生物：3.1.2《DNA的分子结构》例题与探究（中图版必修2）
典题精讲
例1 DNA分子多样性的原因是（ ）
A.DNA是由4种脱氧核苷酸组成的
B.DNA的相对分子质量很大
C.DNA具有规则的双螺旋结构
D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
思路解析：组成DNA分子的碱基虽然只有4种，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的，这就构成了DNA分子的多样性。
答案：D
绿色通道：DNA分子的多样性，同时也决定了DNA分子的特异性。
变式训练 下图所示为DNA分子平面结构图，仔细读图后完成下列问题：
（1）写出图中各编号的中文名称：
①___________，②___________，③___________，④___________，⑤___________，⑥___________，⑦___________，⑧___________，⑨___________。
（2）图中共有脱氧核苷酸___________个，碱基___________对。
（3）图中部分由___________个脱氧核苷酸化合而成。一个脱氧核苷酸由一分子___________、一分子___________、一分子___________构成。
思路解析：该题考查学生对DNA双螺旋结构模型知识的理解。由于DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变；DNA内部的碱基靠氢键连接起来形成碱基对，且严格遵循碱基互补配对原则。每个脱氧核苷酸是由一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成的。
答案：（1）①磷酸 ② 脱氧核糖 ③胞嘧啶 ④胞嘧啶脱氧核苷酸 ⑤腺嘌呤 ⑥鸟嘌呤 ⑦胞嘧啶 ⑧胸腺嘧啶 ⑨氢键 （２）8 4 （３）8 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基
例2 在DNA双螺旋链中，已查明某一脱氧核苷酸对中有一个胸腺嘧啶，则该脱氧核苷酸对中还有（ ）
A.一个磷酸、一个脱氧核糖和一个鸟嘌呤
B.两个磷酸、两个脱氧核糖和两个腺嘌呤
C.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个腺嘌呤
D.三个磷酸、三个脱氧核糖和三个鸟嘌呤
思路解析：一个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，因为组成脱氧核苷酸的含氮碱基只有A、T、C、G四种，所以脱氧核苷酸只有四种。在组成DNA的双螺旋结构时，两个脱氧核苷酸分子的碱基通过氢键，按照碱基互补配对原则（A与T配对，G与C配对）形成脱氧核苷酸时，依题意画出DNA双螺旋链的局部图：
不难得出正确答案。
答案：C
绿色通道：此题要求学生掌握脱氧核苷酸的化学组成和碱基互补配对原则，并用它分析DNA的双螺旋结构，考查应用能力。
变式训练 DNA分子的基本骨架是（ ）
A.磷脂双分子层B.规则双螺旋结构
C.脱氧核糖和磷酸交替连接D.碱基的连接
思路解析：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的。DNA分子是由两条具有反向平行关系的子链螺旋而成的，在链的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，构成DNA分子的基本骨架。
答案：C
例3 某生物碱基的组成是嘌呤碱基占58%，嘧啶碱基占42%，此生物不可能是（ ）
A.T4噬菌体B.细菌
C.烟草花叶病毒D.酵母菌和人
思路解析：细菌、酵母菌和人的细胞中既有DNA也有RNA，因为RNA是单链，所以不满足嘌呤碱基和嘧啶碱基之和相等。烟草花叶病毒只有RNA，符合条件。T4噬菌体只有DNA。
答案：A
黑色陷阱：对核酸中碱基组成的理解不够，对DNA双螺旋结构中碱基互补配对的原则未掌握，对不同生物含有的核酸种类不明确，都是错答此题的原因。
变式训练1 所有病毒的遗传物质（ ）
A.都是DNAB.都是RNA
C.是DNA和RNAD.是DNA或RNA
思路解析：病毒是由蛋白质和核酸组成的，核酸只有一种，要么是DNA，要么是RNA。
答案：D
变式训练2 大豆根尖细胞所含的核酸中，含有碱基A、G、C、T的核苷酸种类数共有（ ）
A.8种B.7种C.5种D.4种
思路解析：大豆根尖细胞中含有DNA、RNA，A、T、C、G参与4种脱氧核苷酸、3种核糖核苷酸的构成。
答案：B
问题探究
问题 1DNA的空间结构是怎样的？
导思：从外观上看，DNA是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋成规则的双螺旋结构。外侧（像楼梯“扶手”）是脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架，内侧由碱基对（像楼梯“台阶”或谓横档）将两条链连接起来。
探究：DNA分子的空间结构：（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成骨架；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，A与T配对，G与C配对，碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
问题 2碱基互补配对原则的意义是什么？
导思：DNA骨架之间的碱基连接是有一定规则的，只能是嘌呤碱基与嘧啶碱基配对。换句话说，嘌呤与嘌呤之间，嘧啶与嘧啶之间均不能配对。具体是：腺嘌呤（A）一定与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）一定与胞嘧啶（C）配对，这就是碱基互补配对原则。
探究：（1）由于碱基互补配对原则，使四种脱氧核苷酸组成的DNA分子在结构上具有稳定性。（2）由于碱基互补配对原则，确保了DNA的自我复制能够准确无误地完成。
