第2节DNA的结构自主预习·新知导学自主预习·新知导学一、DNA双螺旋结构模型的构建1.模型构建者是美国生物学家沃森和英国物理学家克里克,DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现,在生物学的发展中具有里程碑式的意义。2.DNA结构模型的构建过程二、DNA的结构1.DNA分子的基本组成单位——脱氧核苷酸(1)结构模式图(2)碱基:A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)。(3)种类: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。2.双螺旋结构的特点(1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA中的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。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对的规律:A与T配对,G与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。【预习检测】1.判断正误。(1)沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的主要依据是DNA的X射线衍射图谱。()(2)DNA的基本骨架由磷酸和核糖交替连接而成,且分布于外侧。()(3)双链DNA分子中一条链上的磷酸与脱氧核糖是通过氢键连接的。()(4)A与T之间和G与C之间的氢键数量相等。()(5)DNA的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。()(6)嘌呤只能和嘧啶发生碱基互补配对。()(7)双链DNA分子中嘌呤和嘧啶的数量相等。()2.DNA酶能使DNA初步水解,可以得到()A.磷酸,核糖,A、G、C、U4种碱基B.磷酸,脱氧核糖,A、T、C、G4种碱基C.4种脱氧核苷酸D.4种核糖核苷酸答案:C解析:DNA初步水解为组成它的基本单位,即4种脱氧核苷酸。合作探究·释疑解惑DNA双螺旋结构模型的构建及DNA的结构问题引领2.下图是DNA片段的结构图,请据图回答下列问题。(1)DNA的基本单位是。4种基本单位的区别主要体现在上。答案:脱氧核苷酸碱基的种类(2)写出图中①~⑦的名称。①,②,③,④,⑤,⑥,⑦。答案:碱基对脱氧核苷酸链脱氧核糖磷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤氢键(3)为什么“G—C碱基对”的含量越多,DNA越耐高温?提示:G—C碱基对之间有3个氢键,而A—T碱基对之间有2个氢键,所以含“G—C碱基对”越多的DNA,其结构越稳定,越不容易被高温破坏。归纳提升1.DNA分子结构的“五、四、三、二、一”2.借助示意图辨析DNA分子的结构(1)由图1可解读出以下信息。3.有关DNA分子结构的2个注意事项(1)并非所有的DNA分子都是双链结构,有的DNA分子为单链结构。(2)原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为双链环状结构。4.DNA指纹图谱的获得及该技术的应用(1)应用DNA指纹技术,首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段,然后用电泳的方法将这些片段按大小分开,再经过一系列步骤,最后形成DNA指纹图。(2)由于每个人的DNA指纹图是独一无二的,所以我们可以通过分析指纹图的吻合程度来确认身份。因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。典型例题下图表示某DNA片段,下列有关该图的叙述,正确的是()解析:①磷酸、②脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。①磷酸并不能与②③组成一个脱氧核苷酸。DNA的稳定性与⑨氢键有关,氢键越多,DNA分子越稳定。该DNA片段有2种碱基配对方式(A与T配对、C与G配对),4种脱氧核苷酸(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)。【变式训练】1.DNA分子的平面结构很像一架“梯子”,那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”之间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键以及遵循的原则依次是()①磷酸和脱氧核糖交替连接形成的长链②氢键③碱基对④碱基互补配对A.①②③④B.①③②④C.③①②④D.①②④③答案:B解析:“梯子”的“扶手”指DNA的基本骨架,即磷酸和脱氧核糖交替连接形成的长链;排列在内侧的碱基对相当于“阶梯”;连接“阶梯”的化学键是氢键;碱基间的配对遵循碱基互补配对原则,即A与T配对,G与C配对。2.下列示意图能正确表示DNA片段的是()解析:DNA中存在T,不存在U,可排除A项。DNA分子的两条链是反向平行的,而B项是同向的(依据两条链中的脱氧核糖分析)。A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,可排除C项。与DNA结构相关的计算2.(A+T)[或(G+C)]在整个双链DNA分子中所占的比例与在每一条单链中所占的比例相等吗?为什么?提示:相等。设在双链DNA分子的一条单链中A、T的数目分别为a、b,所有碱基的数目之和为n;由于A与T配对,所以在另一条单链中,A、T的数