腺嘌呤
(2)脱氧核糖中的1′－C是指与　　　　相连的碳，5′－C是指与　　　　相连的碳。
提示：碱基　磷酸基团
(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，
_____________________________________________________________________。
提示：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.空间结构
[辨正误]
(1)DNA中A与T碱基所占的比例越高，该DNA稳定性越强。(×)
提示：G与C所占比例越高，稳定性越强。
(2)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连。(×)
提示：一个DNA分子中1个磷酸与1个或2个脱氧核糖相连。
(3)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3′端。(×)
提示：称为5′端。
(4)DNA单链中的A与T的数量一定相等。(×)
提示：不一定相等。
(5)每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸基团数＝含氮碱基数。(√)
1.如图是DNA片段的结构图，甲图为平面结构，乙图为双螺旋结构。
(1)该DNA分子中一个磷酸与几个脱氧核糖相连？一个脱氧核糖与几个磷酸相连？一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过什么相连？
提示：一个或两个。一个或两个。“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”。
(2)该DNA分子中两条链的碱基通过什么相连？该片段中有几个游离的磷酸基团？
提示：氢键。2个。
(3)为什么DNA分子中G与C碱基所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强？
提示：G与C之间有三个氢键，而A与T之间只有两个氢键，因此G与C所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强。
2.如图DNA分子中一条链为1链，另一条链为2链。
根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
(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＝(A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA分子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)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。
＝＝(N为相应的碱基总数)，＝＝。
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”。
(3)与的关系是互为倒数。
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”。
(4)若＝a，＝b，则＝(a＋b)。
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。
【学以致用】
2.(2024·黑龙江哈尔滨六校高一期末联考)如图为DNA双螺旋结构模型图，图中的字母代表四种碱基。下列叙述错误的是(　　)
A.DNA一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接
B.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的规律
C.图中标注3′的一端有一个游离的磷酸基团，标注5′的一端有一个羟基
D.脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′－C，与磷酸基团相连的碳叫作5′－C
答案　C
解析　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的规律，A、T配对，C、G配对，B正确；在DNA双螺旋结构模型中，标注5′的一端带有一个游离的磷酸基团，标注3′的一端有一个羟基，C错误；脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′－C(1号碳)，与磷酸基团相连的碳叫作5′－C(5号碳)，D正确。
3.(2024·河南焦作一中高一质检)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是(　　)
A.在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%
B.在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%
C.若该DNA分子含有1 000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2 600个
D.该DNA分子中＝
答案　B
解析　由题中信息可知，某DNA分子中，G＋C＝40%，其中一条链中T＝40%、C＝15%，可推出此链中G＝25%、A＝20%，则它的互补链中，C＝25%、T＝20%，A错误，B正确；若该DNA分子含有1 000个碱基对，则A＝T＝600(个)，C＝G＝400(个)，A、T之间的氢键为600×2＝1 200(个)，C、G之间的氢键为400×3＝
1 200(个)，碱基之间的氢键数为2 400个，C错误；该DNA分子中＝＝，D错误。
4.(2024·广东中山纪念中学高一质检)某DNA分子中A＋T的量占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链上的G的量占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条链上的G的量占该链碱基总数的比例是(　　)
A.35% B.29%
C.28% D.21%
答案　A
解析　已知DNA分子中A＋T的量占整个DNA分子碱基总数的44%，根据碱基互补配对原则，A＝T、C＝G，所以A＝T＝22%，则C＝G＝50%－22%＝28%，又知一条链上的G的量占该链碱基总数的21%，即G1＝21%；在双链DNA分子中，G＝(G1＋G2)/2，则G2＝35%。
三、制作DNA双螺旋结构模型
1.材料用具
曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等。
2.制作过程
(1)从DNA的基本组成物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基的代表物开始，通过曲别针连接成基本单位——脱氧核苷酸模型。
(2)把“脱氧核苷酸”按一定的碱基顺序依次穿在铁丝上构成一条“脱氧核苷酸链”，用同样方法制作另一条。
(3)再按碱基互补配对方式用曲别针连接两条链，最后旋转。
[辨正误]
(1)在制作脱氧核苷酸模型时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。(×)
提示：在制作脱氧核苷酸模型时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。
(2)制成的DNA双螺旋结构模型中，腺嘌呤的数量等于胸腺嘧啶的数量。(√)
(3)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连。(√)
【学以致用】
5.(2024·江苏苏州高一下期中考试)如图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，现在要制作一个包含4种碱基、15个碱基对的模型，下列叙述正确的是(　　)
A.制作时要用到6种不同形状大小的卡片，共需要90张卡片
