第3章 第2节 遗传信息编码在DNA分子上-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化配套课件PPT（浙科版）

第二节　遗传信息编码在DNA分子上 |学|习|目|标| 1.简述DNA分子结构的研究历程。 2.说明DNA分子结构及其特点。 3.认识建立物理模型是表征DNA分子结构的重要方法，通过尝试制作DNA双螺旋结构模型，学会构建物理模型的方法。 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 融通关键能力 课时跟踪检测 目录 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 [四层]学习内容1 落实必备知识 主干知识梳理 一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构 1.遗传物质DNA分子结构的研究 (1)DNA在细胞内含量稳定，并且在代谢上不活跃，因此设想，DNA只是为代谢提供______，即指导代谢过程的进行。有些学者推测，DNA必定具有__________结构。 (2)根据DNA的X射线衍射图像的照片成功拍摄，人们推测DNA分子是_________结构。 模板 线性纵向 长链状 (3)研究发现构成DNA分子的基本单位是____________，DNA分子是____________的多聚体。 (4)奥地利生化学家卡伽夫发现在多种生物的DNA分子中，腺嘌呤和___________的含量相等，鸟嘌呤和_________的含量相等。 2.沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型 (1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成的双螺旋结构。DNA分子中的____________________________形成主链的基本骨架，排列在主链的外侧，______则位于主链内侧。 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 胸腺嘧啶 胞嘧啶 脱氧核糖和磷酸基团交替连接 碱基 (2)DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基_________，由氢键连接。其中，_________________通过2个氢键相连，___________________通过3个氢键相连，这就是碱基互补配对原则。 (3)在DNA分子中，______的数目相等，______的数目相等，但A +T的量___________C+G的量，这就是DNA中碱基含量的卡伽夫法则。 互补配对 腺嘌呤与胸腺嘧啶 鸟嘌呤与胞嘧啶 A和T G和C 不一定等于 3.制作DNA双螺旋结构模型 (1)选取材料时，注意用不同__________________的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。 (2)选好支架和连接的材料，注意各种化合物的位置关系和连接方式。 形状、大小和颜色 二、碱基排列顺序编码了遗传信息 1.DNA分子的特性 ________ 在自然界中，每个DNA分子的碱基有成千上万个，它们的___________就构成了巨大的数字 ________ 每个特定的DNA分子都具有特定的_______排列顺序 多样性 特异性 排列方式 碱基 2.DNA分子是信息分子 含义 DNA分子中碱基的不同排列顺序可以存储不同的___________ 特点 ①同一种生物DNA的核苷酸序列_________；②两种生物的亲缘关系_____，它们细胞内DNA的核苷酸序列也越相似 DNA中核苷酸序列分析的应用 ①判断不同生物在进化中的_____关系；②推测人的______关系；③对犯罪嫌疑人的___________等 遗传信息 极为接近 越近 亲缘 血缘 身份鉴定 [预习效果自评] 1.判断下列叙述的正误 (1)DNA分子的基本骨架由核糖和磷酸基团交替连接形成。 ( ) (2)DNA分子的任意一条链中，嘌呤数和嘧啶数相等。 ( ) × × 提示:DNA中含有的是脱氧核糖。 提示:DNA分子中嘌呤数和嘧啶数相等，但在一条链中不一定相等。 (3)DNA分子具有规则的双螺旋结构，决定了其结构的稳定性。 ( ) (4)卡伽夫法则中腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连，鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连。 ( ) (5)不同生物DNA的核苷酸序列越接近，亲缘关系越近。 ( ) √ × 提示:卡伽夫法则指DNA分子中碱基比例关系，不涉及氢键的数量。 √ 2.某同学欲制作脱氧核苷酸结构模型，其中 表示脱氧核糖、 表示碱基、 表示磷酸基团，下列制作正确的是(　　) √ 解析:一个脱氧核苷酸由一个脱氧核糖、一个磷酸分子、一个含氮碱基构成，其中含氮碱基和磷酸分子均与脱氧核糖相连，DNA分子中不含有U。 3.思考题 阅读教材第61页“课外读”，回答下列问题: (1)英国化学家富兰克林拍摄出DNA衍射图像的照片，为破解DNA的结构作出了突出贡献。其中她发现碱基和磷酸基团是怎么排布的? 提示:碱基在螺旋结构的内侧、磷酸基团在外侧。 (2)最先提出DNA分子的双螺旋结构模型的是谁?他们主要借鉴了哪些科学家的重要发现? 提示:最先提出DNA分子双螺旋结构模型的是沃森、克里克。古伦德发现碱基间以氢键相连，富兰克林发现了碱基和磷酸基团的排布方式，卡伽夫碱基的数量关系等，都促成了DNA分子的双螺旋结构模型的最终提出。 一、知识体系建一建 [精要内容把握] 二、核心语句背一背 1.科学家运用X衍射技术和模型构建方法，确定了DNA的双螺旋结构，揭示了生物界遗传物质DNA分子的统一性特点。 