高考生物考点28 DNA分子的结构

高考生物考点28 DNA分子的结构

1 1．DNA 分子的化学组成 （1）基本组成元素：C、H、O、N、P。 （2）基本单位 2．DNA 分子的结构 （1）主要特点 ①两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。 ②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。 ③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，例如： {A＝T或T＝A G ≡ C或C ≡ G}遵循碱基互补配对原则 （2）空间结构：规则的双螺旋结构。 3．DNA 分子的特性 （1）相对稳定性：DNA 分子中磷酸和脱氧核糖交替连接方式不变；两条链间碱基互补配对方式不变。 （2）多样性：不同的 DNA 分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某 DNA 分子中有 n 个 碱基对，则排列顺序有 4n 种。 （3）特异性：每种 DNA 分子都有区别于其他 DNA 的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。 考向一 DNA 分子的结构分析 1．下列关于 DNA 分子结构的叙述正确的是 A．DNA 分子中的每条链都有两个游离的磷酸基团 B．DNA 单链上相邻碱基以氢键连接 C．磷酸与脱氧核糖交替连接构成 DNA 的基本骨架 D．在 DNA 分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连 【参考答案】C 2 解题必备 把握 DNA 结构的 3 个常考点 （1） （2） （3） 2．如图表示一个 DNA 分子的片段，下列有关表述正确的是[来源:ZXXK] [来源:] A．④代表的物质中储存着遗传信息 B．不同生物的 DNA 分子中④的种类无特异性 C．转录时该片段的两条链都可作为模板链 D．DNA 分子中 A 与 T 碱基对含量越高，其结构越稳定 【答案】B 【解析】遗传信息蕴藏在 4 种脱氧核苷酸的排列顺序之中，单个核苷酸不能储存遗传信息，A 项错误； 不同生物的 DNA 均由 4 种脱氧核苷酸(包括④)组成，B 项正确；转录时以其中的一条链为模板，C 项错 误；由于 C—G 碱基对含 3 个氢键，所以 C—G 碱基对含量越高，DNA 越稳定，D 项错误。学! 3 考向二 DNA 分子结构中的碱基计算 3．下列关于 DNA 分子的计算，正确的是 A．同种生物不同个体的细胞中，DNA 分子的（A+T)/(G+C)的值一般相同 B．不同种生物的不同细胞中，DNA 分子的（A+G)/(T+C)的值一定不同 C．若 DNA 的一条链中（A+G)/(T+C)=0.5，则其互补链中(A+G)/(T+C)=0.5 D．10 对 A—T 碱基对和 20 对 C—G 碱基对，可构成的 DNA 分子种类数小于 430 种 【参考答案】D 430 种，若已知 10 对 A—T 碱基对和 20 对 C—G 碱基对，则构成的 DNA 分子种类数肯定小于 430 种，D 正确。 解题技巧 DNA 分子中有关碱基比例计算的解题步骤 解 DNA 分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行： （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。[来源:] 4．下列是一组有关双链 DNA 分子中含氮碱基的问题，请回答： （1）若 A 占 20%，则 G 占________。 （2）若双链 DNA 中 A 占 20%，且一条链中的 A 占 20%，则此链中 C 所占比例的最大值是________。 （3）一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。 （4）一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。 （5）若 A 有 P 个，占全部碱基数的 20%，则该 DNA 分子中的 G 有________个。 【答案】（1）30%　 （2）60%　 （3）2.5　 4 （4）0.4　 （5）1.5 P 【解析】（1）由双链 DNA 分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：A＋G＝50%，因而 G 占 30%。 （2）由双链 DNA 分子 A 占 20%可知：该 DNA 分子中(A＋T)占 40%，(C＋G)占 60%，对任意一条链而 言，某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例，因而，C 最多占该链的 60%。（3）由双链 DNA 中，一条链中的(A＋C)/(T＋G)与另一条链中的该比值互为倒数可知：其互补链中的(A＋C)/(T＋G)＝ 1/0. 4＝2.5。（4）由于双链 DNA 及任意一条链中的(A＋T)/(C＋G)为一定值，可知其互补链中的(A＋ T)/(C＋G)＝0.4。（5）若 A 有 P 个，占全部碱基数的 20%，则 DNA 分子的总碱基数为 P/20%＝5P(个)， 而由双链 DNA 分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：G 占总碱基数的 50%－20%＝30%，则 G 有 5P×30%＝1.5 P (个)。学% 1．下面关于双链 DNA 分子 结构的叙述，错误的是 A．每个 DNA 分子中一般都含有四种脱氧核苷酸 B．每个 DNA 分子中，都是碱基数=磷酸数=脱氧核糖数 C．