B.模型中d处卡片代表磷酸基团，它和脱氧核糖交替连接，位于主链的内侧
C.DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个碱基和两个磷酸基团
D.DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
答案　A
解析　制作一个包含4种碱基、15个碱基对的模型，需要4种不同形状大小的卡片代表4种碱基，2种不同形状大小的卡片代表脱氧核糖和磷酸基团，因此一共用到6种形状大小不同的卡片，15个碱基对需要碱基、脱氧核糖、磷酸基团各30个，即共需要90张卡片，A正确；模型中d处卡片代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接分布在主链的外侧，构成DNA分子的基本骨架，B错误；DNA分子中，3′端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，C错误；DNA的两条链反向平行是指一条链的方向是从3′→5′，另一条的方向是从5′→3′，a链从左向右的碱基序列和b链从左向右的碱基序列互补，而和b链从右向左的碱基序列并不一定相同，D错误。
随堂检测
1.(2024·湖北黄石高一联考)如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A.①为3′端，⑥为5′端
B.DNA的基本骨架中所含化学元素包括C、H、O、N、P
C.一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通过氢键相连
D.若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高
答案　D
解析　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，故①⑥均为5′端，A错误；DNA的基本骨架由磷酸和脱氧核糖组成，所含化学元素包括C、H、O、P，B错误；一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，C错误。
2.(2024·广东惠州一中高一期中)1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。下列关于双链DNA的叙述，错误的是(　　)
A.DNA两条单链的碱基数量相等，两条单链A与T数量之和也相等
B.由50个碱基对组成的DNA分子片段中最多含有氢键150个
C.环状DNA分子和链状DNA分子中都含有2个游离的磷酸基团
D.一条DNA单链的序列是5′—GATACC—3′，则其互补链的序列为5′—GGTATC—3′
答案　C
解析　DNA两条单链的碱基之间遵循碱基互补配对原则，其中A—T配对，G—C配对，因此两条单链的碱基数量相等，两条单链A与T数量之和也相等，A正确；A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键，因此由50个碱基对组成的DNA分子片段中最多含有3×50＝150(个)氢键，B正确；链状 DNA分子的两条单链的5′端各有一个游离的磷酸基团，但环状DNA中不存在游离的磷酸基团，C错误；根据碱基互补配对原则，一条DNA单链的序列是5′—GATACC—3′，则其互补链的序列为5′—GGTATC—3′，D正确。
●(2024·河北邢台一中高一月考)下列关于生物体内DNA分子中碱基之间的数量关系的叙述，错误的是(　　)
A.碱基序列不同的双链DNA分子，其(A＋C)/(G＋T)的值相同
B.(A＋T)/(G＋C)的值越小，双链DNA分子的稳定性相对越高
C.当(A＋T)/(G＋C)＝1时，可判断该DNA分子是双链DNA
D.双链DNA分子中A＋C所占比例、A＋G所占比例、T＋C所占比例均相等
答案　C
解析　由于双链DNA分子中A＝T、G＝C，因此(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A正确；A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，故G＋C数目相对越多，双链DNA分子的稳定性相对越高，即(A＋T)/(G＋C)的值越小，双链DNA分子的稳定性相对越高，B正确；当(A＋T)/(G＋C)＝1时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误；双链DNA分子中A＋C所占比例、A＋G所占比例、T＋C所占比例均相等，均等于碱基总数的一半，D正确。　　　
3.(2024·天津红桥区高一月考)如图所示为制作DNA双螺旋结构模型时制作的两个脱氧核苷酸的模型，圆代表磷酸。下列叙述正确的是(　　)
A.长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B.可用别针将两个圆连接起来，形成DNA的侧链
C.连接DNA单链时别针应将两个脱氧核苷酸的五边形和圆连接
D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相同
答案　C
解析　本题是制作DNA双螺旋结构模型，碱基包含A、T、C、G，没有碱基U，A错误；磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，形成DNA的基本骨架，两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，别针应连接在一个脱氧核苷酸的五边形和另一个脱氧核苷酸的圆上，B错误，C正确；DNA的两条链是反向平行的，若两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相反，D错误。
4.(2024·吉林省实验中学高一下期中考试)eccDNA是一类独立于染色体外的环状DNA分子，较稳定，如图为eccDNA的结构示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.该DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
B.该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸基团相连
C.脱氧核糖和碱基交替连接，构成该DNA的基本骨架
D.该DNA分子5′端没有游离的磷酸基团，3′端也没有游离的羟基
答案　C
解析　由图可知，该DNA分子是双链的，碱基互补配对(A＝T、C＝G)，因此嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，A正确；该DNA分子是环状DNA分子，其中每个脱氧核糖都和两个磷酸基团相连，B正确；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成该DNA的基本骨架，内侧是碱基对，C错误；该DNA分子是环状DNA分子，因此没有游离的磷酸基团和羟基，D正确。
课时精练
(时间：30分钟　分值：60分)
【基础对点】
知识点1　DNA双螺旋结构模型的构建
1.(2024·山西师大附中高一检测)下列有关DNA结构模型的构建的叙述，错误的是(　　)
A.沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型
B.DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链
C.研究DNA结构常用的方法是X射线晶体衍射法
D.威尔金斯和查哥夫应用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱
答案　D
解析　DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G 4种碱基，B正确；威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱，D错误。