2.DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成的双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架，排列在主链的外侧，碱基则位于主链内侧。 3.DNA分子中碱基排列顺序编码了遗传信息。在碱基排列顺序方面DNA分子表现出多样性和特异性。 [四层]学习内容2 融通关键能力 任务驱动 提能点(一)　DNA分子的结构 20世纪30年代，科学家认识到:组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。1951年，鲍林(1954年诺贝尔化学奖得主)发现蛋白质的长链结构。由此启发:DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。1952年，富兰克林获得较好的DNA衍射图谱，并指出了DNA双链同轴排列模式，确定了螺旋的螺距和直径。1953年，沃森和克里克在《自然》杂志上发表了DNA分子双螺旋结构模型(如图)。这一发现标志着分子生物学真正意义上诞生。 (1)组成DNA分子的四种脱氧核苷酸的名称分别是什么? (2)鲍林用什么方法得出DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链?DNA分子实际由几条链组成的? (3)你知道DNA分子螺旋的螺距和直径是多少吗? 提示:腺嘌呤脱氧核苷酸(A)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(G)、胞嘧啶脱氧核苷酸(C)、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(T)。 提示:类比推理。2条。 提示:据图可知，DNA分子螺旋的螺距是34Å，直径是20Å。 生成认知 一、DNA分子的结构层次 二、DNA分子结构的特性 稳定性 DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接方式不变； 两条链间碱基互补配对方式不变。 DNA分子的稳定性大小主要取决于配对碱基之间氢键的数目多少，因G—C有3个氢键，而A—T有2个氢键，故DNA分子中G—C比例越高，其稳定性越大 特异性 每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗传信息 多样性 不同的DNA分子，所含的碱基对数量不同，碱基对的排列顺序也千变万化，这构成了DNA分子的多样性。DNA分子中每一碱基对位点都有A—T、T—A、C—G、G—C四种可能性，若一段DNA分子由n个碱基对组成，则可能有4n种碱基排列顺序 续表 三、DNA分子中的相关化学键 图中①为连接相邻两脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，它可由DNA聚合酶等催化形成，也可由DNA(水解)酶断开；②为配对碱基之间的氢键，可用解旋酶或加热法将其断裂。 [例1]　(2023·浙江7月学考)DNA分子独特的结构使其能够满足作为遗传物质多样性、稳定性的要求。某DNA分子结构模型中的一个片段如图所示。图中表示脱氧核糖的是 (　　) A.a B.b C.c D.d √ [解析]　a表示磷酸基团，b表示脱氧核糖，c、d表示碱基。故选B。 [例2]　(2025·杭州地区重点中学联考)下列有关双链DNA分子结构的叙述，正确的是 (　　) A.在一条脱氧核苷酸链中相邻的碱基通过磷酸二酯键相连 B.DNA分子中每个脱氧核糖都是与一个磷酸和一个碱基相连 C.一般情况下，DNA分子的两端均存在游离的磷酸基团 D.DNA分子中A—T碱基对的比率越大，热稳定性越高 √ [解析]　在一条脱氧核苷酸链中相邻的碱基通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—相连，A错误；双链DNA分子中绝大多数脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基，但每条链末端的一个脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基，B错误；根据DNA分子的双螺旋结构分析可知，每个DNA片段一般含有两个游离的磷酸基团，且分别位于DNA两端，C正确；DNA分子中，A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，故DNA分子中C—G碱基对的比率越大，热稳定性越高，D错误。 [思维建模]　模型化分析DNA分子的结构 图示 模型 模型 解读 ①在DNA分子中，一个脱氧核糖连接一个磷酸基团或两个磷酸基团(大多数连两个)，一个磷酸基团也连接一个或两个脱氧核糖(大多数连两个)，由于DNA两条链具有反向平行的特点，因此，应注意两条链上脱氧核苷酸的磷酸基团位置。如图示中，左链腺嘌呤脱氧核苷酸的磷酸基团为左上，而右链中腺嘌呤脱氧核苷酸的磷酸基团在右下。 ②氢键数量与DNA的稳定性:氢键数量越多，DNA越稳定。 ③嘌呤与嘧啶结构差异:嘌呤为双环结构，嘧啶为单环结构。 ④DNA结构中，基本骨架固定不变，碱基对排列顺序千变万化 续表 跟踪训练 1.(2025·温州中学月考)DNA指纹技术在案件侦破工作中起着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据。其中的生物学原理是 (　　) A.不同人体内的DNA在细胞中的分布不同 B.不同人体内的DNA中脱氧核苷酸排列顺序不同 C.不同人体内的DNA所含的碱基种类不同 D.不同人体内的DNA空间结构不同 √ 解析:不同人体内的DNA均主要分布在细胞核中，少量分布在细胞质中，A错误；人与人之间的遗传信息一般不同，遗传信息储藏在碱基对的排列顺序中，也就是所含脱氧核苷酸的排列顺序不同，B正确；不同人体内的DNA所含的碱基相同，都是A、T、C、G，C错误；不同人体内的DNA空间结构相同，D错误。 