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第2节DNA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螺旋结构模型，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。2．沃森和克里克于1953年构建了DNA双螺旋结构模型，这项研究被认为是20世纪生物学的一大成就，其重要性可以和19世纪达尔文和孟德尔的成就相媲美，其重要意义在于()①证明DNA是主要的遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分③发现DNA如何存储遗传信息④为阐明DNA的复制奠定基础A．①③B．②③C．②④D．③④答案D解析沃森和克里克构建了DNA的双螺旋结构，发现了遗传信息的储存方式，并为DNA半保留复制方式的阐明奠定了基础，③④正确；肺炎链球菌体外转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质，①错误。知识点二DNA的结构[题型一DNA的结构]3．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解析与腺嘌呤A配对的是胸腺嘧啶T，A正确。4．DNA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的基本骨架。5．下面是4位同学拼制的DNA部分平面结构模型，正确的是()答案C解析就单个脱氧核苷酸来说，碱基与脱氧核糖的1′－C相连，磷酸与脱氧核糖的5′－C相连，形成DNA单链时，一个脱氧核苷酸的磷酸与另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖的3′－C上的—OH相连，C正确。6．下列关于DNA结构的叙述中，错误的是()A．大多数DNA由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构B．脱氧核糖上1′－C与碱基相连，5′－C与磷酸相连C．DNA的单链中，具有游离的磷酸基团的一端为5′－端，具有—OH的一端为3′－端D．DNA的两条链反向平行答案A解析大多数DNA由两条脱氧核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构，少数DNA由单链构成，A错误；磷酸和碱基分别连在脱氧核糖的5′－C和1′－C上，B正确；DNA单链3′－端具有羟基(—OH)，5′－端具有游离的磷酸基团，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。7．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bB．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分子碱基连接而成，磷酸连在脱氧核糖的5′－C上，碱基连在1′－C上，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(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。8．下列有关DNA结构的叙述不正确的是()A．双链DNA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越稳定答案C解析DNA分子单链3′－端的脱氧核糖只连接1个磷酸，C错误。9．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)1016161052A．32B．40C．26D．52答案B解析根据碱基互补配对原则，DNA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的特征]10．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。11．下表为生物学家在分析大麦、果蝇、猪、牛和人等生物DNA碱基比例时得到的结果：生物的种类大麦果蝇猪牛人A＋TG＋C1.211.371.431.311.52根据上表，可获得的最恰当的结论是()A．DNA具有特异牲B．DNA具有多样性C．DNA具有遗传性D．DNA具有特异性和多样性答案D解析在双链DNA中，A＝T，G＝C，但A＋TG＋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；多种生物，其比值多种多样，这就构成了DNA分子的多样性。[题型三DNA中有关碱基数量的计算]12．DNA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∶4B．4∶3C．3∶2D．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＝(2.5＋1.5)∶(2＋1)，B正确。13．假设一个DNA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，x312＝GT＝24%26%，x＝288，B正确。14．在一个双链DNA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＝mB．碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2C．两条链中A＋T的数量为2nD．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2n＋(m/2－n)×3＝(3m－2n)/2，B正确；腺嘌呤数为n，A与T碱基互补配对，T＝A，A＋T＝2n，C正确；A＝T＝n，所以C＋G＝m－2n，C＝G＝(m－2n)/2，D错误。二、非选择题15．如图表示某大肠杆菌DNA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________________。1和3分别连在2的________和________上。(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5′－C1′－C(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(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)。16．已知双链DNA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团的个数分别为________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＋TG＋C、A＋CT＋G和A＋GT＋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中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和(3)①n②n③在整个DNA中，(A＋T)/(G＋C)的比例与任一条链上的该比例相同(4)10802(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。(2)在双链DNA中，由于A＝T、G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)＝1，即“整个双链DNA中的嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和”。(3)整个DNA中有：Aa＋Ta＝Tb＋Ab＝12(A＋T)，Ga＋Ca＝Cb＋Gb＝12(G＋C)，所以有(Aa＋Ta)/(Ga＋Ca)＝(Ab＋Tb)/(Gb＋Cb)＝(A＋T)/(G＋C)＝n。故整个DNA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基团，因此一个DNA中有两个游离的磷酸基团。(5)在双链DNA中，根据碱基互补配对原则A＝T、G＝C可知，在所有的双链DNA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中不同碱基含量计算17．在DNA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含1000个脱氧核苷酸，共有1200个氢键，则该DNA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＝1000÷2－x，根据氢键数可知存在如下关系式：3x＋2(500－x)＝1200，求得x＝200。