2.(2024·黑龙江齐齐哈尔高一下期中)下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(其中“○”代表磷酸)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是(　　)
A.甲说：“该图有三种错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
B.乙说：“该图有一种错误，就是U应改为T”
C.丙说：“该图没有什么物质和结构上的错误”
D.丁说：“如果说他画的是RNA双链，则该图就是正确的”
答案　A
解析　题图有三种错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，与碱基A互补配对的是碱基T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是一个核苷酸的脱氧核糖与另一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，A正确，B、C错误；如果说他画的是RNA双链，则该图有一种错误：两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。
3.(2024·广东珠海一中高一月考)所谓“DNA指纹”，就是把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。DNA指纹鉴定技术的依据是不同人的DNA中不同的(　　)
A.碱基种类 B.脱氧核糖排列顺序
C.磷酸排列顺序 D.碱基排列顺序
答案　D
解析　每个DNA分子中都含有A、T、C、G 4种碱基，即不同DNA分子中的碱基种类相同，A错误；磷酸、脱氧核糖的排列顺序是不变的，它们交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架，B、C错误。
知识点2　DNA的结构
4.(2024·陕西延安高一期中)下图表示DNA分子结构中的一部分，相关叙述正确的是(　　)
A.连接图中碱基A与T的是氢键
B.碱基对构成DNA分子的基本骨架
C.DNA分子的基本组成单位是核糖核苷酸
D.DNA分子的每个五碳糖上均连接着两个磷酸和一个碱基
答案　A
解析　两条链上的碱基通过氢键连接起来，连接碱基A和T的是氢键，A正确；DNA分子的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA的基本骨架，B错误；DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，C错误；DNA分子中，大多数五碳糖上均连接着两个磷酸和一个碱基，但两条链3′端的五碳糖上只连接一个磷酸和一个碱基，D错误。
5.(2024·广东茂名高一期中)下面为含有四种碱基的DNA分子结构示意图，下列对该图的描述，正确的是(　　)
A.③有可能是碱基A
B.②和③相间排列，构成DNA分子的基本骨架
C.①②③中特有的元素分别是P、C和N
D.与⑤有关的碱基对一定是A—T
答案　D
解析　该DNA分子含有四种碱基，且A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此与⑤有关的碱基对一定是A—T，与③⑥有关的碱基对一定是G—C，但无法确定③⑤⑥具体是哪一种碱基，A错误，D正确；DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成的，应为图中的①②，B错误；①中特有的元素是P，③中特有的元素是N，而C并不是②所特有的元素，C错误。
知识点3　制作DNA双螺旋结构模型
6.(2024·江西南昌高一质检)某同学计划制作一DNA片段模型，现准备了若干不同类型塑料片，如表所示。若想充分利用现有材料，那么还需准备脱氧核糖的塑料片数目是(　　)
塑料片类型 碱基G 碱基C 碱基A 碱基T 磷酸
数量/个 10 16 16 10 52
A.32 B.40
C.26 D.52
答案　B
解析　DNA中互补碱基数目相等，所以根据表中数据可推知G＝C＝A＝T＝10，脱氧核糖的数目等于碱基数目，所以是40个。
7.(2024·福建莆田一中高一下期末)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片段最长含7个碱基对
C.能搭建出410种不同的DNA分子模型
D.能搭建出一个含4个碱基对的DNA片段
答案　D
解析　由题意可知，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，故最多只能搭建出14个脱氧核苷酸，A错误；由题中给出的碱基数目可知，搭出的DNA片段最多有7个碱基对(4个C—G、3个A—T)；脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需脱氧核糖和磷酸之间的连接物(2n－1)个，则2×(2n－1)＝14，求得n＝4，故所搭建的DNA片段最长含4个碱基对，B错误，D正确；一个含有4个碱基对的DNA片段，最多能搭建出44种不同的DNA分子模型，但本题中各种碱基的数量一定，能搭建的DNA分子模型少于44种，C错误。
【综合提升】
8.(2024·广东东莞中学高一期中)20世纪90年代，科学家发现DNA也有酶催化活性，DNA－E47是人工合成的由47个核苷酸组成的单链DNA分子，它可以催化两个DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是(　　)
A.在DNA－E47中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数
B.在DNA－E47中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数
C.在DNA－E47中，相邻的碱基由“—核糖—磷酸—核糖—”连接
D.在DNA－E47中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸基团和一个含氮碱基
答案　B
解析　根据题意可知，由于DNA－E47是单链DNA分子，其中的嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数，A错误；无论是单链DNA分子还是双链DNA分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸分子由一分子碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成，因此在DNA－E47中 ，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数，B正确；在单链DNA分子中，相邻的碱基由“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，C错误；在单链DNA分子中，除其中的一端外，每个脱氧核糖上均连有两个磷酸基团和一个含氮碱基，D错误。
9.(2024·湖北荆州高一检测)某双链DNA中含有1 000个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则(　　)
A.该DNA分子中含有150个碱基A
B.该DNA分子中共有1 150个氢键
C.该DNA分子中含有4个游离的磷酸基团
D.该DNA分子另一条链上A∶T∶G∶C＝4∶3∶2∶1
答案　A
解析　根据题意可知，该DNA分子中含有1 000个碱基，则一条链上含有500个碱基，已知一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该条链上含有50个碱基A，100个碱基T，150个碱基G，200个碱基C，根据碱基互补配对原则可知，该DNA分子中共含有150个碱基A，150个碱基T，350个碱基G，350个碱基C，可形成150个A—T碱基对和350个G—C碱基对，每个A—T碱基对之间形成两个氢键，每个G—C碱基对之间形成三个氢键，故该DNA分子中可形成150×2＋350×3＝1 350(个)氢键，A正确，B错误；一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团，C错误；根据碱基互补配对原则，该DNA分子另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，D错误。