DNA 两条链上的碱基以氢键相连，且 A 与 T 配对，G 与 C 配对 D．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基[来源:。网] 2．如图为 DNA 分子部分结构示意图，以下叙述正确的是 A．解旋酶可以断开⑤键，因此 DNA 的稳定性与⑤无关 B．④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸 C．DNA 连接酶可催化⑥或⑦键形成 D．A 链、B 链的方向相反，磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架 3．下列有关 DNA 结构的叙述，正确的是 A．DNA 分子的基本骨架由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基交替连接构成 B．DNA 分子一条单链上相邻的碱基之间以氢键相连 C．若 DNA 分子片段中有 a 个碱基对，胞嘧啶有 b 个，则该 DNA 分子中的氢键数为 2a+b 个 D．整个 DNA 分子中嘌呤数目等于嘧啶数目，所以每条 DNA 单链中，A=T，G=C 4．DNA 熔解温度(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 5 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，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．维持 DNA 双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键 D．DNA 分子中 G 与 C 之间的氢键总数比 A 与 T 之间多 5．已知 1 个 DNA 分子中有 4 000 个碱基对，其中胞嘧啶有 2 200 个，这个 DNA 分子中应含有的脱氧核苷 酸的数目和腺嘌呤的数目分别是 A．4 000 个和 900 个 B．4 000 个和 1 800 个 C．8 000 个和 1 800 个 D．8 000 个和 3 600 个 6．已知病毒的核酸有双链 DNA、单链 DNA、双链 RNA、单链 RNA 四种类型。现 发现一种新病毒，要确 定其核酸属于哪一种类型，应该 A．分析碱基类型，确定碱基比例 B．分析蛋白质的氨基酸组成，确定五碳糖类型 C．分析碱基类型，确定五 碳糖类型 D．分析蛋白质的氨基酸组成，确定碱基类型 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 35%和 18%。则在它的互补链中，T 和 C 分别占该链碱基总数的 A．25% 22% B．30% 20% C．50% 44% D．35% 18% 8．某双链 DNA 分子含有 200 个碱基对，其中一条链上 A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则下列关于该 DNA 分 子的叙述，错误的是 6 A．含有 2 个游离的磷酸基团 B．共有 140 个鸟嘌呤脱氧核苷酸 C．4 种碱基的比例为 A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7 D．若该 DNA 分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式共有 4200 种 9．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 10．如图是 DNA 片段的结构图，请据图回答。 （1）图甲是 DNA 片段的________结构，图乙是 DNA 片段的________结构。 （2）填出图中部分结构的名称：[2]________，[3]________，[5]________。 （3）从图中可以看出 DNA 分子中的两条链是由________和________交替连接构成的。 （4）连接碱基对的化学键是________，碱基配对的方式如下：即________与________配对；________ 与________配对。 （5）从图甲可以看出组成 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________结构。 [来源:Zxxk.Com] 7 11．（2017·海南卷）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 12．（2016·上海卷）在 DNA 分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并 构建一个含 10 对碱基（A 有 6 个）的 DNA 双链片段，那么使用的订书钉个数为 A．58 B．78 C．82 D．88 1．【答案】D 【解析】DNA 的基本组成单位是 4 种脱氧核苷酸， A 正确；每 1 分子的脱氧核苷酸是由 1 分子磷酸、1 分子脱氧核糖和 1 分子含氮碱基组成，可见，每个 DNA 分子中，都是碱基数=磷酸数=脱氧核糖数，B 正确；DNA 两条链上的碱基以氢键相连，且 A 与 T 配对，G 与 C 配对，C 正确；除了位于每条脱氧核 苷酸链一端的一个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基，D 错误。 2．