2019-2020学年名师同步人教版生物必修二课下提能：第3章第2节　DNA分子的结构

2019-2020学年名师同步人教版生物必修二课下提能：第3章第2节　DNA分子的结构

第 3 章 第 2 节 DNA 分子的结构 课下提能 一、选择题 1．(2019·淮北检测)经分析某生物体内只有一种核酸分子，碱基 A 与 C 之和 占碱基总数的 5.5%，碱基 U 占碱基总数的 24%，由此可知该生物是( ) A．玉米 B．烟草花叶病毒 C．T2 噬菌体 D．果蝇 解析：选 B 该生物含有一种核酸分子，且含有碱基 U，因此该生物只含有 RNA 一种核酸。玉米中含有 DNA 和 RNA 两种核酸；烟草花叶病毒是 RNA 病 毒，只含有 RNA 一种核酸；T2 噬菌体是 DNA 病毒，只含 DNA 一种核酸；果蝇 中含有 DNA 和 RNA 两种核酸。 2．DNA 分子结构中，碱基对排列顺序的千变万化构成了 DNA 分子的( ) A．多样性 B．特异性 C．稳定性 D．统一性 解析：选 A 构成 DNA 分子的脱氧核苷酸虽然只有 4 种，但其数目却可以 成千上万，更重要的是碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了 DNA 分子 的多样性。 3．在 DNA 分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有 2 个氢键，胞嘧 啶与鸟嘌呤之间有 3 个氢键。现有四种 DNA 样品，根据样品中碱基的百分含量 判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是( ) A．含腺嘌呤 7%的样品 B．含鸟嘌呤 30%的样品 C．含胸腺嘧啶 18%的样品 D．含胞嘧啶 25%的样品 解析：选 A 含腺嘌呤 7%的样品，其胞嘧啶含量为 43%，则胞嘧啶和鸟嘌 呤含量为 43%×2＝86%；含鸟嘌呤 30%的样品，则胞嘧啶和鸟嘌呤含量为 30%×2＝60%；含胸腺嘧啶 18%的样品，其胞嘧啶含量为 32%，则胞嘧啶和鸟 嘌呤含量为 32%×2＝64%；含胞嘧啶 25%的样品，其胞嘧啶和鸟嘌呤含量为 25%×2＝50%。由题意可知，C＋G 含量越高，DNA 分子中氢键数目越多，则 DNA 分子结构越稳定，也越能耐高温，故四种 DNA 样品中，最有可能来自嗜热 菌的是 A。 4．(2019·泰安联考)下列关于 DNA 分子结构的叙述，正确的是( ) A．DNA 分子是以 4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构 B．DNA 分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基 C．DNA 分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对 D．DNA 分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连 解析：选 C DNA 分子是以 4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A 项错误；DNA 分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直 接相连，B 项错误；DNA 分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧 核糖相连，D 项错误。 5．轮状病毒是一种双链 RNA 病毒，双链 RNA 分子结构与双链 DNA 分子 结构类似，则下列说法错误的是( ) A．轮状病毒所含两条 RNA 单链反向平行 B．双链 RNA 的基本骨架为核糖与磷酸交替连接 C．双链 RNA 中(A＋G)/(U＋C)＝1 D．轮状病毒中碱基配对方式与 T2 噬菌体相同 解析：选 D 双链 RNA 与双链 DNA 分子结构类似，均为双螺旋结构，由 两条反向平行的单链构成，A 正确；双链 RNA 的基本骨架由核糖与磷酸交替连 接构成，B 正确；双链 RNA 遵循碱基互补配对原则，即 A 与 U 配对、G 与 C 配对，则(A＋G)/(U＋C)＝1，C 正确；T2 噬菌体为双链 DNA 病毒，由 C 项分析 可知，二者的碱基互补配对方式不完全相同，D 错误。 6．研究表明，RNA 分子中存在局部双链区域，也遵循碱基互补配对原则， 现有一对由氢键连接的核糖核苷酸，含有一个尿嘧啶，则其他组成成分为( ) A．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个鸟嘌呤 B．两个磷酸、两个核糖和一个腺嘌呤 C．三个磷酸、三个核糖和一个腺嘌呤 D．三个磷酸、两个核糖和一个腺嘌呤 解析：选 B 由题意可知，一对由氢键连接的核糖核苷酸，结构中有一个尿 嘧啶，则另一个碱基是腺嘌呤，这一对由氢键连接的核糖核苷酸可表示为 ，因此除了尿嘧啶，其他组成成分是两个磷酸、两个核糖和一 个腺嘌呤。 7．