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[核苷酸结构,核苷酸的分子结构]核苷酸结构(核苷酸的分子结构)

  核苷酸结构(核苷酸的分子结构)

  1953年4月25日发表在英国《自然》杂志上的一篇论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》,揭开了DNA的结构之迷。沃森、克里克和维尔金斯三人也因此共同获得了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。那么,DNA分子的结构到底是怎样的呢?作为高考必考点,怎么出题?

  高中生物必备知识点:3.2DNA分子的结构

  1. 基本单位

  DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。每分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖通过脱水缩合而成(右图)。由于构成DNA的含氮碱基有四种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C),因而脱氧核苷酸也有四种,它们分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。

  2. 分子结构

  DNA分子的立体结构为规则的双螺旋结构,具体为:由两条DNA反向平行的DNA链盘旋成双螺旋结构。DNA分子中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。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对(A与T通过两个氢键相连、C与G通过三个氢键相连),碱基配对遵循碱基互补配对原则。应注意以下几点:

  ⑴DNA链:由一分子脱氧核苷酸的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基团之间通过脱水缩合形成磷酸二脂键,由磷酸二脂键将脱氧核苷酸连接成链。

  ⑵5’端和3’端:由于DNA链中的游离磷酸基团连接在5号碳原子上,称5’端;另一端的的3号碳原子端称为3’端。

  ⑶反向平行:指构成DNA分子的两条链中,总是一条链的5’端与另一条链的3’端相对,即一条链是3’~5’,另一条为5’~~3’。

  ⑷碱基配对原则:两条链之间的碱基配对时,A与T配对、C与G配对。双链DNA分子中,A=T,C=G(指数目),A%=T%,C%=G%,可据此得出:

  ①A+G=T+C:即嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等;

  ②A+C(G)=T+G(C):即任意两不互补碱基的数目相等;

  ③A%+C%=T%+G%=A%+ G%=T%+ C%=50%:即任意两不互补碱基含量之和相等,占碱基总数的50%;

  ④(A1+T1)/(C1+G1)=(A2+T2)/(C2+G2)=(A+T)/(C+G)=A/C=T/ 深圳助孕 G:即双链DNA及其任一条链的(A+T)/(C+G)为一定值;

  ⑤(A1+C1)/(T1+G1)=(T2+G2)/(A2+C2)=1/[(A2+C2)/(T2+G2)]:DNA分子两条链中的(A+C)/(T+G)互为倒数;双链DNA分子的(A+C)/(T+G)=1。

  根据以上推论,结合已知条件可方便的计算DNA分子中某种碱基的数量和含量。

  3. 结构特点

  ⑴稳定性:规则的双螺旋结构使其结构相对稳定,一般不易改变。

  ⑵多样性:虽然构成DNA的碱基只有四种,但由于构成每个DNA分子的碱基对数、碱基种类及排列顺序多样,可形成多种多样的DNA分子。

  ⑶特异性:对一个具体的DNA分子而言,其碱基对特定的排列顺序可使其携带特定的遗传信息,决定该DNA分子的特异性。

  例题解析

  1.DNA分子的基本骨架是(  )

  A.磷脂双分子层

  B.规则的双螺旋结构

  C.脱氧核糖和磷酸交替而成

  D.碱基的连接

  答案:C

  2.下面关于DNA分子结构的叙述中,不正确的是(  )

  A.每个DNA分子中含有四种脱氧核苷酸

  B.DNA分子的两条链反向平行

  C.DNA两条链上的碱基以氢键相连,且A与T配对,G与C配对

  D.每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基

  答案:D

  3.若DNA分子中一条链的碱基A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,则另一条链上A∶C∶T∶G的值为(  )

  A.1∶2∶3∶4 上海助孕 B.3∶4∶1∶2

  C.4∶3∶2∶1 D.1∶3∶2∶4

  解析:按照碱基互补配对原则,若DNA分子中一条链的碱基A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,则另一条链中的A与该链中的T相等,另一条链中的C与该链中的G相等,另一条链中的T与该链中的A相等,另一条链中的G与该链中的C相等,因此另一条链上A∶C∶T∶G的值为3∶4∶1∶2。

  答案:B

  4.某双链DNA分子含有n个碱基对,其中腺嘌呤有m个。下列相关说法错误的是(  )

  A.该DNA分子中共含有3n-m个氢键

  B.该DNA分子G有n-m个

  C.该DNA分子中碱基数=磷酸数=脱氧核糖数

  D.每个DNA分子中有1个游离的磷酸基团

  解析:由题意可知,该DNA分子中含有m个A—T碱基对,有(n-m)个G—C碱基对,一个A—T碱基对中含有2个氢键,一个G—C碱基对中含有3个氢键,所以该DNA分子中共含有的氢键数=2m+3(n-m)=3n-m(个);该双链DNA分子中含有腺嘌呤m个,所以G的数目为n-m;脱氧核苷酸是DNA分子的基本组成单位,而一个脱氧核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成的;每个双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团,分别位于DNA分子的两端。

  答案:D

  5.某生物的碱基组成是嘌呤碱基占碱基总数的60%,嘧啶碱基占碱基总数的40%,它不可能是(  )试管助孕

  A.棉花 B.绵羊

  C.T2噬菌体 D.烟草花叶病毒

  解析:棉花和绵羊体内有DNA和RNA,其嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等;烟草花叶病毒只含单链RNA,嘌呤碱基数和嘧啶碱基数不一定相等;而T2噬菌体只含双链DNA,其嘌呤碱基数和嘧啶碱基数一定相等。

  答案:C

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