2.1953年，沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型。下列关于DNA分子的叙述，正确的是 (　　) A.DNA分子是由两条反向平行的链组成 B.DNA分子结构内部的碱基配对方式遵循卡伽夫法则 C.DNA分子中A+T=C+G的量 D.DNA复制合成的两条子链碱基排列顺序相同　 √ 解析:DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，A正确；DNA分子结构内部的碱基配对方式遵循碱基互补配对原则，碱基含量遵循卡伽夫法则，B错误；DNA分子中A+T的量不一定等于C+G的量，C错误；DNA复制结束后，新合成的两条子链的碱基互补配对，D错误。 3.(2025·浙江北斗联盟期中联考)如图表示某DNA片段。下列有关叙述正确的是 (　　) A.图中①②③可以构成一个DNA的基本单位 B.DNA分子中相邻的脱氧核苷酸只通过氢键相连 C.①②③交替排列构成DNA分子的基本骨架 D.DNA分子中C和G含量越多，结构越稳定 √ 解析:图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分，所以①②③不能构成一个DNA的基本单位，A错误；DNA分子中相邻的脱氧核苷酸通过氢键或磷酸二酯键相连，B错误；①和②交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，C错误；由于A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，因此DNA分子中C和G含量越多，结构越稳定，D正确。 任务驱动 提能点(二)　DNA分子中碱基的数量关系 科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如以下两表所示。 表1 来源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶 人 1.56 1.43 1.00 1.00 1.0 鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02 小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99 结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1 表2 生物 猪 牛 器官 肝 脾 胰 肺 肾 胃 (A+T)/ (G+C) 1.43 1.43 1.42 1.29 1.29 1.30 (1)不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例相同吗?这说明DNA具有什么特点? 提示:不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不相同；DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的，说明DNA分子具有多样性。 (2)同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明DNA具有什么特点?为什么?不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，这说明了什么?为什么? 提示:①同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，说明DNA分子具有稳定性；因为同种生物不同器官都是由同一受精卵发育而来，含有相同DNA，DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子具有稳定性。 ②不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，说明DNA分子具有特异性，因为不同生物含有不同DNA分子，每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。 生成认知 DNA分子中碱基数量的计算规律 根据上图，可得出一条链中某碱基数目等于另一条链中与其配对的碱基数目，即A1=T2，T1=A2，C1=G2，G1=C2，并可进一步推导出以下规律: 规律1 双链DNA中，互补的两种碱基数量相等，即A=T(A1+A2=T2+T1)，C=G(C1+C2=G2+G1) 规律2 双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，即A+G=C+T 规律3 双链DNA中，任意两种不互补的碱基之和占碱基总数的50%，即A+G=C+T=A+C=G+T=碱基总数的50% 规律4 一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，如A1+T1=A2+T2 规律5 配对的碱基之和的比例在两条单链和双链中都相等。如一条链中=n，则另一条链中=n，双链中=n 规律6 不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数。如一条链中=K，则在另一条链中= 规律7 不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性 规律8 若已知A占双链的比例为c%，则A1占单链的比例无法确定，但可求出最大值为2c%，最小值为0 续表 [例1]　(2025·浙江七彩阳光联盟期中联考)某双链DNA分子中，腺嘌呤(A)占全部碱基的27%，则胸腺嘧啶(T)占全部碱基的 (　　) A.23%　　　B.27% C.13.5%　　　D.54% √ [解析]　双链DNA分子中，互补配对的碱基数目彼此相等。