高中生物 知识梳理 第三单元 第一章 第二节 DNA的分子结构学案（含解析）中图版必修2-中图版高中必修2生物学案VIP免费

第二节DNA的分子结构知识梳理1.DNA的基本组成单位（1）DNA分子是一种高分子化合物，其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，共有四种。它是由一分子的脱氧核糖、一分子的含氮碱基〔共有四种，分别是：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）〕和一分子的磷酸结合而成。（2）DNA的基本组成单位有四种，分别是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。2.DNA双螺旋结构（1）科学家沃森和克里克于1953年4月25日提出了DNA的双螺旋结构模型。（2）DNA分子含有两条脱氧核糖核苷酸长链，两条链按照反向平行方式盘绕成双螺旋，螺旋直径为2.0nm，螺距为3.4nm，每个螺距有10对碱基，两个相邻碱基对平面的垂直距离为034nm。（3）双螺旋结构的外侧是由脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交互连接而成的长链，构成DNA分子的骨架；碱基对位于双螺旋结构内侧，其之间通过氢键相连。（4）碱基配对有一定的规律：腺嘌呤只与胸腺嘧啶配对，而鸟嘌呤只与胞嘧啶配对，这种规律称为碱基互补配对原则。这就是DNA分子结构的特点。（5）通常情况下，DNA分子呈现右手双螺旋结构，这对DNA分子稳定性起到重要作用；DNA分子中的碱基顺序编码、储存着遗传信息。（6）碱基对的排列方法在理论上几乎是无限的，如一个DNA分子有n个碱基对，则可能出现的组合为4n，这体现出了DNA分子作为遗传物质的多样性；而碱基对的特定排列顺序，又构成了DNA分子的特异性。知识导学1.学习这一部分知识，重点在掌握DNA组成的基本单位和结构。（1）DNA分子属于大分子化合物（相对分子质量为100万至数千万），它们是由一个个脱氧核苷酸连接起来的长链大分子构成的。脱氧核苷酸是其基本结构单位。（2）每个基本单位（即每个脱氧核苷酸）又是由三个“一分子”组成。即一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基。（3）DNA分子具有多样性、特异性和稳定性。2.学习本部分时，从沃森和克里克创建了DNA分子的双螺旋结构模型开始，它具有三个方面的特点：（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构。（2）DNA分子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，并且碱基配对遵循碱基互补配对原则。3.碱基互补配对原则的一般规律在有关计算中的应用。（1）一个双链DNA分子中，A=T、C=G、A+G＝C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；（2）在双链DNA分子中，互补的两碱基和（如A+T或C+G）占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值；（3）DNA分子一条链中（A+G）／（C+T）的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比值；（4）DNA分子一条链中互相配对的碱基和的比值〔如（A+T）／（G+C）〕等于互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；（5）双链DNA分子在复制时，周围环境提供的某种碱基数，等于模板DNA分子中这种碱基（或互补碱基）数乘以（2n-1），其中，n为复制的次数，如某个DNA分子中C为a个，连续复制3次，需周围环境中提供游离的胞嘧啶核苷酸数为（2n-1）×a=7a。疑难突破1.DNA的化学结构是怎样的？剖析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。含氮碱基的种类包括：腺嘌呤A，胸腺嘧啶T，鸟嘌呤G，胞嘧啶C。基本单位的结构模式图可以用下图表示：2.仔细观察DNA分子的空间结构图，双链DNA分子中，为什么只能是A与T配对，G与C配对？剖析：这与嘌呤碱和嘧啶碱的结构有关，嘌呤碱都是双环结构，嘧啶碱都是单环结构，只有A与T或G与C配对时才能保证DNA双链间距离的恒定性（2nm），继而保证DNA规则的双螺旋结构。