10.(2024·江西上饶高一下期末考试)如图为某DNA分子的部分平面结构图，下列说法正确的是(　　)
A.图中①、②分别表示核糖、磷酸，二者与碱基T一起构成一个核苷酸
B.③是氢键，DNA分子中G/C的含量越高，分子结构越稳定
C.图中两条链的碱基排列在内侧，构成DNA分子的基本骨架
D.双链DNA分子中，若一条脱氧核苷酸链中G＋C＝28%，则DNA分子中A占22%
答案　B
解析　分析题图：该图为某DNA分子的部分平面结构图，图中①为脱氧核糖，②为磷酸，③为氢键，A错误；③为氢键，通常所含氢键越多，DNA越稳定，A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，因此DNA分子中G/C的含量越高，分子结构越稳定，B正确；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，C错误；双链DNA分子中，若一条脱氧核苷酸链中G＋C＝28%，则整个DNA分子中G＋C＝28%，A＋T＝72%，A＝T，则DNA分子中A占36%，D错误。
11.(2024·河北邢台一中高一质检)下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A.DNA分子彻底水解后可获得4种不同的小分子物质
B.细胞内的DNA均是由两条脱氧核苷酸链构成的链状分子
C.一个双链DNA分子中的嘌呤数和嘧啶数均占碱基总数的50%
D.从DNA分子双链的一端起始，一条单链是从5′端到3′端，则另一条链也是从5′端到3′端
答案　C
解析　DNA分子彻底水解后可获得6种不同的小分子物质，即磷酸、脱氧核糖和4种碱基，A错误；真核细胞的叶绿体和线粒体中的DNA和原核细胞中拟核区的DNA都呈环状而不是链状，B错误；对于双链DNA分子来说，其分子内的碱基A＝T、C＝G，所以A＋G＝T＋C，即DNA分子中的嘌呤数＝嘧啶数，C正确；DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，所以从DNA分子双链的一端起始，一条单链是从5′端到3′端，则另一条链是从3′端到5′端，D错误。
●(2024·南阳五中高一质检)某学习小组在DNA双螺旋结构模型构建活动中，尝试利用如下表所示材料构建一个含脱氧核苷酸数最多的DNA双螺旋结构模型。各分子之间的连接键及碱基对之间的氢键都用订书针(足够多)代替，一个订书针代表一个键。下列叙述正确的是(　　)
600个 520个 A150个 G120个 T130个 C140个
A.用以上材料能构建一个含520个脱氧核苷酸的DNA双螺旋结构模型
B.DNA分子中每个脱氧核糖上都连接着两个磷酸基团和一个含氮碱基
C.用以上材料构建的DNA分子模型可以有420种碱基排列方式
D.在构建该DNA双螺旋结构模型的过程中，一共需要用到2 118个订书针
答案　D
解析　根据表中4种碱基的数量可知，用以上材料能构建一个含500个脱氧核苷酸的DNA双螺旋结构模型，A错误；DNA分子一条链中3′－端的脱氧核糖只连接1个磷酸基团，B错误；由于不知道DNA单链上A、T、G、C的数目，故无法确定碱基排列方式的种类，C错误；用以上材料能构建一个含500个脱氧核苷酸的DNA双螺旋结构模型，在构建该DNA双螺旋结构模型的过程中，一共需要用到订书针的数目为500×2＋(250－1)×2＋130×2＋120×3＝2 118(个)，D正确。　　　
12.(2024·江苏无锡高一下期中)如图是DNA(片段)结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)若以15N标记该DNA，则　　　　　　(填标号，从①②③中选择)结构中将出现含量较高的15N。
(2)写出以下碱基的名称：⑤　　　　　　　，⑦　　　　　　　。
(3)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。上图①②③④中，能够构成一个脱氧核苷酸的序号组合是　　　　，其名称是____________________________________。
(4)上述结构模式图中，一条DNA单链片段的序列是5′—AGCT—3′，则它的互补链的序列是　　　　。
a.5′—TCGA—3′ b.5′—AGCT—3′ c.5′—UGCT—3′
(5)DNA的基本骨架由_______________________________________构成。
答案　(1)③ (2)腺嘌呤　胸腺嘧啶 (3)②③④　胞嘧啶脱氧核苷酸
(4)b (5)磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧
解析　(1)由题图分析可知，①表示磷酸基团，由H、O、P 3种元素组成；②表示脱氧核糖，由C、H、O 3种元素组成；③表示含氮碱基，含有N元素，故若以15N标记该DNA，则③结构中将出现含量较高的15N。
(2)题图中碱基⑤和⑦的名称分别是腺嘌呤、胸腺嘧啶。
(3)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基构成的，题图①②③④中，能够构成一个脱氧核苷酸的序号组合是②③④，其名称是胞嘧啶脱氧核苷酸。
(4)DNA两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，通过氢键的作用形成碱基对，若一条DNA单链片段的序列是5′—AGCT—3′，则它的互补链的序列是5′—AGCT—3′，故选b。
(5)DNA是由两条单链组成的，磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成其基本骨架。
13.(2024·河南名校联盟高一期中)如图1～4是DNA双螺旋结构模型的建构过程，据图回答下列相关问题。
(1)图1中的物质是组成DNA的基本单位，与组成RNA的基本单位相比，两者组成成分方面的差别是___________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)图3中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，DNA中　　　　(填“G—C”或“A—T”)碱基对越多，DNA耐高温的能力越强。
(3)图4所示的DNA片段中，游离的磷酸基团有　　　　个。若图4的DNA中碱基G有x个，占该DNA碱基总数的比例是y，则该DNA的碱基之间的氢键数目是　　　　。
答案　(1)图1物质中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T；而组成RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U
(2)G—C
(3)2　x＋
解析　(1)DNA与RNA相比，组成成分方面的主要区别是DNA中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本组成单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。(2)C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，DNA中氢键越多，DNA越稳定。(3)由于每条DNA单链中含有1个游离的磷酸基团，故图4 DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。该DNA中碱基G的数目为x，占碱基总数的比例为y，则该DNA的碱基总数为，由于G与C之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，故DNA的碱基之间的氢键数目是3x＋2×＝x＋。第2节　DNA的结构