【答案】D 【解析】DNA 分子的氢键越多，DNA 的稳定性越高，A 错误；④不能表示一个脱氧核苷酸，应是②③ 和下面的磷酸构成鸟嘌呤脱氧核苷酸，B 错误；DNA 连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，C 错误；DNA 分子的两条链反向平行构成双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架，D 正确。 3．【答案】C 不一定相等，D 错误。 4．【答案】D 【解析】分析图示，G＋C 含量越高，则 DNA 熔解所需温度越高，所以 A 项正确；Tm 值与 DNA 分子 中 G＋C 含量有关，而不能说明 G＋C 的数量，B 项正确；DNA 两条链通过氢键相连，脱氧核苷酸间通 8 过磷酸二酯键连接成 DNA 单链，C 项正确；G 与 C 之间形成三个氢键，A 与 T 之间形成两个氢键，但 由于 DNA 分子中(A＋T)/(C＋G)比值不定，所以不能确定哪组碱基对间的氢键总数更多，D 项错误。 5．【答案】C 【解析】已知该 DNA 分子中有 4 000 个碱基对，即有 8 000 个碱基，而每个脱氧核苷酸中有一个碱基， 故共有 8 000 个脱氧核苷酸；其中胞嘧啶有 2 200 个，根据碱基之间的互补配对原则可推知，A＋C＝DNA 碱基 总数的一半，故这个 DNA 分子中应含有的腺嘌呤 A 的数目为 4 000－2 200＝1 800 个。因此，C 项 正确，A、B、D 项错误。%网 6．【 答案】A 【解析】DNA 的碱基为 A、T、C、G，RNA 的碱基是 A、U、C、G，T 是 DNA 特有的碱基，U 为 RNA 特有的碱基，所以可以根据这一区别来分辨 DNA 和 RNA。双链 DNA 中 A＝T 且 C＝G，单链 DNA 和 RNA 则不具备这一规律。分析碱基类型判断核酸是 DNA 还是 RNA，然后确定碱基比例，确定是单链结 构还是双链结构，A 正确；分析蛋白质的氨基酸组成，确定五碳糖类型，只能判断核酸是 DNA 还是 RNA，不能判断是单链结构还是双链结构，B 错误；分析碱基类型和五碳糖类型，只能判断核酸是 DNA 还是 RNA，不能判断是单链结构还是双链结构，C 错误；分析蛋白质的氨基酸组成，确定碱基类型，只 能判断核酸是 DNA 还是 RNA，不能判断是单链结构还是双链结构，D 错误。 7．【答案】A 【解析】依题意和碱基互补配对原则可知：某 DNA 分子中，C＋G＝40%（占整个 DNA 分子碱基总数 的比例），则 C＝G＝20%（占整个 DNA 分子碱基总数的比例），A＝T＝30%（占整个 D NA 分子碱基 总数的比例），一条链的 T 与 C 分别占该链碱基总数的 35%和 18%，即 T1=35%，C1=18%，根据碱基互 补配对原则，T=（T1+T2）÷2，所以 T2=60%－35%＝25%，同理，C2=40%－18%＝22%，A 正确，B、 C、D 均错误。 8．【答案】D 【解析】链状双链 DNA 分子含有 2 个游离的磷酸基团，A 正确；该 DNA 分子的一条链上 A∶T∶G∶C ＝1∶2∶3∶4，另一条链上 A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个 DNA 分子中 A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7， 则该 DNA 分子中 A=T=400×3/20=60 个，C=G=140 个，故该 DNA 分子含有 140 个鸟嘌呤脱氧核苷酸， B、C 正确；该 DNA 分子含有 200 个碱基对，但是碱基比例已经确定，因此碱基排列方式少于 4200 种，D 错误。 9．【答案】C 【解析】双链 DNA 分子中，(A＋C)/(T＋G)一定等于 1，A 项错误；当一条链中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)＝1 时，其互补链中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C 1)＝1，B 项错误；在 DNA 分子中，存在(A1＋ 9 T1)/(G1＋C1)＝(A2 ＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)，C 项正确、D 项错误。 10．【答案】（1）平面 立体(或空间) （2）一条脱氧核苷酸单链片段 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸 （3）脱氧核糖 磷酸 （4）氢键 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶) （5） 反向平行 规则的双螺旋 【解析】（1）分析题图可知，甲是 DNA 分子的平面结构，乙是 DNA 分子的空间结构。（2）分析题 图可知，2 是DNA 分子的一条脱氧核糖核苷酸链，3 是脱氧核糖，5 是由脱 氧核糖、腺嘌呤碱基和磷酸 组成的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。（3）DNA 分子的两条链中磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成 基本骨架。（4）DNA 分子之间的碱基通过氢键连接成碱基对，7 为碱基对之间的氢键；DNA 分子中 碱基对的配对方式是 A 与 T 配对，G 与 C 配对。（5）从图甲可以看出组成 DNA 分子的两条链是反向 平行的，DNA 分子的空间结构是规则的双螺旋结构。 11．【答案】D 【解析】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 格氢键，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。 12．【答案】C