2019-2020学年人教版生物必修二抢分教程能力提升：第3章第2节　DNA分子的结构Word版

2019-2020学年人教版生物必修二抢分教程能力提升：第3章第2节　DNA分子的结构Word版

第 2 节 DNA 分子的结构 [随堂巩固] 1．在 DNA 分子中，下列哪种比例因生物种类的不同而具有特异性 A．(A＋C)/(G＋T) B．(C＋G)/(A＋T) C．(A＋G)/(C＋T) D．C/G 或 A/T 解析 双链 DNA 分子中 A＝T，G＝C，则(A＋C)/(G＋T)＝1，(A＋G)/(C＋T)＝1， C/G＝1，A/T＝1，不同的 DNA 分子的(C＋G)/(A＋T)比值一般不同，说明 DNA 分子具有 特异性，B 正确。 答案 B 2．下列能正确表示 DNA 片段的示意图的是 解析 DNA 中存在 T，不存在 U，可排除 A 选项；DNA 分子的两条链是反向平行的， 而不是 B 选项中同向的(依据两条链中脱氧核糖分析)；A 与 T 之间形成两个氢键，G 与 C 之间形成三个氢键，可排除 C 选项。 答案 D 3．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成 应是 A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶 C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶 解析 根据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为 T，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸 和两个脱氧核糖。 答案 C 4．在制作 DNA 分子模型实验中，如果用一种长度的塑料片代表 A 和 G，用另一种长 度的塑料片代表 C 和 T，那么由此搭建而成的 DNA 双螺旋的整条模型 A．粗细相同，因为嘌呤必定与嘧啶互补 B．粗细相同，因为嘌呤与嘧啶的空间尺寸相似 C．粗细不同，因为嘌呤不一定与嘧啶互补 D．粗细不同，因为嘌呤与嘧啶的空间尺寸不同 解析 A 和 G 都是嘌呤碱基，C 和 T 都是嘧啶碱基，在双链 DNA 分子中，总是 A＝T， G＝C，依题意，用一种长度的塑料片代表 A 和 G，用另一种长度的塑料片代表 C 和 T，则 DNA 的粗细相同。A 正确。 答案 A 5．下图为 DNA 分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答： (1)从主链上看，两条单链________平行；从碱基关系看，两条单链碱基________。 (2)________和________相间排列，构成了 DNA 分子的基本骨架。 (3)含有 200 个碱基的某 DNA 片段中碱基间的氢键共有 260 个，则该 DNA 片段中共有 腺嘌呤________个，C 和 G 构成的碱基对共________对。 解析 (1)从主链上看，两条单链是反向平行的；从碱基关系看，两条单链遵循碱基互 补配对原则。 (2)脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成 DNA 分子的基本骨架。 (3)假设该 DNA 片段只有 A、T 两种碱基，则 200 个碱基(100 个碱基对)含有 200 个氢 键，而实际上有 260 个氢键，即 G－C 或 C－G 碱基对共 60 个，所以该 DNA 片段中腺嘌 呤数为 1/2×(200－2×60)＝40(个)。 答案 (1)反向 互补配对 (2)脱氧核糖 磷酸 (3)40 60 [限时检测] [满分 60 分，限时 30 分钟] 一、选择题(每小题 3 分，共 36 分) 1．下面对 DNA 结构的叙述中，错误的一项是 A．DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 B．DNA 分子中的两条链反向平行 C．DNA 分子中只有 4 种碱基，所以实际上只能构成 44 种 DNA D．DNA 分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则 解析 在 DNA 分子中，A＝T，G＝C，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在 DNA 外侧， 共同构成 DNA 分子的基本骨架。DNA 分子的多样性取决于碱基种类、数量及排列顺序。 答案 C 2．下列关于双链 DNA 的叙述错误的是 A．若一条链上 A 和 T 的数目相等，则另一条链上的 A 和 T 数目也相等 B．