课时学习目标　(1)概述DNA结构的主要特点。(2)制作DNA双螺旋结构模型。
(3)理解碱基互补配对原则，掌握DNA结构的相关计算。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者　____________
2.构建过程
[辨正误]
(1)查哥夫提出DNA分子中A＝G、C＝T。(　　)
(2)沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型中，脱氧核糖—磷酸骨架排列在螺旋外部，碱基排列在螺旋内部。(　　)
(3)沃森和克里克构建出了DNA分子的双螺旋结构模型。(　　)
(4)DNA是以4种核糖核苷酸为单位连接形成的长链。(　　)
1.DNA两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？
请结合以下资料进行分析：
资料一　DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
资料二　嘌呤和嘧啶的分子结构图
结论：________________________________________________________________。
2.请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？
来源 碱基的相对含量
腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
结核分 枝杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
结论：_______________________________________________________________。
【学以致用】
1.(2024·四川师大附中高一诊断)下列关于威尔金斯、富兰克林、沃森和克里克、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法，正确的是(　　)
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
二、DNA的结构
1.结合DNA的结构，回答下列问题：
(1)写出图中相应序号表示的物质或结构：
①________；②________；③磷酸；④________；⑤________；⑥________；
⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶
(2)脱氧核糖中的1′－C是指与________相连的碳，5′－C是指与________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，______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
2.空间结构
[辨正误]
(1)DNA中A与T碱基所占的比例越高，该DNA稳定性越强。(　　)
(2)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连。(　　)
(3)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3′端。(　　)
(4)DNA单链中的A与T的数量一定相等。(　　)
(5)每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸基团数＝含氮碱基数。(　　)
1.如图是DNA片段的结构图，甲图为平面结构，乙图为双螺旋结构。
(1)该DNA分子中一个磷酸与几个脱氧核糖相连？一个脱氧核糖与几个磷酸相连？一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过什么相连？
______________________________________________________________________
(2)该DNA分子中两条链的碱基通过什么相连？该片段中有几个游离的磷酸基团？__________________________________________________________________
(3)为什么DNA分子中G与C碱基所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强？__________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2.如图DNA分子中一条链为1链，另一条链为2链。
根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
(1)A1＋A2＝________；G1＋G2＝________。
即：双链中A＝________，G＝________，A＋G＝________＝________＝________＝(A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA分子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)A1＋T1＝________；G1＋C1＝________。
＝＝(N为相应的碱基总数)，＝＝。
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”。
(3)与的关系是________。
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”。
(4)若＝a，＝b，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。
【学以致用】
2.(2024·黑龙江哈尔滨六校高一期末联考)如图为DNA双螺旋结构模型图，图中的字母代表四种碱基。下列叙述错误的是(　　)
A.DNA一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接
B.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的规律
C.图中标注3′的一端有一个游离的磷酸基团，标注5′的一端有一个羟基
D.脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′－C，与磷酸基团相连的碳叫作5′－C
3.(2024·河南焦作一中高一质检)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是(　　)
A.在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%
B.在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%
C.若该DNA分子含有1 000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2 600个
D.该DNA分子中＝
4.(2024·广东中山纪念中学高一质检)某DNA分子中A＋T的量占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链上的G的量占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条链上的G的量占该链碱基总数的比例是(　　)
A.35% B.29%
C.28% D.21%
三、制作DNA双螺旋结构模型
1.材料用具
曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等。
2.制作过程
(1)从DNA的基本组成物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基的代表物开始，通过曲别针连接成基本单位——____________模型。
