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第7 讲 DNA 的结构
考点一 DNA分子的结构及特性
（一）DNA分子的结构
1. DNA分子结构模型的建立者及DNA的组成
（1）DNA双螺旋模型构建者：1953年由美国生物学家 沃森 和英国物理学家 克里克
共同提出了DNA分子的 双螺旋结构 模型。
（2）DNA双螺旋模型构建方法： 物理模型构建法 。
（3）DNA的组成元素： C 、 H 、 O 、 N 、 P 。
（4）DNA的基本单位：_脱氧核糖核苷酸 。其化学组成包括 磷酸 、 脱氧核糖 、
含氮碱基 ,构成DNA的碱基有 腺嘌呤 (A) 、 鸟嘌呤 ( G ) 、 胞嘧啶 ( C ) 、 胸腺嘧
啶 ( T )四种。
2. DNA分子双螺旋结构特点
（1）整体结构： 两 条链按 反向平行 方式盘绕成 双螺旋 结构。
（2）基本骨架： 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）碱基配对：两条链上的碱基通过 氢键 连接成碱基对，排列在内侧并且遵循碱基互补
配对原则：A与 T 配对、 G 与C配对。
（二）DNA分子的特性
1.__ 稳定 _ _性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。
2._ _ 多样 __ 性：碱基对多种多样的排列顺序，如某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序
有 4n 种（其中n代表碱基对数）。
3.__ 特异 _ _性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
考点二 DNA分子中有关碱基的计算
(一)由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类
1.若有U无T，则该核酸为 RN A 。
2.若有T无U，且A＝T，G＝C，则该核酸一般为 双链 DNA。
3.若有T无U，且A≠T，G≠C，则该核酸为 单链 DNA。
（二）双链DNA分子中碱基互补配对的相关计算
1.DNA分子中，互补碱基两两 相等 ，即A＝T，C＝G，且 嘌呤 碱基总数等于 嘧啶 碱
基总数。
2.DNA分子中，任意两不互补的碱基之和 相等 ，即(A＋C)＝(T＋G)=(A＋G)＝(T＋C)
3.DNA分子中，任意两个不互补碱基之和的比值：一条链与互补链互为 倒数 ，在双链
中为 1 。即若在DNA一条链中＝b，则在其互补链中＝ 1/b ，而在整个DNA分子中＝ 1
。
4.DNA分子中，任意两个互补碱基之和的比值：在一条链与互补链以及双链中都 相等 。
即若在一条链中＝n，在互补链及整个DNA分子中＝ n ，（三）DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤：
1.搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一
条链上碱基的比例；
2.画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基；
3.根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
【真题训练】
一、单选题
1．（2022·浙江·高考真题）某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，
下列叙述正确的是（ ）
A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
【答案】C
【详解】A、在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；
B、鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；
C、DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A=T、C=G，故在制作的模型中
A+C=G+T，C正确；
D、DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，D错
误。
2．（2022·广东·高考真题）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ）
A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
【答案】D
【详解】A、孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例，发现了遗传规律，
A正确；
B、摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确；
C、赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，
证明了DNA是遗传物质，C正确；
D、沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构，D错误。
3．（2021·北京·高考真题）酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误
的是（ ）
A．DNA复制后A约占32% B．DNA中C约占18%
C．DNA中（A+G）/（T+C）=1 D．RNA中U约占32%【答案】D
【详解】A、DNA分子为半保留复制，复制时遵循A-T、G-C的配对原则，则DNA复制后的
A约占32%，A正确；
B、酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A=T=32%，G=C=（1-2×32%）/2=18%，B正确；
C、DNA遵循碱基互补配对原则，A=T、G=C，则（A+G）/（T+C）=1，C正确；
D、由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U
不一定占32%，D错误。
4．（2021·广东·高考真题）DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之
一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（ ）
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】B
【详解】①赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构
建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；
②沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋
结构，②正确；
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，
③正确；
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错
误。
5．（2020·浙江·高考真题）某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．①表示胞嘧啶 B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖 D．④表示氢键
【答案】D
【详解】A、分析图示可知，A（腺嘌呤）与①配对，根据碱基互补配对原则，则①为T
（胸腺嘧啶），A错误；B、②与G（鸟嘌呤）配对，则②为C（胞嘧啶），B错误；
C、DNA分子中所含的糖③为脱氧核糖，C错误；
D、DNA两条链中配对的碱基通过④氢键相连，D正确。
6．（2019·浙江·高考真题）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺
入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发
现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被
标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培
养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是
A．1/2的染色体荧光被抑制 B．1/4的染色单体发出明亮荧光
C．全部DNA分子被BrdU标记 D．3/4的DNA单链被BrdU标记
【答案】D
【详解】根据题意可知，在第三个细胞周期中期时，含半标记DNA的染色单体分别在两个
细胞中，故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制，有两个细胞中的一条染色单体发出
明亮荧光，一条染色单体荧光被抑制，故A、B选项正确；一个DNA分子中有两条脱氧核
苷酸链，由于DNA为半保留复制，故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个
DNA分子中，新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记，故所有DNA分子都被BrdU标
记，C选项正确；以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时一共
有16条DNA单链，含BrdU标记的有14条，故有 的DNA单链被BrdU标记，D选项错误。
7．（2018·浙江·高考真题）某真核生物DNA片段的结构示意图如下,下列叙述正确的是
（ ）
A．①的形成需要DNA聚合酶催化
B．②表示腺嘌呤脱氧核苷酸
C．③的形成只能发生在细胞核
D．若a链中A+T占48%，则DNA分子中G占26%
【答案】D
【详解】A、①是氢键，不需要酶的催化，A错误；
B、图中②与A配对，表示腺嘌呤，B错误；C、③是DNA分子复制过程中形成的磷酸二酯键，DNA复制可以发生在细胞核、线粒体和
叶绿体中，C错误；
D、若a链中A+T占48%，则整个DNA分子中A+T=48%，因此G+C=52%，又因为G=C，所以
G占26%，D正确。
8．（2018·全国·专题）DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体
内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值的叙述，正确的是( )
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
【答案】D
【详解】由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故（A+C）/（G+T）为
恒值1，A错。A和T碱基对含2个氢键，C和G含3个氢键，故（A+T）/（G+C）中，
（G+C）数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错。（A+T）/（G+C）与
（A+C）/（G+T）两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错。经半
保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，（A+C）/（G+T）=1，D正确。
9．（2015·上海·高考真题）在双螺旋DNA模型搭建实验中，使用代表氢键的订书钉将代表
四种碱基的塑料片连为一体，为了逼真起见，A与T之间以及C与G之间最好分别钉
A．2和2个钉 B．2和3个钉
C．3和2个钉 D．3和3个钉
【答案】B
【详解】每个A与T之间通过2个氢键连接，每个C与G之间通过3个氢键连接，所以在
双螺旋DNA模型搭建实验中，使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体，
为了逼真起见，A与T之间最好钉2个钉，C与G之间最好钉3个钉，故答B正确。
10．（2014·山东·高考真题）某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据
测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目
比值的关系图，下列正确的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】C
【详解】DNA分子中的两条链是通过严格的碱基互补配对而成。双链DNA分子中：A=T、
G=C，A+G(C)/T+C(G)=1,一条单链中A+G(C)/T+C(G)与另一条单链中该值是倒数关系。整个
DNA分子中，A+T / G +C=每一条单链中A+T / G +C，只有C正确。