已知某双链DNA分子中，腺嘌呤(A)占全部碱基的27%，则胸腺嘧啶(T)也占全部碱基的27%。 [例2]　某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%，α链中腺嘌呤占28%。下列叙述错误的是 (　　) A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44% B.β链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例相等，均是28% C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%，占双链DNA分子的8% D.α链中(G+C)/(A+T)=14/11，β链中(A+T)/(G+C)=11/14 √ [解析]　双链DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%，则腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占全部碱基总数的44%，互补碱基之和在单双链中比值相等，A正确；DNA单链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例不一定相等，B错误；α链中胸腺嘧啶所占的比例是1-56%-28%=16%，则占双链DNA分子的比例是16%÷2=8%，C正确；α链中(G+C)/(A+T)=14/11，根据碱基互补配对原则，β链中(A+T)/(G+C)=11/14，D正确。 [思维建模] 解答有关碱基计算题的“三步曲” 跟踪训练 1.在一个双链DNA中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则下列有关叙述错误的是 (　　) A.脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m B.碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2 C.一条链中A+T的数量为n D.G的数量为m-n √ 解析:每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m，A正确；双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，A=T=n，C=G=(m-2n)/2，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，则碱基之间的氢键数为2n+[(m-2n)/2]×3=(3m-2n)/2，B正确，D错误；双链DNA中，A=T=n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A+T的数量为n，C正确。 2.分析某双链DNA分子的碱基含量时，发现30%为鸟嘌呤，则该DNA分子的一条链上胸腺嘧啶最多可占此链碱基总数的 (　　) A.20%　 　 B.30% C.40%　 　 D.60% √ 解析:根据题意分析，已知在一个DNA分子中，有30%的脱氧核苷酸含有鸟嘌呤，即G=30%，根据碱基互补配对原则，G=C=30%，则A=T=50%-30%=20%；由于该DNA分子中胸腺嘧啶所占的比例为20%，则该DNA分子中一条链上胸腺嘧啶占此链碱基总数的比例为0~40%，所以该DNA分子中一条链上胸腺嘧啶含量的最大值可占此链碱基总数的40%。 3.双链DNA分子的一条链中的A∶T∶C∶G=1∶4∶3∶6，则另一条链上A∶T∶C∶G为 (　　) A.4∶1∶6∶3 B.1∶4∶3∶6 C.6∶4∶1∶3 D.3∶1∶6∶4 √ 解析:由DNA分子的碱基互补配对原则可知，双链DNA分子中，一条链上的A与另一条链上的T配对，一条链上的T与另一条链上的A配对，一条链上的C与另一条链上的G配对，一条链上的G与另一条链上的C配对，配对的碱基数量相等，因此若双链DNA分子的一条链中的A∶T∶C∶G=1∶4∶3∶6，那么另一条链上A∶T∶C∶G=4∶1∶6∶3。 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 科学探究——制作DNA双螺旋结构模型 一、理清实验基础 实验知能 目的 要求 制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识 材料 自选(略) 方法 步骤 (1)制作原料:制作不同形状、大小、颜色的物体，代表脱氧核糖、磷酸、不同的碱基 　　　↓ (2)连接组装:选取支架和连接的材料，将代表不同化合物的物体连接、组装在一起 　　　↓ (3)展示:展示制作的DNA双螺旋结构模型，并做简单介绍和说明 续表 模型 示例 注意 事项 (1)选取材料，要用不同形状、不同大小和不同颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。 (2)选取作为支架和连接的材料，要有一定的强度和韧性。 (3)要选取合适的工具进行制作。 (4)制作前要对制作模型大小进行计划，并计算出所需材料的数量 续表 二、探究关键问题 　 制作一段长度20 bp(碱基对)的DNA分子模型，其中A—T对有7对。 1.需几种材料来代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基? 2.需多少连接物将这些材料连接成DNA? 提示:6种。 提示:171(40×2+19×2+7×2+13×3=171)。 三、实验延伸思考 　 DNA分子结构模型的构建及相关解读 1.