(2)把“脱氧核苷酸”按一定的碱基顺序依次穿在铁丝上构成一条“脱氧核苷酸链”，用同样方法制作另一条。
(3)再按____________方式用曲别针连接两条链，最后旋转。
[辨正误]
(1)在制作脱氧核苷酸模型时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。(　　)
(2)制成的DNA双螺旋结构模型中，腺嘌呤的数量等于胸腺嘧啶的数量。(　　)
(3)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连。(　　)
【学以致用】
5.(2024·江苏苏州高一下期中考试)如图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，现在要制作一个包含4种碱基、15个碱基对的模型，下列叙述正确的是(　　)
A.制作时要用到6种不同形状大小的卡片，共需要90张卡片
B.模型中d处卡片代表磷酸基团，它和脱氧核糖交替连接，位于主链的内侧
C.DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个碱基和两个磷酸基团
D.DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
1.(2024·湖北黄石高一联考)如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A.①为3′端，⑥为5′端
B.DNA的基本骨架中所含化学元素包括C、H、O、N、P
C.一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通过氢键相连
D.若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高
2.(2024·广东惠州一中高一期中)1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。下列关于双链DNA的叙述，错误的是(　　)
A.DNA两条单链的碱基数量相等，两条单链A与T数量之和也相等
B.由50个碱基对组成的DNA分子片段中最多含有氢键150个
C.环状DNA分子和链状DNA分子中都含有2个游离的磷酸基团
D.一条DNA单链的序列是5′—GATACC—3′，则其互补链的序列为5′—GGTATC—3′
3.(2024·天津红桥区高一月考)如图所示为制作DNA双螺旋结构模型时制作的两个脱氧核苷酸的模型，圆代表磷酸。下列叙述正确的是(　　)
A.长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B.可用别针将两个圆连接起来，形成DNA的侧链
C.连接DNA单链时别针应将两个脱氧核苷酸的五边形和圆连接
D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相同
4.(2024·吉林省实验中学高一下期中考试)eccDNA是一类独立于染色体外的环状DNA分子，较稳定，如图为eccDNA的结构示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.该DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
B.该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸基团相连
C.脱氧核糖和碱基交替连接，构成该DNA的基本骨架
D.该DNA分子5′端没有游离的磷酸基团，3′端也没有游离的羟基(共39张PPT)
第3章　基因的本质
第2节　DNA的结构
(1)概述DNA结构的主要特点。(2)制作DNA双螺旋结构模型。(3)理解碱基互补配对原则，掌握DNA结构的相关计算。
课时学习目标
目录 CONTENTS
1. DNA双螺旋结构模型的构建
2. DNA的结构
4.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
自主梳理
3.制作DNA双螺旋
结构模型
思维导图
自主梳理
1.构建者　______________
2.构建过程
沃森和克里克
脱氧核苷
酸
DNA衍射图谱
A＝T，G＝C
T
C
相反的
碱基
×
√
[辨正误]
(1)查哥夫提出DNA分子中A＝G、C＝T。( )
提示：A＝T、G＝C。
(2)沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型中，脱氧核糖—磷酸骨架排列在螺旋外部，碱基排列在螺旋内部。( )
(3)沃森和克里克构建出了DNA分子的双螺旋结构模型。( )
(4)DNA是以4种核糖核苷酸为单位连接形成的长链。( )
提示：4种脱氧核苷酸。
√
×
1.DNA两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？
请结合以下资料进行分析：
资料一　DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
资料二　嘌呤和嘧啶的分子结构图
结论：_____________________________
________________________。
不是相同的碱基两两相连，应是
嘌呤与嘧啶相连
2.请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？
来源 碱基的相对含量
腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
结核分枝杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
结论：__________________________。
A与T配对，G与C配对
【 学以致用 】
B
1.(2024·四川师大附中高一诊断)下列关于威尔金斯、富兰克林、沃森和克里克、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法，正确的是(　　)
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
解析：在DNA分子结构的构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA衍射图谱，A错误；
查哥夫发现了A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量，C、D错误；
沃森和克里克在此基础上提出了DNA分子的双螺旋结构模型，B正确。
胸腺嘧啶
1.结合DNA的结构，回答下列问题：
(1)写出图中相应序号表示的物质或结构：
①　　　　；②　　　　；③磷酸；④　　　　　　　　；⑤　　　　；⑥　　　　；⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶
脱氧核糖
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
胞嘧啶
腺嘌呤
(2)脱氧核糖中的1′－C是指与__________
相连的碳，5′－C是指与　　　　　相连的碳。
碱基
磷酸基团
(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.空间结构
两
脱氧核糖
磷酸
氢键
T
G
×
√
[辨正误]
(1)DNA中A与T碱基所占的比例越高，该DNA稳定性越强。( )
提示：G与C所占比例越高，稳定性越强。
(2)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连。( )
提示：一个DNA分子中1个磷酸与1个或2个脱氧核糖相连。
(3)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3′端。( )
提示：称为5′端。
(4)DNA单链中的A与T的数量一定相等。( )
提示：不一定相等。
(5)每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸基团数＝含氮碱基数。( )
