课题47：DNA分子的结构
【课标要求】DNA分子结构的主要特点。
【考向瞭望】DNA分子结构、复制特点及碱基计算。
【知识梳理】一、DNA双螺旋结构模型的构建：（一）构建者：沃森和克里克。
（二）当时对DNA分子的认识：DNA分子是以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四种碱基，且腺嘌呤（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。
（三）模型建立：磷酸——核糖在外，碱基在内的双链螺旋，碱基配对方式A—T，G—C。
二、DNA分子的结构特点
（一）两条链按反向平行盘旋成双螺旋结构。
（二）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。
（三）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
三、DNA分子的结构
（一）基本元素组成：C、H、O、N、P5种元素。
（二）基本组成单位：4种脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由3种小分子化合物构成。
（三）由多个脱氧核苷酸分子聚合形成脱氧核苷酸长链。
（四）两条长链反向平行盘旋成双螺旋结构。两条长链的碱基之间靠氢键连接成碱基对，碱基对的形成遵循碱基互补配对原则。
（五）平面结构图及空间结构
四、碱基互补配对原则及推论
（一）原则：A—T，G—C，图示为：
（二）推论：
1、腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。
2、嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。
3、不配对的两碱基之和的比值等于1，即（A＋G）/（T＋C）＝（A＋C）/（T＋G）＝1。
4、相互配对碱基之和所占比例“三不变”，即在一条链中相互配对碱基之和所占该链碱基的比例，等于其在互补链中的比例，也等于在整个DNA分子中所占比例。
五、DNA分子结构的稳定性、多样性和特异性
（一）指DNA分子双螺旋结构的相对稳定性。原因有：
1、DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化。
2、碱基配对方式始终不变，即A—T，G—C。
（二）构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数量却可以成千上万，设某DNA分子有n对碱基，在DNA上有一个碱基对，此碱基对可能是A—T或T—A或G—C或C—G，即每一个碱基对有4种类型的可能性，故n对碱基的排列顺序是4n，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。
（三）特异性：每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。
【基础训练】1、下面关于DNA分子结构的叙述正确的是（ D ）
A、DNA分子的任一条链中A＝T，G＝C
B、每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C、每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连
D、DNA分子两条链上的A与T通过氢键连接
2、甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基比例为：嘌呤占34%、嘧啶占66%，则甲、乙生物可能是（ D ）
A、蓝藻、变形虫 B、T2噬菌体、豌豆
C、硝化细菌、绵羊 D、肺炎双球菌、烟草花叶病毒
3、DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，在亲子鉴定、侦察罪犯等方面是目前最为可靠的鉴定技术。请思考回答下列有关DNA指纹技术的问题：
（1）DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针实际是一种已知碱基顺序的DNA片段。请问：DNA探针寻找基因所用的原理是：碱基互补配对原则。
（2）用DNA做亲子鉴定时，小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，其原因是孩子的每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲。
（3）如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示。则该小孩的真正生物学父亲是B。
（4）现在已知除了一卵双生双胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好象指纹一样，这说明了：DNA分子具有多样性和特异性。
（5）为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA？因为基因在DNA上，而不在RNA上，且DNA具有特异性。
（6）为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品，若一个只含31P的DNA分子用32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的7/8。
（7）DNA指纹技术也可应用于尸体的辨认工作中，瓦斯爆炸案中数十名尸体的辨认就是借助于DNA指纹技术。
①下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断，A、B、C三组DNA中不是同一人的是B、C。
A组
B组
C组
尸体中的DNA碱基序列
ACTGACGGTT
GGCTTATCGA
GCAATCGTGC
家族提供的DNA碱基序列
TGACTGCCAA
CCGAATAGCA
CGGTAAGACG
②为什么从尸体细胞与死者家族提供的死者生前的生活用品中分别提取的DNA可以完全互补配对？人体所有细胞均由一个受精卵有丝分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质（或DNA）。
【高考模拟】4、（2006上海生物）在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶这和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的（ A ）
A、24%，22% B、22%，28% C、26%，24% D、23%，27%
5、（2008上海生物9）下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有（ B ）
①染色体；②中心体；③纺锤体；④核糖体。
A、①② B、①④ C、②③ D、③④
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