两种关系与其中的化学键 数量 关系 每个DNA分子片段中，有2个游离的磷酸基团 脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数 A—T间有2个氢键，G—C间有3个氢键 位置 关系 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相连 化学 键 氢键:连接互补链中相邻碱基的化学键(图中①)磷酸二酯键:连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键(图中②) 2.结构中的变与不变:DNA分子中，基本骨架固定不变，碱基对排列顺序千变万化。 3.嘧啶环与嘌呤环:嘌呤(A、G)为双环结构，嘧啶(T、C)为单环结构。 4.碱基互补配对原则与卡伽夫法则比较 (1)碱基互补配对原则指A与T配对，G与C配对，故双链DNA分子中A=T，G=C。 (2)卡伽夫法则:指DNA分子中的数量关系，A=T，G=C，但A+T的量不一定等于G+C的量。 素养训练 1.(2025·浙江师范大学附属中学质检)在制作DNA双螺旋结构模型的活动中，某同学采用不同形状的硬纸片分别代表磷酸、脱氧核糖与碱基。下列有关叙述错误的是 (　　) A.制作模型时，应准备等量的磷酸、脱氧核糖与碱基 B.制作脱氧核苷酸时，在磷酸上连接碱基与脱氧核糖 C.制成的模型中，腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量应当相同 D.制成的模型中，两条脱氧核苷酸链的方向是相反的 √ 解析:1分子的脱氧核苷酸由1分子脱氧核糖、1分子含氮碱基和1分子磷酸构成，故制作模型时，应准备等量的磷酸、脱氧核糖与碱基，A正确；制作脱氧核苷酸时，应在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，B错误；腺嘌呤和胸腺嘧啶互补配对，二者数量应当相同，C正确；DNA分子是反向平行的双螺旋结构，D正确。 2.(2025·瑞安中学月考)某同学想搭建核酸分子模型，准备了小棍(连接各种塑料片，不包括氢键)若干个，脱氧核糖塑料片50个，核糖塑料片50个，磷酸塑料片100个，5种碱基塑料片共60个(其中10个A、9个C、8个G、17个T，16个U)，已知DNA双链中A=T，C=G，下列说法正确的是 (　　) A.若拼接单链RNA分子，则最多利用碱基塑料片U 10个 B.若搭建双链DNA分子，则最多需要44个脱氧核糖塑料片 C.若拼接单链RNA分子，则最多需要43个磷酸塑料片 D.若搭建单链DNA分子，则该分子最多有50个脱氧核苷酸分子 √ 解析:若拼接单链RNA分子，则碱基塑料片U都可利用，共16个，A错误；若搭建双链DNA分子，因为DNA双链中A=T，C=G，则最多A=T=10个，C=G=8个，共能搭建36个脱氧核糖核苷酸，B错误；利用上述材料共能搭建43个核糖核苷酸，若拼接单链RNA分子，最多需要43个磷酸塑料片，C正确；若搭建单链DNA分子，则该分子最多有44个脱氧核苷酸分子，D错误。 3.(2025·绍兴期末)某小组在进行DNA模型搭建时，依次取用代表碱基A、C、T、G的纸片17、17、13、14个，其他材料足量。已知1 bp=1碱基对，该小组搭建的双链DNA模型最长为 (　　) A.26 bp　　 B.27 bp C.30 bp　　 D.34 bp √ 解析:由题意可知，代表碱基A、C、T、G的纸片分别为17、17、13、14个，根据碱基互补配对原则，可组成A—T碱基对13个，C—G碱基对14个，则搭建的双链DNA模型最长为13+14=27个碱基对，已知1 bp=1碱基对，所以该小组搭建的双链DNA模型最长为27 bp，B正确。 4.(2025·杭州六县九校联考)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(其中〇表示磷酸基团)，下列是其他同学对此做出的评价，其中错误的是 (　　) A.图中核糖应改为脱氧核糖 B.图中碱基U应改为碱基T C.图中单链中核苷酸之间的连接方式没有错误 D.图中两条核苷酸链的方向没有错误 √ 解析:DNA中含有的五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖，A正确；DNA不含碱基U，而是含碱基T，故图中碱基U应改为碱基T，B正确；图中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，C错误；DNA分子中两条链反向平行排列，图中两条核苷酸链的方向没有错误，D正确。 教材活动讨论题与课后习题参考答案 Ⅰ.活动“制作DNA双螺旋结构模型”讨论题参考答案(教材P59) 1.提示:在制作DNA双螺旋结构模型的过程中，可以从以下几个方面把握各种化合物之间的位置关系和连接方式:脱氧核糖居中，分别与磷酸和碱基联系，形成一个脱氧核苷酸；一个脱氧核苷酸的磷酸和另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相联系，形成一条脱氧核苷酸链；两条脱氧核苷酸链通过碱基之间的联系，形成DNA分子结构，注意A与T联系，C与G联系。 2.提示:每个人判断心目中最好的DNA双螺旋结构模型的标准可能不同，但在说明理由时首先要保证DNA双螺旋结构模型的科学性，科学性主要体现在各个化合物之间正确的位置关系、DNA分子的正确螺旋化等。 Ⅱ.课后习题参考答案(教材P62) 一、选择题 1.A　2.B　3.D 二、简答题 (1)磷酸　脱氧核糖　脱氧核苷酸　(2)2　鸟嘌呤、胞嘧啶　(3)氢 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 一、选择题 1.DNA是规则的双螺旋结构，排列在DNA分子外侧构成其基本骨架的是(　　) A.脱氧核糖和碱基对 B.核糖和磷酸基团 C.碱基对 D.脱氧核糖和磷酸基团 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析:双链DNA分子中，脱氧核糖和磷酸基团交替连接排列在DNA分子的外侧，构成DNA分子的基本骨架。