若一条链上 A 的数目大于 T，则另一条链上 A 的数目小于 T C．若一条链上的 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上也是 A∶T∶G∶C＝ 1∶2∶3∶4 D．若一条链上的 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上是 A∶T∶G∶C＝ 2∶1∶4∶3 解析 此题考查的知识是 DNA 双螺旋结构中的碱基互补配对原则，即 A 对 T，G 对 C， 由此推测两条链上互补碱基的数量关系是 A＝T，G＝C。本题即可用此数量关系来判断。 选 项 C ， 若 一 条 链 A∶T∶G∶C ＝ 1∶2∶3∶4 ， 对 应 出 另 一 条 链 上 T∶A∶C∶G ＝ 1∶2∶3∶4，调整为 A∶T∶G∶C 的顺序，应等于 2∶1∶4∶3。所以选项 C 是错误的。 答案 C 3．(2019·赣州市期末)下图是某 DNA 分子的局部结构示意图，以下说法错误的是 A．该 DNA 分子含有 2 个游离的磷酸基团 B．从主链上看，两条单链方向反向平行；从碱基关系看，两条单链碱基互补 C．①是胞嘧啶脱氧核苷酸 D．⑨是一条脱氧核糖核苷酸链片段 解析 每个链状 DNA 分子含有 2 个游离的磷酸基团，分别位于 DNA 分子的两端，A 正确；从主链看，DNA 分子的两条链是反向平行的；两条链上的碱基遵循碱基互补配对原 则，因此从碱基关系上看，两条链互补，B 正确；图中①表示胞嘧啶，C 错误；据图可以看 出，⑨是一条脱氧核糖核苷酸链片段，D 正确。 答案 C 4．已知某双链 DNA 分子中，G 与 C 之和占全部碱基总数的 34%，其一条链中的 T 与 C 分别占该链碱基总数的 32%和 18%，则在它的互补链中，T 和 C 分别占该链碱基总数的 A．34%和 16% B．34%和 18% C．16%和 34% D．32%和 18% 解析 由题干中提供的信息可知 G＋C＝34%，由此求得 A＋T＝1－34%＝66%，由碱 基互补配对原则可推导出，两互补碱基之和在整个 DNA 中所占的比值与每条单链中的相应 碱基占单链碱基总数比值相等，可求得单链中的 A＋T＝66%，G＋C＝34%，又因为“其 一条链中的 T 与 C 分别占该链碱基总数的 32%和 18%，故在它的互补链中，T＝66%－32% ＝34%，C＝34%－18%＝16%。 答案 A 5．如图为含有四种碱基的 DNA 分子结构示意图，对该图的描述正确的是 A．③有可能是碱基 A B．②和③相间排列，构成 DNA 分子的基本骨架 C．在①②③中分别特有的元素是 P、C 和 N D．与⑤有关的碱基对一定是 A－T 解析 该 DNA 分子含有四种碱基，且 A 与 T 之间形成两个氢键，G 与 C 之间形成三 个氢键，因此与⑤有关的碱基对一定是 A－T，与③有关的碱基对一定是 G－C，但无法确 定③、⑤具体是哪一种碱基。DNA 分子的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外 侧，应为图中的①②。①中特有的元素是 P，③中特有的元素是 N，而 C 元素并不是②所 特有的，③中也含有 C 元素。 答案 D 6．(2019·西城区期末)下图为 DNA 分子平面结构模式图，据图信息判断，下列叙述正 确的是 A．1 表示磷酸基团，1、2、3 整体称为核糖核苷酸 B．若 4 表示腺嘌呤，则 3 表示胸腺嘧啶 C．DNA 分子中 3 与 4 通过磷酸二酯键连接 D．DNA 分子被彻底氧化后，能产生含氮废物的是 2 解析 图示为 DNA 分子平面结构模式图，而 DNA 的基本单位是脱氧核苷酸，A 错误； 腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，若 4 表示腺嘌呤，则 3 表示胸腺嘧啶，B 正确；DNA 分子中 3 与 4 表示碱基对，通过氢键连接，C 错误；图中 2 表示脱氧核糖，不含氮元素，D 错误。 答案 B 7．已知某 DNA 分子中，G 与 C 之和占全部碱基总数的 40%，其中一条链的 T 与 C 分别占该链碱基总数的 40%和 15%。下列有关叙述正确的是 A．则在它的互补链中，T 与 C 之和占该链碱基总数的 55% B．则在它的互补链中，T 和 C 分别占该链碱基总数的 20%和 25% C．若该 DNA 分子含 1000 个碱基对，则碱基之间的氢键数 2600 个 D．