2020高中生物第3章基因的本质第2节DNA分子的结构检测（含解析）新人教版必修2

第2节　DNA分子的结构

　一、选择题　

知识点一　DNA双螺旋结构模型的构建

1．下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是(　　)

A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA分子是以4种脱氧核苷酸(碱基为A、T、G、C)为单位连接而成的长链的基础上

B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构

C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学

D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发，构建出了科学的模型

答案　B

解析　沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋结构。

知识点二　DNA分子的结构

[题型一　DNA分子的结构特点]

2．在双链DNA分子中，与腺嘌呤配对的碱基是(　　)

A．胸腺嘧啶 B．胞嘧啶

C．尿嘧啶 D．鸟嘌呤

答案　A

解析　腺嘌呤是碱基A，与之配对的是胸腺嘧啶T，A正确。

3．DNA分子基本骨架的组成成分是(　　)

A．核糖、磷酸 B．脱氧核糖、磷酸、碱基

C．核糖、磷酸、碱基 D．脱氧核糖、磷酸

答案　D

解析　组成DNA分子的五碳糖是脱氧核糖，脱氧核糖和磷酸在外侧交替连接构成了DNA分子的基本骨架。

4．下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型，正确的是(　　)

答案　C

解析　脱氧核苷酸之间的连接点是在一个脱氧核苷酸的磷酸和另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖之间，A、B错误；磷酸分别与两个脱氧核糖的5号、3号碳原子相连，C正确，D错误。

5．下列关于DNA结构的叙述中，错误的是(　　)

A．大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构

B．外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基

C．DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对，C与G配对

D．DNA的两条链反向平行

答案　A

解析　大多数DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构，A错误；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，B正确；DNA两条链上的碱基间以氢键相连，并且碱基配对有一定的规律，即A与T配对，C与G配对，C正确；DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，D正确。

6．如图为核苷酸链结构图，下列叙述不正确的是(　　)

A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b

B．图中每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连

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，缺少的碱基是T

答案　A

解析　核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子碱基按一定的规律连接而成，即图中的a，b中磷酸的连接位置不正确，A错误；由题图可知，每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连，B正确；核苷酸之间通过磷酸二酯键即图中③相连形成核苷酸链，C正确；脱氧核苷酸根据碱基不同分为腺嘌呤脱氧核苷酸、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，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是胸腺嘧啶T，D正确。

7．下列有关DNA分子结构的叙述不正确的是(　　)

A．双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团

B．DNA分子的一条单链中相邻的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接

C．每个脱氧核糖都连接着2个磷酸

D．C、G所占比例越大，DNA分子越稳定

答案　C

解析　末端的脱氧核糖只连接1个磷酸，C错误。

8．某同学为制作DNA片段模型，准备了表中若干不同类型的塑料片，他还应准备代表脱氧核糖的塑料片数目至少是(　　)

A．32 B．40 C．26 D．52

答案　B

解析　根据碱基互补配对原则，DNA分子中A与T配对，G与C配对，因此16个碱基A塑料片，10个碱基T塑料片，最多组建10个碱基对；同理10个碱基G塑料片，16个碱基C塑料片，最多组建10个碱基对，一共组成20个碱基对。1分子脱氧核糖核苷酸由1分子磷酸、1分子碱基和1分子脱氧核糖组成，所以20个碱基对需要40个脱氧核糖和40个磷酸，即还需要准备至少40个代表脱氧核糖的塑料片。

[题型二　DNA分子的特征]

9．下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是(　　)

A．核苷酸的组成种类 B．核苷酸的连接方式

C．核苷酸的排列顺序 D．核苷酸的数量多少

答案　B

解析　核酸包括DNA和RNA，两种物质功能不同。DNA由4种脱氧核苷酸组成，RNA由4种核糖核苷酸组成；核苷酸的数量和排列顺序的不同，决定了核酸分子结构的多样性，结构的多样性决定了功能的多样性；组成核酸的核苷酸分子之间都是通过磷酸二酯键相连的。

10.

根据上表，可获得的最恰当的结论是(　　)

A．DNA分子具有特异牲

B．DNA分子具有多样性

C．DNA分子具有遗传性

D．DNA分子具有特异性和多样性

答案　D

解析　在双链DNA分子中，A＝T，G＝C，但的比值因生物种类不同而不同，每一种生物都有其特定的比值，这就构成了DNA分子的特异性；不同生物，其比值又不同，这就构成了DNA分子的多样性。

[题型三　DNA分子中有关碱基数量的计算]

11．DNA分子中一条链的碱基数之比为A∶C∶G∶T＝1∶1.5∶2∶2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基数之比为(　　)

A．5∶4 B．4∶3 C．3∶2 D．3∶4

答案　B

解析　由于A＝T，C＝G，互补链中A∶C∶G∶T＝2.5∶2∶1.5∶1，嘌呤数∶嘧啶数为(2.5＋1.5)∶(2＋1)，B正确。

12．假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是(　　)

A．26%,312个 B．24%,288个

C．24%,298个 D．12%,144个

答案　B

解析　DNA分子中，G＋T＝C＋A各占50%，所以T＝26%，G＝24%，G的数目设x，＝＝，x＝288，B正确。

13．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为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．两条链中A＋T的数量为2n

D．G的数量为m－n

答案　D

解析　一个脱氧核苷酸分子，由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m，A正确；碱基总数为m，一共有m/2个碱基对，腺嘌呤为n，则氢键总数为(3m－2n)/2，B正确；腺嘌呤数为n，A与T碱基互补配对，A＝T，C正确；A与T碱基互补配对，A＝T＝n，所以C＋G＝m－2n，C＝G＝(m－2n)/2，D错误。