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 2.某DNA片段的碱基组成中，若A占32.8%，则C和T之和应占 (　　) A.50% B.17.2% C.67.2% D.65.6% √ 解析:由于DNA分子中，A与T配对、G与C配对，因此DNA分子中A+G=T+C=50%。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 3.(2025·宁波海曙区月考)以下双链DNA分子，稳定性最差的是 (　　) A.腺嘌呤占25% B.胸腺嘧啶占30% C.鸟嘌呤占25% D.胞嘧啶占30% √ 解析:C和G之间形成3个氢键，而A和T之间形成2个氢键，因此C和G的含量越少，DNA分子结构稳定性越差，若腺嘌呤占25%，则C+G=50%；若胸腺嘧啶占30%，则C+G=40%；若鸟嘌呤占25%，则C+G=50%；若胞嘧啶占30%，则C+G=60%。故选B。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 4.(2025·温州新力量联盟期中)已知某双链DNA分子的一条链的序列是5'⁃GCATGCA⁃3'，那么它的互补链的序列是 (　　) A.5'⁃TGCATGC⁃3' B.5'⁃CGTACGT⁃3' C.5'⁃UGCAUGC⁃3' D.5'⁃AGCATGC⁃3' √ 解析:根据碱基互补配对原则，在DNA分子中A与T配对，C与G配对，且DNA两条链反向平行。因此一条DNA单链的序列是5'⁃GCATGCA⁃3'，则其互补链的碱基序列为3'⁃CGTACGT⁃5'，即5'⁃TGCATGC⁃3'。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 5.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于 (　　) ①证明DNA是主要的遗传物质 ②发现DNA如何存储遗传信息 ③确定DNA是染色体的组成成分 ④为DNA复制机制的阐明奠定基础 A.①② B.②③ C.②④ D.③④ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于发现了DNA如何存储遗传信息，并为DNA复制机制的阐明奠定基础。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 6.(2025·兰溪一中月考)如图为核苷酸链结构图，下列表述错误的是(　　) A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个 C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的 D.若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，不应该有U √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:a中一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基正好构成一个核苷酸，而b中包含的是第二个核苷酸的碱基和五碳糖及第三个核苷酸的磷酸，A错误；结合图示可以看出，图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个，B正确；相邻脱氧核苷酸之间通过化学键③连接起来，C正确；DNA分子中的碱基是A、T、G、C，因此，若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，不应该有U，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 7.(2024·浙江6月选考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是 (　　) A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B.双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D.若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:DNA的由脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，A正确；双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；在双链DNA分子中，若一条链的G+C占47%，则另一条链的G+C也占47%，A+T占1-47%=53%，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 8.(2025·浙江9+1联盟期中联考)如果要搭建长度为100个碱基对的DNA片段(其中胞嘧啶为30)，则该活动的准备情况不正确的是 (　　) A.拼接后形成的两条长链中的核苷酸的个数不一定要相同 B.模型中C—G碱基对和A—T碱基对长度相同 C.需要准备6种不同形状和颜色的物体 D.需要准备70个代表胸腺嘧啶的物体　 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，拼接后形成的两条长链中的核苷酸的个数一定要相同，A错误；双链DNA分子中两条链是平行的，因此，C—G与A—T碱基对的长度相等，B正确；本实验需要准备6种不同形状和颜色的物体，分别代表磷酸、脱氧核糖、4种碱基(A、C、G、T)，C正确；要搭建长度为100个碱基对的DNA片段(其中胞嘧啶为30)，则C=G=30，A=T=70，需要准备70个代表胸腺嘧啶的物体，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 9.