×
×
×
1.如图是DNA片段的结构图，甲图为平面结构，乙图为双螺旋结构。
(1)该DNA分子中一个磷酸与几个脱氧核糖相连？一个脱氧核糖与几个磷酸相连？一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过什么相连？
提示：一个或两个。一个或两个。“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”。
(2)该DNA分子中两条链的碱基通过什么相连？该片段中有几个游离的磷酸基团？
提示：氢键。2个。
(3)为什么DNA分子中G与C碱基所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强？
提示：G与C之间有三个氢键，而A与T之间只有两个氢键，因此G与C所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强。
2.如图DNA分子中一条链为1链，另一条链为2链。
根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
(1)A1＋A2＝____________；G1＋G2＝____________。
即：双链中A＝____，G＝____，A＋G＝________＝________＝________＝
(A＋G＋T＋C)。
T1＋T2
C1＋C2
T
C
T＋C
A＋C
T＋G
规律一：双链DNA分子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)A1＋T1＝____________；G1＋C1＝____________。
A2＋T2
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”。
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”。
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。
【 学以致用 】
C
2.(2024·黑龙江哈尔滨六校高一期末联考)如图为DNA双螺旋结构模型图，图中的字母代表四种碱基。下列叙述错误的是(　　)
A.DNA一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧
核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接
B.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的规律
C.图中标注3′的一端有一个游离的磷酸基团，标注5′的一端有一个羟基
D.脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′－C，与磷酸基团相连的碳叫作5′－C
解析：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的规律，A、T配对，C、G配对，B正确；
在DNA双螺旋结构模型中，标注5′的一端带有一个游离的磷酸基团，标注3′的一端有一个羟基，C错误；
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′－C(1号碳)，与磷酸基团相连的碳叫作5′－C(5号碳)，D正确。
A.DNA一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接
B.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的规律
C.图中标注3′的一端有一个游离的磷酸基团，标注5′的一端有一个羟基
D.脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′－C，与磷酸基团相连的碳叫作5′－C
3.(2024·河南焦作一中高一质检)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是(　　)
A.在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%
B.在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%
C.若该DNA分子含有1 000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2 600个
B
解析：由题中信息可知，某DNA分子中，G＋C＝40%，其中一条链中T＝40%、C＝15%，可推出此链中G＝25%、A＝20%，则它的互补链中，C＝25%、T＝20%，A错误，B正确；
若该DNA分子含有1 000个碱基对，则A＝T＝600(个)，C＝G＝400(个)，A、T之间的氢键为600×2＝1 200(个)，C、G之间的氢键为400×3＝1 200(个)，碱基之间的氢键数为2 400个，C错误；
4.(2024·广东中山纪念中学高一质检)某DNA分子中A＋T的量占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链上的G的量占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条链上的G的量占该链碱基总数的比例是(　　)
A.35% B.29% C.28% D.21%
解析：已知DNA分子中A＋T的量占整个DNA分子碱基总数的44%，根据碱基互补配对原则，A＝T、C＝G，所以A＝T＝22%，则C＝G＝50%－22%＝28%，又知一条链上的G的量占该链碱基总数的21%，即G1＝21%；在双链DNA分子中，G＝(G1＋G2)/2，则G2＝35%。
A
1.材料用具
曲别针、泡沫塑料、纸片、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等。
2.制作过程
(1)从DNA的基本组成物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基的代表物开始，通过曲别针连接成基本单位——____________模型。
(2)把“脱氧核苷酸”按一定的碱基顺序依次穿在铁丝上构成一条“脱氧核苷酸链”，用同样方法制作另一条。
(3)再按______________方式用曲别针连接两条链，最后旋转。
脱氧核苷酸
碱基互补配对
×
√
[辨正误]
(1)在制作脱氧核苷酸模型时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。( )
提示：在制作脱氧核苷酸模型时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。
(2)制成的DNA双螺旋结构模型中，腺嘌呤的数量等于胸腺嘧啶的数量。( )
(3)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连。( )
√
【 学以致用 】
A
5.(2024·江苏苏州高一下期中考试)如图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，现在要制作一个包含4种碱基、15个碱基对的模型，下列叙述正确的是(　　)
A.制作时要用到6种不同形状大小的卡片，共需要90张
卡片
B.模型中d处卡片代表磷酸基团，它和脱氧核糖交替连
接，位于主链的内侧
C.DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个碱基和两个
磷酸基团
D.DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
A.制作时要用到6种不同形状大小的卡片，共需要90张卡片
B.模型中d处卡片代表磷酸基团，它和脱氧核糖交替连接，位于主链的内侧
C.DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个碱基和两个磷酸基团
