[精讲精析] DNA分子是反向平行的双螺旋结构,①磷酸与②脱氧核糖交替排列在外侧,构成了DNA的基本骨架;④中的③②及②下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸,①磷酸属于上一胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团,不属于④;内部两条脱氧核苷酸链间碱基互补配对,配对碱基之间通过氢键相连; DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息。G与C之间形成3条氢键,G与C含量越多,DNA分子越稳定;根据碱基互补配对原则,⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。
[答案] B
DNA分子是由反向平行的脱氧核苷酸链组成,每条链中磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA的基本骨架,脱氧核糖的1号碳原子与含氮碱基相连,5号碳原子与磷酸分子相连。
1.“三看法”判断DNA分子结构的正误
一看外侧链成键位置是否正确,正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基与相邻核苷酸的3号碳原子之间; 二看外侧链是否反向平行;三看内侧链碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则。
2.解读DNA分子结构模式图信息
(1)每个DNA片段中,游离的磷酸基团有2个。
(2)○、 、□之间的数量关系是1∶1∶1。○和之间的化学键为磷酸二酯键。 (3)碱基对之间的化学键为氢键,A-T对之间形成2个氢键,G-C对之间形成3个氢键。氢键可用解旋酶断裂,也可加热断裂。若碱基对为n,则氢键数为2n~3n之间,若已知A有m个,则氢键数为3n-m。
(4)每个脱氧核苷酸中,脱氧核糖中1号碳与碱基相连接,5号碳与磷酸相连接,3号碳与下一个脱氧核苷酸的磷酸相连接,如右图。
3.区分核酸种类的方法
(1)若含U,则该核酸一定为RNA。因为只有RNA分子含有尿嘧啶。
(2)若含T,A≠T或嘌呤≠嘧啶,则一般为单链DNA。因为双链DNA分子中A=T,G=C,嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。
(3)若嘌呤≠嘧啶,肯定不是双链DNA(可能为单链DNA,也可能为RNA)。但若是细胞中所有的核酸的嘌呤数≠嘧啶数,则可能既有双链DNA又有RNA。
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1.(2015·浙江10月学考)如图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有( )
A.3处 C.7处
B.5处 D.8处
解析:选C 该DNA双螺旋结构模型中存在7处错误:①4个核糖应改为4个脱氧核糖(4处错误);②不存在尿嘧啶;③腺嘌呤和胸腺嘧啶间有2个氢键;④胞嘧啶和鸟嘌呤之间有3个氢键。
DNA分子结构中相关碱基数量计算 [例2] 在一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤比鸟嘌呤多40%,两者之和占DNA分子上碱基总数的24%,则这个DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链上碱基数目的( )
A.44% C.14% [思路点拨]
[精讲精析]
画出DNA分子简图(如右图所示)。依题意,列出等量关系: (A1-G1)/G1×100%=40%→A1=1.4G1, ① 而在整个DNA分子中:
(A1+G1)/200×100%=24%→A1+G1=48, ② 联系①②得:A1=28。
整个DNA分子中A1=T2,则T2=28。 [答案] D
解答此类问题分三步
第一步:弄清题干所给的碱基比例是占整个DNA分子的比例,还是占一条链的碱基比例。 第二步:直观地画一个DNA分子简图,绘出两条链及碱基符号,并注明含量,标出已知和求解,并分析碱基之间的关系。
第三步:根据碱基互补配对原则及其推论进行解答。
2.某双链DNA分子含有200个碱基对,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。下列关于该DNA分子的叙述,正确的是( )
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B.24% D.28%
A.含有4个游离的磷酸基团 B.含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个
C.4种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7 D.碱基排列方式共有4种
解析:选C 每条单链各有1个游离的磷酸基团,所以DNA分子有2个游离的磷酸基团;该DNA分子含有200个碱基对,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,根据双链中A+T所占比例=单链中A+T所占比例,则双链中A+T占3/10,根据A=T,推知A和T各占3/20,故腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为200×2×(3/20)=60(个);双链中A和T分别占3/20,则C和G分别占7/20,故双链DNA中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7;碱基排列方式共有4种,n为碱基对数,即共有4种。
200
100
n
[课堂回扣练习](
1.下列关于DNA结构的叙述中,错误的是( )
A.大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构 B.外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基 C.DNA两条链上的碱基间以氢键相连,且A与T配对,C与G配对 D.DNA的两条链反向平行
解析:选A 绝大多数DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋而成为双螺旋结构,而不是由核糖核苷酸长链盘旋而成,核糖核苷酸是RNA的基本组成单位。
2.(2014·浙江6月学考)根据碱基互补配对原则,以下碱基配对正确的是( ) A.G与T B.A与A C.U与T
D.G与C
解析:选D 碱基互补配对原则:A与T配对,C与G配对。
3.在DNA分子的一条脱氧核苷酸链中,相邻的碱基A与T之间的连接结构是( ) A.氢键 C.肽键
B.磷酸—脱氧核糖—磷酸 D.脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
解析:选D 相邻的脱氧核苷酸相连接,依靠磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键,因此两个碱基之间的连接结构是:脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖。
4.某双链DNA分子共有1 000个碱基,若碱基A的数量为200个,则该DNA分子中G的个数为( )
A.100 C.300
B.200 D.400
解析:选C 双链DNA分子中,A+G占总数的一半,本题中G=1 000÷2-200=300(个)。
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5.某化验员检测一待测核酸样品后发现,对其碱基个数统计和计算得到下列结果:(A+T)/(G+C)=1,(A+G)/(T+C)=1,根据此结果,该样品( )
A.无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸 B.可被确定为双链DNA
C.无法被确定是单链DNA还是双链DNA D.可被确定为单链DNA
解析:选C 在双链DNA中,碱基比例的含量符合碱基互补配对原则,单链DNA中不符合该原则。双链DNA分子中,A=T,G=C,所以(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。(A+T)/(G+C)的碱基比率在特殊情况下等于1,在绝大多数情况下不等于1;在单链DNA分子中,A和T,G和C之间无对应关系,其(A+G)/(T+C)的比例在绝大多数情况下不等于1,特殊情况下等于1,所以题干给出的情况无法判断该核酸是单链DNA还是双链DNA。
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.(2016·浙江4月选考)下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型(表示脱氧核糖、表示碱基、表示磷酸基团),其中正确的是( )
解析:选D 脱氧核苷酸是由1个脱氧核糖、1个磷酸基团和1个碱基构成的,碱基可能是A、C、G、T,不可能是U,A错误;脱氧核糖是五碳糖,其中1号碳上连着碱基,5号碳上连着磷酸基团,B、C错误,D正确。
2.基因研究最新发现表明,人与小鼠的基因约80%相同,则与小鼠DNA碱基序列相同的比例是( )
A.20%
B.80% D.无法确定
C.100%
解析:选D 对于细胞生物,基因是有遗传效应的DNA分子片段,人与小鼠的基因虽然约80%相同,但不同生物的DNA分子具有特异性,即碱基对排列顺序不同,故无法确定。
3.某同学在实验室尝试搭建DNA分子模型,他用一种长度的塑料片代表A和G,用另一长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型将是( )
A.粗细相同,因为嘌呤碱基必定与嘧啶碱基互补 B.粗细相同,因为嘌呤碱基与嘧啶碱基的空间尺寸相似 C.粗细不同,因为嘌呤碱基不一定与嘧啶碱基互补 D.粗细不同,因为嘌呤碱基与嘧啶碱基的空间尺寸不同
解析:选A A和G都是嘌呤碱基,C和T都是嘧啶碱基,在DNA分子中,总是A=T,G=C,依题意,用一种长度的塑料片代表A和G,用另一长度的塑料片代表C和T,则DNA
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