2020春生物人教版必修2检测：第3章第2节DNA分子的结构

2020春生物人教版必修2检测：第3章第2节DNA分子的结构

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( ) 塑料片 碱基 G 碱基 C 碱基 A 碱基 T 磷酸 数量(个) 10 16 16 10 52 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. 生物的种类 大麦 果蝇 猪 牛 人 A＋T G＋C 1.21 1.37 1.43 1.31 1.52 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A＋T G＋C 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 312 ＝G T ＝24% 26% ，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＝1 2(A＋T)，Ga＋Ca＝Cb＋Gb＝1 2(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。