典题精讲
例1 DNA分子多样性的原因是（ ）
A.DNA是由4种脱氧核苷酸组成的
B.DNA的相对分子质量很大
C.DNA具有规则的双螺旋结构
D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
思路解析：组成DNA分子的碱基虽然只有4种，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的，这就构成了DNA分子的多样性。
答案：D
绿色通道：DNA分子的多样性，同时也决定了DNA分子的特异性。
变式训练 下图所示为DNA分子平面结构图，仔细读图后完成下列问题：
（1）写出图中各编号的中文名称：
①___________，②___________，③___________，④___________，⑤___________，⑥___________，⑦___________，⑧___________，⑨___________。
（2）图中共有脱氧核苷酸___________个，碱基___________对。
（3）图中部分由___________个脱氧核苷酸化合而成。一个脱氧核苷酸由一分子___________、一分子___________、一分子___________构成。
思路解析：该题考查学生对DNA双螺旋结构模型知识的理解。由于DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变；DNA内部的碱基靠氢键连接起来形成碱基对，且严格遵循碱基互补配对原则。每个脱氧核苷酸是由一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成的。
答案：（1）①磷酸 ② 脱氧核糖 ③胞嘧啶 ④胞嘧啶脱氧核苷酸 ⑤腺嘌呤 ⑥鸟嘌呤 ⑦胞嘧啶 ⑧胸腺嘧啶 ⑨氢键 （２）8 4 （３）8 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基
例2 在DNA双螺旋链中，已查明某一脱氧核苷酸对中有一个胸腺嘧啶，则该脱氧核苷酸对中还有（ ）
A.一个磷酸、一个脱氧核糖和一个鸟嘌呤
B.两个磷酸、两个脱氧核糖和两个腺嘌呤
C.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个腺嘌呤
D.三个磷酸、三个脱氧核糖和三个鸟嘌呤
思路解析：一个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，因为组成脱氧核苷酸的含氮碱基只有A、T、C、G四种，所以脱氧核苷酸只有四种。在组成DNA的双螺旋结构时，两个脱氧核苷酸分子的碱基通过氢键，按照碱基互补配对原则（A与T配对，G与C配对）形成脱氧核苷酸时，依题意画出DNA双螺旋链的局部图：
不难得出正确答案。
答案：C
绿色通道：此题要求学生掌握脱氧核苷酸的化学组成和碱基互补配对原则，并用它分析DNA的双螺旋结构，考查应用能力。
变式训练 DNA分子的基本骨架是（ ）
A.磷脂双分子层B.规则双螺旋结构
C.脱氧核糖和磷酸交替连接D.碱基的连接
思路解析：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的。DNA分子是由两条具有反向平行关系的子链螺旋而成的，在链的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，构成DNA分子的基本骨架。
答案：C
例3 某生物碱基的组成是嘌呤碱基占58%，嘧啶碱基占42%，此生物不可能是（ ）
A.T4噬菌体B.细菌
C.烟草花叶病毒D.酵母菌和人
思路解析：细菌、酵母菌和人的细胞中既有DNA也有RNA，因为RNA是单链，所以不满足嘌呤碱基和嘧啶碱基之和相等。烟草花叶病毒只有RNA，符合条件。T4噬菌体只有DNA。
答案：A
黑色陷阱：对核酸中碱基组成的理解不够，对DNA双螺旋结构中碱基互补配对的原则未掌握，对不同生物含有的核酸种类不明确，都是错答此题的原因。
变式训练1 所有病毒的遗传物质（ ）
A.都是DNAB.都是RNA
C.是DNA和RNAD.是DNA或RNA
思路解析：病毒是由蛋白质和核酸组成的，核酸只有一种，要么是DNA，要么是RNA。
答案：D
变式训练2 大豆根尖细胞所含的核酸中，含有碱基A、G、C、T的核苷酸种类数共有（ ）
A.8种B.7种C.5种D.4种
思路解析：大豆根尖细胞中含有DNA、RNA，A、T、C、G参与4种脱氧核苷酸、3种核糖核苷酸的构成。
答案：B
问题探究
问题 1DNA的空间结构是怎样的？
导思：从外观上看，DNA是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋成规则的双螺旋结构。外侧（像楼梯“扶手”）是脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架，内侧由碱基对（像楼梯“台阶”或谓横档）将两条链连接起来。
探究：DNA分子的空间结构：（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成骨架；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，A与T配对，G与C配对，碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
问题 2碱基互补配对原则的意义是什么？
导思：DNA骨架之间的碱基连接是有一定规则的，只能是嘌呤碱基与嘧啶碱基配对。换句话说，嘌呤与嘌呤之间，嘧啶与嘧啶之间均不能配对。具体是：腺嘌呤（A）一定与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）一定与胞嘧啶（C）配对，这就是碱基互补配对原则。
探究：（1）由于碱基互补配对原则，使四种脱氧核苷酸组成的DNA分子在结构上具有稳定性。（2）由于碱基互补配对原则，确保了DNA的自我复制能够准确无误地完成。