(2025·德清一中月考)下列有关DNA分子的叙述，正确的是 (　　) A.DNA分子多样性的原因是DNA分子的空间结构千变万化 B.DNA分子的多样性是由蛋白质分子的多样性决定的 C.DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的基础 D.DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:DNA分子的空间结构是规则的双螺旋结构，不是千变万化的，A错误；蛋白质分子的多样性是由DNA分子的多样性决定的，B错误；DNA分子多样性和特异性是生物多样性和特异性的基础，C正确；DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的数量和排列顺序多种多样，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 10.生物学家卡伽夫对多种生物的DNA做了碱基定量分析，发现(A+T)/(C+G)的值如下表所示。结合所学知识，你认为能得出的结论是 (　　) DNA 来源 大肠 杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胰 猪脾 (A+T)/ (C+G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.42 1.43 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 A.猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些 B.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同 C.小麦的DNA中(A+T)的数量是鼠的DNA中(C+G)数量的1.21倍 D.同一生物不同组织细胞的DNA碱基组成基本相同 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:大肠杆菌DNA中(A+T)/(C+G)的值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌的DNA结构稳定性高于猪的；虽然小麦和鼠的DNA中(A+T)/(C+G)的值相同，但不能代表二者的DNA所携带的遗传信息相同，也不能代表小麦和鼠含有的碱基数相同，因此小麦的DNA中(A+T)的数量不一定是鼠的DNA(C+G)数量的1.21倍；同一生物的不同组织细胞所含DNA的碱基序列是基本相同的，因此DNA碱基组成也基本相同。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 11.(2025·嘉兴一中检测)在双链DNA中，A和T之和占全部碱基数的比例为m%，其中一条链(α链)中C占该链碱基数的比例为n%，则另一条链(β链)中C占该链碱基总数的比例是 (　　) A.n% B.(m%-n%)/2 C.1-(m%+n%) D.m%-n%/2 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:A和T之和占全部碱基数的比例为m%，所以C和G之和占全部碱基数的比例为1-m%，α链中C和G之和占该链碱基数的比例为1-m%，α链中G占该链碱基数的比例为1-m%-n%，β链中C占该链碱基数的比例=α链中G占该链碱基数的比例=1-m%-n%=1-(m%+n%)，C项符合题意。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 12.(2025·慈溪中学测试)某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%，α链中腺嘌呤占28%。下列关于该DNA分子的叙述，错误的是 (　　) A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44% B.α链中(G+C)/(A+T)=11/14，β链中(G+C)/(A+T)=14/11 C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%，占双链DNA分子的8% D.(A+T)/(G+C)的值可体现不同生物DNA分子的特异性 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%，则腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占全部碱基总数的44%，互补碱基之和在单双链中比值相等，因此β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%，A正确；α链中(G+C)/(A+T)=β链中(G+C)/(A+T)=56%/44%=14/11，B错误；α链中胸腺嘧啶所占的比例是1-56%-28%=16%，则占双链中的比例是16%÷2=8%，C正确；不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A+T)/(C+G)的值不同，体现了不同生物DNA分子的特异性，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 13.(2025·浙江七彩阳光联盟期中联考)如图是某同学用不同颜色的纸片制作的一种简易DNA分子结构模型。下列有关描述正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 A.制作脱氧核糖和磷酸模型的纸片颜色需要4种，形状需要2种 B.制作该模型时要先考虑DNA分子各部分结构的数量关系，再考虑空间关系 C.判断一个DNA双螺旋结构模型制作得好不好，首先应该看是不是美观大方 D.