则该 DNA 分子的碱基(C＋G)/(A＋T)为 3∶2 解析 已知某 DNA 分子中，G 与 C 之和占全部碱基总数的 40%，则 C＝G＝20%，A ＝T＝50%－20%＝30%，则(A＋T)/(A＋T＋C＋G)＝60%，(A＋T)/(A＋T＋C＋G)＝(A1 ＋T1)/(A1＋T1＋C1＋G1)＝60%，其中一条链的 T 占该链碱基总数的 40%，即 T1/(A1＋T1 ＋C1＋G1)＝40%，可求出 A1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝ (A1＋T1)/(A1＋T1＋C1＋G1)－ T1/(A1＋ T1＋C1＋G1)＝20%，A1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝ T2/(A2＋T2＋C2＋G2)＝20%。由于(C＋G)/(A ＋T＋C＋G)＝(C1＋G1)/(A1＋T1＋C1＋G1)＝40%，其中一条链的 C 占该链碱基总数的 15%，C1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝15%，可求出 G1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝ (C1＋G1)/(A1＋T1＋C1 ＋G1)－ C1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝25%，G1/(A1＋T1＋C1＋G1)＝ C2/(A2＋T2＋C2＋G2)＝ 25%，则(T2＋C2)/(A2＋T2＋C2＋G2)＝45%。A 错误，B 正确；若该 DNA 分子含 1000 个碱 基对，则 A＝T＝600，C＝G＝400，A、T 之间的氢键为 600×2＝1 200，C、G 之间的氢 键为 400×3＝1 200，碱基之间的氢键数 2 400 个，C 错误；该 DNA 分子的碱基(C＋G)/(A ＋T)＝40∶60＝2∶3，D 错误。 答案 B 8．已知病毒的核酸有双链 DNA、单链 DNA、双链 RNA 和单链 RNA 四种类型。现发 现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该 A．分析碱基类型，确定碱基比例 B．分析碱基类型，分析核糖类型 C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型 D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型 解析 病毒核酸有两种：DNA 和 RNA。DNA 和 RNA 特有碱基分别是 T 和 U，所以 分析碱基类型，可区分 DNA 和 RNA。双链 DNA 中 A＝T，G＝C，(A＋G)/(T＋C)＝1；而 单链 DNA 中一般 A≠T，G≠C，(A＋G)/(T＋C)≠1。同样，双链 RNA 中 A＝U，G＝C， (A＋G)/(U＋C)＝1；单链 RNA 中一般 A≠U，G≠C，(A＋G)/(U＋C)≠1。所以确定碱基 比例可知是单链或双链。 答案 A 9．在制作 DNA 双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型，圆代表磷酸，下 列叙述正确的是 A．方形可能代表 A、T、C、U 四种含氮碱基 B．两个圆可用别针(代表共价键)连接，以形成 DNA 的侧链 C．别针(代表共价键)应连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上 D．如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相同 解析 方形表示的是含氮碱基，有 A、T、G、C 四种，没有 U，圆表示的是磷酸，五 边形表示的是脱氧核糖，在 DNA 单链中，脱氧核苷酸之间通过 3，5－磷酸二酯键相连， 即别针应连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上，而不是两个圆之间，两条 DNA 单链模型的位置关系应为反向平行。 答案 C 10．(2019·岳阳期中)已知某 DNA 分子中，A 与 T 之和占全部碱基总数的 45.6%，其中 一条链的 T 与 C 分别占该链碱基总数的 22.8%和 27.1%，则在它的互补链中，T 和 C 分别 占该链碱基总数的 A．54.4%和 22.8% B．18.5%和 31.6% C．22.8%和 27.3% D．