在一个 DNA 分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多 40%，两者之和占 DNA 分子上碱基总数的 24%，则这个 DNA 分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链上碱 基数目的( ) A．44% B．24% C．14% D．28% 解析：选 D 画出 DNA 分子简图(如图所示)。依题意，列出等量关系： (A1－G1)/G1＝40%→A1＝1.4G1；① 而在整个 DNA 分子中： (A1＋G1)/200＝24%→A1＋G1＝48；② 联立①②得：A1＝28。 整个 DNA 分子中 A1＝T2。 8．(2019·黄冈检测)某 DNA 分子中 A＋T 占整个 DNA 分子碱基总数的 44%， 其中一条链(a)上的 G 占该链碱基总数的 21%，那么，对应的另一条互补链(b)上 的 G 占该链碱基总数的比例是( ) A．35% B．29% C．28% D．21% 解析：选 A 整个 DNA 中的 A＋T 占整个 DNA 碱基总数的 44%，则 G＋C 占整个 DNA 碱基总数的 56%，又因为其中一条链(a)上的 G 占该链碱基总数的 21%，所以互补链(b)上的 C 占 b 链碱基总数的 21%，则 G(a 链上)＋C(b 链上)占 DNA 分子碱基总数的 21%。因为总的 G＋C 占整个 DNA 分子碱基总数的 56%， 所以 G(b 链上)＋C(a 链上)占整个 DNA 分子碱基总数的 35%，推得 G 占 b 链碱 基总数的 35%。 9．如图为含有四种碱基的DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是( ) 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．①②③中特有的元素分别是 P、C 和 N D．与⑤有关的碱基对一定是 A—T 解析：选 D 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③⑤具体是哪一种碱基。DNA 分子的基本骨架是由 磷酸和脱氧核糖交替连接构成的，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 并不是②所特有的，③中也含有 C。 10．DNA 溶解温度(Tm)是使 DNA 双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不 同种类 DNA 的 Tm 值不同，如图表示 DNA 分子中 G＋C 含量(占全部碱基的比例) 与 Tm 的关系。下列有关叙述中不正确的是( ) A．一般地说，DNA 分子的 Tm 值与 G＋C 含量呈正相关 B．Tm 值相同的 DNA 分子中 G＋C 的数量有可能不同 C．生物体内解旋酶也能使 DNA 双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋 D．DNA 分子中 G 与 C 之间的氢键总数比 A 与 T 之间的多 解析：选 D 由题图可知，一般情况下，DNA 分子的 Tm 值与 G＋C 含量呈 正相关，A 正确；Tm 与 G＋C 的比值有关，因此 Tm 相同，G＋C 在 DNA 分子中 的比例相同，但是 G＋C 的数量可能不同，B 正确；生物体内解旋酶可以使氢键 断裂，DNA 双螺旋结构打开，C 正确；不同 DNA 分子中 G、C 数量不同，因此 G 与 C 之间的氢键总数不一定比 A 与 T 之间的多，D 错误。 11．用卡片构建 DNA 平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示， 以下说法正确的是( ) 卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C 卡片数量 10 10 2 3 3 2 A.最多可构建 4 种脱氧核苷酸，5 个碱基对 B．构成的双链 DNA 片段最多有 10 个氢键 C．DNA 中每个脱氧核糖均与 1 分子磷酸相连 D．一条链上相邻的碱基通过氢键相连 解析：选 B 根据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数 分别都是 10，所以最多可构建 10 个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多构建 4 种脱氧核苷酸，4 个碱基对；构成的双链 DNA 片段中可含 2 个 A—T 碱基对和 2 个 G—C 碱基对，故最多可含有氢键数＝2×2＋2×3＝10(个)；DNA 分子结构 中，与脱氧核糖直接连接的一般是 2 个磷酸，但最末端的脱氧核糖只连接 1 个磷 酸；一条链上相邻的碱基不通过氢键相连。 12．1953 年沃森和克里克构建了 DNA 的双螺旋结构模型，推动了现代遗传 学迅猛发展。如图是一个 DNA 分子的片段。下列叙述中错误的是( ) A．图中②代表氢键 B．