D.DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
解析：制作一个包含4种碱基、15个碱基对的模型，需要4种不同形状大小的卡片代表4种碱基，2种不同形状大小的卡片代表脱氧核糖和磷酸基团，因此一共用到6种形状大小不同的卡片，15个碱基对需要碱基、脱氧核糖、磷酸基团各30个，即共需要90张卡片，A正确；
模型中d处卡片代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接分布在主链的外侧，构成DNA分子的基本骨架，B错误；
DNA分子中，3′端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，C错误；
DNA的两条链反向平行是指一条链的方向是从3′→5′，另一条的方向是从5′→3′，a链从左向右的碱基序列和b链从左向右的碱基序列互补，而和b链从右向左的碱基序列并不一定相同，D错误。
D
1.(2024·湖北黄石高一联考)如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A.①为3′端，⑥为5′端
B.DNA的基本骨架中所含化学元素包括C、H、
O、N、P
C.一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通过氢
键相连
D.若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高
解析：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，故①⑥均为5′端，A错误；
DNA的基本骨架由磷酸和脱氧核糖组成，所含化学元素包括C、H、O、P，B错误；
一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，C错误。
A.①为3′端，⑥为5′端
B.DNA的基本骨架中所含化学元素包括C、H、O、N、P
C.一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通过氢键相连
D.若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高
C
2.(2024·广东惠州一中高一期中)1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。下列关于双链DNA的叙述，错误的是(　　)
A.DNA两条单链的碱基数量相等，两条单链A与T数量之和也相等
B.由50个碱基对组成的DNA分子片段中最多含有氢键150个
C.环状DNA分子和链状DNA分子中都含有2个游离的磷酸基团
D.一条DNA单链的序列是5′—GATACC—3′，则其互补链的序列为5′—GGTATC—3′
解析：DNA两条单链的碱基之间遵循碱基互补配对原则，其中A—T配对，G—C配对，因此两条单链的碱基数量相等，两条单链A与T数量之和也相等，A正确；
A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键，因此由50个碱基对组成的DNA分子片段中最多含有3×50＝150(个)氢键，B正确；
链状 DNA分子的两条单链的5′端各有一个游离的磷酸基团，但环状DNA中不存在游离的磷酸基团，C错误；
根据碱基互补配对原则，一条DNA单链的序列是5′—GATACC—3′，则其互补链的序列为5′—GGTATC—3′，D正确。
C
●(2024·河北邢台一中高一月考)下列关于生物体内DNA分子中碱基之间的数量关系的叙述，错误的是(　　)
A.碱基序列不同的双链DNA分子，其(A＋C)/(G＋T)的值相同
B.(A＋T)/(G＋C)的值越小，双链DNA分子的稳定性相对越高
C.当(A＋T)/(G＋C)＝1时，可判断该DNA分子是双链DNA
D.双链DNA分子中A＋C所占比例、A＋G所占比例、T＋C所占比例均相等
解析：由于双链DNA分子中A＝T、G＝C，因此(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A正确；
A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，故G＋C数目相对越多，双链DNA分子的稳定性相对越高，即(A＋T)/(G＋C)的值越小，双链DNA分子的稳定性相对越高，B正确；
当(A＋T)/(G＋C)＝1时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误；
双链DNA分子中A＋C所占比例、A＋G所占比例、T＋C所占比例均相等，均等于碱基总数的一半，D正确。　　　
C
3.(2024·天津红桥区高一月考)如图所示为制作DNA双螺旋结构模型时制作的两个脱氧核苷酸的模型，圆代表磷酸。下列叙述正确的是(　　)
A.长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B.可用别针将两个圆连接起来，形成DNA的侧链
C.连接DNA单链时别针应将两个脱氧核苷酸的五
边形和圆连接
D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相同
解析：本题是制作DNA双螺旋结构模型，碱基包含A、T、C、G，没有碱基U，A错误；
磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，形成DNA的基本骨架，两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，别针应连接在一个脱氧核苷酸的五边形和另一个脱氧核苷酸的圆上，B错误，C正确；
DNA的两条链是反向平行的，若两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相反，D错误。
A.长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B.可用别针将两个圆连接起来，形成DNA的侧链
C.连接DNA单链时别针应将两个脱氧核苷酸的五边形和圆连接
D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相同
C
4.(2024·吉林省实验中学高一下期中考试)eccDNA是一类独立于染色体外的环状DNA分子，较稳定，如图为eccDNA的结构示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.该DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
B.该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸基团相连
C.脱氧核糖和碱基交替连接，构成该DNA的基本骨架
D.该DNA分子5′端没有游离的磷酸基团，3′端也没有游
离的羟基
解析：由图可知，该DNA分子是双链的，碱基互补配对(A＝T、C＝G)，因此嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，A正确；
该DNA分子是环状DNA分子，其中每个脱氧核糖都和两个磷酸基团相连，B正确；
脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成该DNA的基本骨架，内侧是碱基对，C错误；
该DNA分子是环状DNA分子，因此没有游离的磷酸基团和羟基，D正确。
A.该DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
B.该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸基团相连
C.脱氧核糖和碱基交替连接，构成该DNA的基本骨架
D.该DNA分子5′端没有游离的磷酸基团，3′端也没有游离的羟基

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