22.8%和 31.6% 解析 A 与 T 之和占全部碱基总数的 45.6%，则 A＝T＝1/2×45.6%＝22.8%，G＝C ＝(1－45.6%)/2＝27.2%，T 占一条链碱基数的比例为 22.8%×2＝45.6%，C 占一条链碱基 数的比例为 27.2%×2＝54.4%；其中一条链中 T1＝22.8%、C1＝27.1%，则 T2＝T－T1＝ 45.6%－22.8%＝22.8%，C2＝C－C1＝54.4%－27.1%＝27.3%，所以选 C。 答案 C 11．一个 DNA 分子中，G＋C 占全部碱基的 46%，又知在该 DNA 分子的一条链中， A 和 C 分别占该链碱基数的 28%和 22%，则该 DNA 分子的另一条链中，A 和 C 分别占碱 基数的 A．28%、22% B．22%、28% C．23%、27% D．26%、24% 解析 DNA 分子中，G＋C 占全部碱基的 46%，则一条链中 G＋C 占该链碱基的 46%， 又因一条链中，A 和 C 分别占碱基数的 28%和 22%，故这条链中 G 占 24%、T 占 26%， 互补链中 C 占 24%、A 占 26%。 答案 D 12．地球上的生物多种多样，不同生物的 DNA 不同，每一种生物的 DNA 又具有特异 性。决定 DNA 遗传特异性的是 A．脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B．嘌呤总数与嘧啶总数的比值 C．碱基互补配对的原则 D．碱基的排列顺序 解析 生物的遗传信息储存在 DNA 的碱基排列顺序中。DNA 分子上一定的碱基排列 顺序能够最终表达为具有一定氨基酸组成的蛋白质，所以说 DNA 的遗传特异性取决于它的 碱基排列顺序，正确选项是 D。其余选项，在不同的 DNA 片段之间没有区别，即所有 DNA 片段的脱氧核苷酸链都是磷酸与脱氧核糖交替排列，嘌呤总数和嘧啶总数的比值都是 1，碱 基互补配对原则都是 A、T 配对，G、C 配对，因此 A、B、C 三项都不可能成为 DNA 遗传 特异性的根据。 答案 D 二、非选择题(共 24 分) 13．(12 分)如图为大肠杆菌细胞内某种大分子片段的结构示意图，1、2、3、4 代表结 构名称。请据图回答问题： (1)该种大分子的中文名称是________，立体结构名称是________。 (2)图中 2 表示________，1、2、3 结合在一起的结构________是组成该分子的单体之一。 (3)3 和 4 之间靠________相连接。 (4)1、2、3 组成的分子彻底水解后，能产生含氮废物的是________(填序号)。 (5)如果该分子一条链中的 3 占 15%，互补链中的 3 占 25%，则整个分子中 3 占________。 解析 (1)图形是 DNA 的平面结构，DNA 的中文名称是脱氧核糖核酸，立体结构是双 螺旋结构。(2)图中 1 是磷酸，2 是脱氧核糖(不能填五碳糖)。图中展示 3 和 4 之间是 3 个氢 键，故 3 和 4 构成 G 和 C 碱基对，但不确定 3 是 G 还是 C，因此 1、2、3 构成的脱氧核苷 酸可能是鸟嘌呤脱氧核苷酸，也可能是胞嘧啶脱氧核苷酸。(3)如上所述，碱基对之间靠氢 键连接。(4)含氮废物来自碱基。(5)某碱基在一条链上的比例＋该碱基在互补链上的比例＝ 该碱基在双链上的比例×2，所以 G 或 C 在整个 DNA 分子中的比例为(15%＋25%)÷2＝ 20%。 答案 (1)脱氧核糖核酸 双螺旋结构 (2)脱氧核糖 鸟嘌呤(或胞嘧啶)脱氧核苷酸 (3)(3 个)氢键 (4)3 (5)20% 14．(12 分)已知双链 DNA 分子的一条链中(A＋G)/(T＋C)＝m，求： (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________。 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)①根据以上分析 可知，整个 DNA 分子中有：Aa＋Ta＝Tb＋Ab，Ga＋Ca＝Cb＋Gb，所以有(Aa＋Ta)/(Ga＋Ca) ＝(Ab＋Tb)/(Gb＋Cb)＝n。②整个 DNA 分子中 Aa＝Tb、Ab＝Ta、Ga＝Cb、Gb＝Ca，所以有 (A＋T)/(G＋C)＝[(Aa＋Ab)＋(Ta＋Tb)]/[(Ga＋Gb)＋(Ca＋Cb)]＝2(Aa＋Ta)/2(Ga＋Ca)＝n。③ 根据①和②知，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 ＝1 080 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是不同的，可反映出物种的特异 性。 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)1 080 2 (5)(A＋T)/(G＋C)