第2讲 DNA分子的结构、复制与基因的
本质
考纲要求 1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) 2013·卷ⅡT1 2.基因的概念(Ⅱ) 3.DNA分子的复制(Ⅱ) 无考题 2016·卷ⅡT2,2016·卷ⅠT29,2013·卷ⅠT2 全国卷五年考情 考点一| DNA分子的结构及基因的本质 (对应学生用书第118页)
[识记—基础梳理]
1．DNA双螺旋结构的形成
2．DNA的双螺旋结构
(1)DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这些链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。
(2)外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。
(3)内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：A===T(两个氢键)、G≡C(三个氢键)。
巧记 利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构
3．DNA分子的特性
(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。
(3)特异性 ：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。 4．基因的本质
(1)染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
(2)基因与碱基的关系
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，构成基因的碱基数小于(填“大于”“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。 [辨析与识图] 1．判断正误
(1)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。
(×)
【提示】 由于碱基互补配对，则DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数。 (2)DNA单链中相邻碱基以氢键相连。
【提示】 DNA单链中相邻碱基以脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。 (3)T2噬菌体的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸。 (4)每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝核糖数。
(√) (×) (×)
【提示】 DNA分子中的五碳糖应为脱氧核糖。 (5)染色体是肺炎双球菌细胞中DNA的主要载体。 【提示】 肺炎双球菌为原核生物，无染色体。
(6)基因中碱基对或脱氧核苷酸的排列顺序均可代表遗传信息。 (7)基因突变等同于DNA分子内部碱基对的替换、增添或缺失。
(√) (×) (×)
【提示】 DNA分子中只有属于基因中的碱基对替换、增添或缺失，属于基因突变。 2．据图思考
图1 图2
(1)由图1可知，每个DNA分子片段中，游离磷酸基团含有2个。单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。互补链中相邻碱基通过氢键连接。
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
[理解—深化探究]
碱基互补配对原则及相关计算规律探究
1．碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。 2．四个计算规律。
(1)规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
(2)规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。
(3)规律三：在DNA双链中，一条单链的值互为倒数关系。
A1＋G1A2＋G2
的值与其互补单链的的
T1＋C1T2＋C2
提醒：在整个DNA分子中该比值等于1。
A＋TA＋T
(4)规律四：在DNA双链中，一条单链的的值，与该互补链的的
G＋CG＋CA＋T
值是相等的，与整个DNA分子中的的值是相等的。
G＋C
提醒：综合规律三、四可简记为“补则等，不补则倒”。
[运用—考向对练]
考向1 考查DNA分子的结构及特点
1．如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( )
A．甲说：“物质组成和结构上没有错误” B．乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C．丙说：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖” D．丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图应是正确的”
C [图中有三处错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，而是含碱基T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，A、B错误；由A、B选项可知，图中至少有三处错误，C正确；如果图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。]
2．下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是( )
A．DNA分子的多样性取决于碱基对的数目和排列顺序 B．DNA单链上相邻的碱基A与T之间通过2个氢键连接
C．DNA双链上嘌呤碱基与嘧啶碱基通过氢键相连保证DNA空间结构的 稳定
D．DNA分子的两条链在方向上表现为反向平行，碱基关系上表现出互补 配对
B [DNA单链上相邻的碱基A与T之间通过脱氧核糖—磷酸——脱氧核糖相连接，不通过氢键相连接。]
[技法总结] “三看法”判断DNA分子结构的正误
考向2 考查DNA分子结构的相关计算
3．(2018·江西南昌二中月考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是
( )
A．某DNA分子含有500个碱基，可能的排列方式有4500种
B．若质粒含有2 000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团 C．某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%～50% D．某DNA分子上有胸腺嘧啶312个，占总碱基比例为26%，则该DNA分 子上有鸟嘌呤288个
D [某DNA分子含有500个碱基，该DNA分子中碱基比例已确定，可能的排列方式小于4250种，A错误；质粒是环状DNA分子，其中不含游离的磷酸基团，B错误；某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占0%～50%，C错误；某DNA分子上有胸腺嘧啶312个，占总碱基比例为26%，则该DNA分子上碱基总数为312÷26%＝1 200个，根据碱基互补配对原则，该DNA分子中有鸟嘌呤1 200×(50%－26%)＝288个，D正确。]
4．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。下列有关叙述正确的是( ) ①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m ②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2 ③一条链中A＋T的数量为n ④G的数量为m－n
A．①②③④ C．③④
B．②③④ D．①②③
D [每个脱氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基，故①中的等量关系正确；对于②，因G与C之间形成3个氢键，A与T之间