14．噬菌体ΦX174是单链DNA生物，当它感染宿主细胞时，首先形成复制型(RF)的双链DNA分子。如果该生物DNA的碱基构成是：20%A,30%G,10%T和40%C。那么，RF中的碱基构成情况是(　　)

A．20%A,30%G,10%T和40%C

B．15%A,35%G,15%T和35%C

C．10%A,40%G,20%T和30%C

D．35%A,15%G,35%T和15%C

答案　B

解析　单链DNA的碱基构成为：20%A,30%G,10%T和40%C，根据碱基互补配对原则，则其互补链碱基构成为：20%T,30%C,10%A和40%G，所以RF中的碱基构成情况是15%A,35%G,15%T和35%C。

　二、非选择题　

15．如图表示某大肠杆菌DNA分子结构的片段，请据图回答：

(1)图中1表示________，2表示________，5表示________。1、2、3结合在一起的结构叫________________。

(2)3有________种，中文名称分别是__________。

(3)DNA分子中3与4是通过________连接起来的。

(4)DNA的水解产物为________，彻底水解产物为________，含N的物质为________。

答案　(1)磷酸　脱氧核糖　磷酸二酯键　脱氧核糖核苷酸

(2)2　鸟嘌呤、胞嘧啶　(3)氢键

(4)脱氧核糖核苷酸　磷酸、碱基、脱氧核糖　碱基

解析　(1)分析题图可知，1是磷酸，2是脱氧核糖，3是碱基，1、2、3结合在一起形成了DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸。

(2)分析题图可知，3与4之间的氢键有3个，因此3与4是G、C碱基对，所以3可能是胞嘧啶C或鸟嘌呤G。

(3)已知DNA分子中3与4是G、C碱基对，它们之间是通过氢键连接起来的。

(4)DNA水解的产物有4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物有6种，包括磷酸、脱氧核糖和4种碱基。

16．已知双链DNA分子的一条链中(A＋G)/(T＋C)＝m，据此回答下列问题：

(1)在其互补链中的上述比例是________，据此可得出的结论是

_________________________________________________________________。

(2)在整个DNA分子中，上述比例为________，据此可得出的结论是_________________________________________________________________。

(3)如果在一单链中，(A＋T)/(G＋C)＝n，求：

①在其互补链中的上述比例是________。

②在整个DNA分子中上述比例为________。

③据①和②可得出的结论是____________________________。

(4)如果整个DNA分子中共有400个碱基对，其中胸腺嘧啶120个，那么DNA分子中含有氢键和游离磷酸基的个数分别为________个和________个。

(5)在不同DNA分子中，因生物种类而异的碱基比例是__________________________。(从A＋T/G＋C、A＋C/T＋G或A＋G/T＋C中选出正确的进行填空)

答案　(1)1/m　两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的比例互为倒数

(2)1　整个双链DNA分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和

(3)①n　②n　③在整个DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的比例与任一条链上的该比例相同

(4)1080　2

(5)(A＋T)/(G＋C)

解析　(1)设DNA双链分别为a链和b链，a链为已知链，b链为互补链。根据碱基互补配对原则，在双链DNA分子中有如下关系：Aa＝Tb、Ab＝Ta、Ga＝Cb、Gb＝Ca，所以(Aa＋Ga)/(Ta＋Ca)＝(Tb＋Cb)/(Ab＋Gb)＝m，其互补链中(Ab＋Gb)/(Tb＋Cb)＝1/m，即两条互补链中的该比例互为倒数。在实际解题过程中，可按以下简图形式“直观地”求解。

由图可知，两条链上、下对应的碱基数相等，故互补链中(T＋C)/(A＋G)＝m，则该链中(A＋G)/(T＋C)＝1/m。

(2)在双链DNA分子中，由于A＝T、G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)＝1，即“整个双链DNA分子中的嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和”。

(3)整个DNA分子中有：Aa＋Ta＝Tb＋Ab＝(A＋T)，Ga＋Ca＝Cb＋Gb＝(G＋C)，所以有(Aa＋Ta)/(Ga＋Ca)＝(Ab＋Tb)/(Gb＋Cb)＝(A＋T)/(G＋C)＝n。故整个DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)与分子内任一条链上的该比例相同。

(4)A＝T＝120个，C＝G＝400－120＝280个，该DNA分子中含有氢键的个数为120×2＋280×3＝1080个；每条脱氧核苷酸链中都有一个游离的磷酸，因此一个DNA分子中有两个游离的磷酸。

(5)在双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则A＝T、G＝C可知，在所有的双链DNA分子中存在(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(T＋G)＝1、C/G＝A/T＝1的关系，它们不能反映物种的特异性，但(A＋T)/(G＋C)的值在不同的生物中一般是不同的，可反映出物种的特异性。

　易错题型　

DNA分子中不同碱基含量计算

17．在DNA分子中，碱基A和T通过两个氢键形成碱基对，碱基G和C通过三个氢键形成碱基对。有一个DNA分子含1000个脱氧核苷酸，共有1200个氢键，则该DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸多少个(　　)

A．150个 B．200个 C．300个 D．无法确定

答案　B

解析　设胞嘧啶脱氧核苷酸(C)有x个，则G有x个，A＝T＝500－x，根据氢键数可知存在如下关系式：3x＋2(500－x)＝1200，求得x＝200。

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