DNA 是规则的双螺旋结构 C．图中①代表腺嘌呤 A D．该 DNA 中含有 4 种脱氧核苷酸 解析：选 C 由题图可知，DNA 是规则的双螺旋结构，该片段含有 A、G、 C、T4 种碱基，也就是含有 4 种脱氧核苷酸，碱基之间靠②氢键连接；依据碱基 互补配对原则，①为鸟嘌呤。 二、非选择题 13．(2019·福建四地六校联考)如图是 DNA 分子结构模式图，请据图回答下 列问题。 (1)组成 DNA 的基本单位是[ ]________。 (2)图中 1、2、6 的名称依次为________、________、________。 (3)图中 8 示意的是________________。在双链 DNA 分子中嘌呤与嘧啶之间 的数量关系可表示为______________。 (4)上述 DNA 分子彻底水解得到的产物是( ) A．脱氧核糖、核糖和磷酸 B．脱氧核糖、碱基和磷酸 C．核糖、碱基和磷酸 D．核糖核苷酸、碱基和磷酸 (5)如图表示两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是( ) (6)从生物“适应的相对性”“基因突变的低频性”可见 DNA 作为遗传物 质，其分子结构具有________性。 解析：(1)组成 DNA 的基本单位是脱氧核苷酸，1 个脱氧核苷酸分子由 1 分 子磷酸、1 分子脱氧核糖、1 分子含氮碱基(A、T、G、C)组成。(2)图中 1 为磷酸 基团，2 为脱氧核糖，6 表示碱基对。(3)DNA 分子由两条链组成，这两条链按反 向平行方式盘旋成双螺旋结构，图中 8 示意的是一条脱氧核苷酸链的片段，在双 链 DNA 分子中嘌呤数与嘧啶数相等。(4)DNA 分子初步水解后形成四种脱氧核 苷酸，彻底水解得到的产物是脱氧核糖、碱基和磷酸。(5)DNA 分子是由两条反 向平行的脱氧核苷酸链组成，两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连。(6)从生物“适 应的相对性”基因突变的低频性可见，DNA 作为遗传物质，其分子结构具有稳 定性。 答案：(1)5 脱氧核苷酸 (2)磷酸基团 脱氧核糖 碱基对 (3)一条脱氧核 苷酸链的片段 嘌呤数＝嘧啶数(A＋G＝T＋C) (4)B (5)B (6)稳定 14．如图是 DNA 片段的结构图，请据图回答下列问题： (1)图甲表示 DNA 片段的________结构，图乙表示 DNA 片段的________结 构。 (2)填出图中部分结构的名称：[2]________，[5]________。 (3)从图中可以看出，DNA 分子两条链的外侧是由________和________交替 连接形成的。 (4)连接碱基对的是________键，碱基配对的方式为________与________配 对，________与________配对。 (5)从图甲中可以看出，组成 DNA 分子的两条链的方向是________的；从图 乙可以看出，组成 DNA 分子的两条链相互缠绕成规则的________结构。 解析：(1)图甲表示 DNA 分子的平面结构，图乙表示 DNA 分子的立体(空间) 结构。(2)图中 2 表示一条脱氧核苷酸单链片段，而 5 表示腺嘌呤脱氧核苷酸。(3) 从图甲所示的平面结构可以看出，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。(4) DNA 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对， 碱基配对方式为 A 与 T 配对，G 与 C 配对。(5)根据图甲可以判断，组成 DNA 分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出，组成 DNA 分子的两 条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。 答案：(1)平面 立体(或空间) (2)一条脱氧核苷酸单链片段 腺嘌呤脱氧核 苷酸 (3)脱氧核糖 磷酸 (4)氢 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞 嘧啶) (5)相反 双螺旋 15．现有用硬纸片制作的 4 种脱氧核苷酸模型，样式如图所示，请你运用所 学的关于 DNA 结构的知识，排列出一个平面 DNA 片段图(含有 4 对碱基)。 (1)DNA 片段由几条链构成？如何连接？ (2)试画出一个具体的 DNA 片段图。 (3)理论上分析(2)，一共能排出多少种片段图？ (4)从(2)(3)中可得出什么结论？ 解析：DNA 是双螺旋结构，所以有两条链，并且两条链是反向平行的。它 们之间遵循碱基互补配对原则并通过氢键连接，每一个碱基位置对应 4 种碱基， 同时由于碱基排列顺序的不同，导致 DNA 分子结构具有多样性和特异性。 答案：(1)两条链。两条链的单体间通过磷酸二酯键连接，链与链之间通过 碱基间的氢键连接。 (2)如图所示： (3)44 种。 (4)DNA 分子结构具有多样性和特异性。