该同学制作模型时使用订书钉作为连接的材料，那么他至少需要59个订书钉　 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:DNA分子中脱氧核糖和磷酸各只有1种，因此模型的纸片颜色各需要1种，形状各需要1种，A错误；制作该模型时要先考虑DNA分子各部分结构的数量关系，连接形成平面结构，再考虑空间关系，形成空间结构，B正确；在设计制作DNA双螺旋结构模型时，科学性是第一位的，其次才考虑它的美观与否，C错误；据图可知:该图中含有7个碱基对，4个A—T碱基对(2个氢键)，3个C—G碱基对(3个氢键)，连接形成一个脱氧核苷酸需要2个连接物，一条链上两个脱氧核苷酸之间需要1个连接物，因此共需连接物(订书钉)为(7×2+6)×2+4×2+3×3=57(个)，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 二、非选择题 14.图甲所示的分子结构式为某种核苷酸，已知分子结构式左上角的基团为碱基(腺嘌呤)；图乙是某核苷酸链示意图，据图回答问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (1)图甲中核苷酸的名称是__________________。  腺嘌呤核糖核苷酸 解析:图甲所示的分子结构式为某种核苷酸，含有核糖，所以该物质表示核糖核苷酸，又因为含碱基腺嘌呤，所以甲表示腺嘌呤核糖核苷酸。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (2)图甲中核苷酸是构成_______________ (填核酸种类)的原料。  RNA(核糖核酸) 解析:图甲中核糖核苷酸是构成RNA(核糖核酸)的原料，核糖核酸主要分布在细胞质中。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (3)DNA初步水解的产物是____________，彻底水解的产物有______种。豌豆的叶肉细胞中，含有的碱基是_________________，那么由A、G、C、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有______种，其中核糖核苷酸有______种。  　　　　 脱氧核苷酸 6 A、G、C、T、U 7 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 解析:DNA初步水解的产物是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)，彻底水解的产物有6种，分别是四种碱基(A、T、C、G)、脱氧核糖和磷酸。豌豆的叶肉细胞中含DNA和RNA两种核酸，所以含有的碱基是5种(A、T、C、G、U)，由A、G、C、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有7种，即腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸，其中核糖核苷酸有4种。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (4)图乙中1和4的名称分别是____________________________。  脱氧核糖、胞嘧啶脱氧核苷酸 解析:乙表示一条脱氧核苷酸链片段，其中1为脱氧核糖，4为胞嘧啶脱氧核苷酸。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 15.如图是DNA片段的结构示意图，请据图回答下列问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (1)图甲是DNA片段的_________结构，图乙是DNA片段的_________结构。  平面 立体 解析:分析题图可知，图甲是DNA片段的平面结构，图乙是DNA片段的双螺旋结构，即立体结构。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (2)填出图甲中部分结构的名称:②_____________________________， ⑤__________________。  一条脱氧核苷酸单链的部分片段 腺嘌呤脱氧核苷酸 解析:根据分析可知，图甲中②是DNA分子的一条脱氧核苷酸单链的部分片段，⑤是腺嘌呤脱氧核苷酸。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (3)从图中可以看出DNA分子中的两条链是由磷酸和_________交替连接的。  脱氧核糖 解析:DNA分子的两条链由磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (4)连接碱基对的结构是⑦________；碱基配对的方式为A与_________配对，G与_________配对。  氢键 T C 解析:图中⑦为碱基对之间的氢键，碱基之间遵循碱基互补配对原则，即A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 (5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链是__________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成独特的________结构。  反向平行 双螺旋 解析:从图甲可以看出，DNA的左链中脱氧核糖的顶点朝上，右链中脱氧核糖的顶点朝下，从而可推出组成DNA分子的两条链是反向平行的，从图乙可以看出，DNA分子的空间结构是独特的双螺旋结构。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $