3.2 DNA的结构-【新课程能力培养】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步练习（人教版2019）

练 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 知识点一 DNA 双螺旋结构模型的构建 1. 下列关于威尔金斯、 沃森和克里克、 富兰 克林、 查哥夫等人在 DNA 结构模型构建方 面的突出贡献的说法， 正确的是 （ ） A． 威尔金斯和富兰克林提供了 DNA 的电 子显微镜图像 B． 沃森和克里克提出了 DNA 双螺旋结构 模型 C． 查哥夫提出了 A 与 T 配对、 C 与 G 配 对的正确关系 D． 富兰克林和查哥夫发现 DNA 分子中 A 的量等于 T 的量、 C 的量等于 G 的量 2. 1953 年， 沃森和克里克建立了 DNA 分子 的结构模型， 两位科学家于 1962 年获得 诺贝尔生理学或医学奖。 关于 DNA 分子 双螺旋结构的特点， 叙述错误的是 （ ） A. DNA 分子由两条反向平行的链组成 B. 脱氧核糖和磷酸交替连接， 排列在外侧 C. DNA 分子中 A+T 的数量一定等于 G+C 的数量 D. 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 知识点二 DNA 的结构 3. 如图为某同学在学习 DNA 的结构后画的 含有两个碱基对的 DNA 片段 （“ ○ ” 代表 磷酸基团）， 下列为几位同学对此图的评 价， 其中正确的是 （ ） A. 甲说： “物质组成和结构上没有错误。” B. 乙说： “只有一处错误， 就是 U 应改 为 T 。” C. 丙说： “至少有三处错误， 其中核糖 应改为脱氧核糖。” D. 丁说： “如果说他画的是 RNA 双链， 则该图应是正确的。” 4. DNA 由反向平行的两条脱氧核苷酸长链 组成。 如果 DNA 的一条链上某碱基序列 是 5′－AGCTGCG－3′ ， 则另一条链与之配 对的部分是 （ ） A． 5′－CGCAGCT－3′ B． 5′－TCGACGC－3′ C． 5′－AGCTGCG－3′ D． 5′－GCGTCGA－3′ 5. 一个 DNA 分子中有腺嘌呤 1500 个， 腺嘌 呤与鸟嘌呤之比是 3 ∶ 1 ， 则这个 DNA 分 子中含有脱氧核糖 （ ） A. 2000 个 B. 3000 个 C. 4000 个 D. 8000 个 6. 已知某 DNA 分子中共有 x 个脱氧核苷酸， （ A＋T ） / （ G＋C ） ＝n ， 则该 DNA 中有腺嘌呤 （ ） A. nx/ （ 2n＋2 ）个 B. nx/ （ n＋1 ）个 C. （ x＋1 ） /n 个 D. （ x－1 ） /n 个 第 2 节 DNA 的结构 基 础 练 习 核糖 核糖 核糖 核糖 U A C G 第 3 题图 50 练 第 3章 基因的本质 7. 在一 DNA 分子片段中有 200 个碱基对， 其中腺嘌呤有 90 个。 因此在这个 DNA 片 段中含有游离的磷酸基团的数目和氢键的 数目依次为 （ ） A. 200 个和 400 个 B. 2 个和 510 个 C. 2 个和 400 个 D. 400 个和 510 个 8. DNA 分子中碱基 A 与 T 配对， C 与 G 配 对， 下列关于双链 DNA 分子中 A+T C+G 的叙 述正确的是 （ ） A． 不同的生物该比值可能会相同 B． 如果一条链中该比值为 m ， 则互补链 中该比值为 1 m C． 不同生物该比值越接近， 亲缘关系越近 D． 同一生物个体不同细胞中核 DNA 分子 的该比值不同 知识点三 制作 DNA 双螺旋结构模型 9. 用卡片构建 DNA 平面结构模型， 所提供 的卡片类型和数量如下表所示， 以下说法 正确的是 （ ） A. 最多可构建 4 种脱氧核苷酸， 5 个脱氧 核苷酸对 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. 可构建 4 5 种不同碱基序列的 DNA 10. 在双螺旋 DNA 模型搭建实验中， 使用代 表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料 片连为一体， 为了逼真起见， A 与 T 之 间以及 C 与 G 之间最好分别钉 （ ） A. 2 和 2 个钉 B. 2 和 3 个钉 C. 3 和 2 个钉 D. 3 和 3 个钉 11. 某研究小组用如图所示的 4 种卡片分两组搭建 DNA 模 型。 其中一组有 10 个 T 、 20 个 C ， 另外一组有 10 个 A 和 20 个 G 。 两组都有相同数量的脱氧核 糖和磷酸卡片， 且所取的卡片都恰好够 搭建模型， 这两组同学搭建的 DNA 模型 不可能的是 （ ） A. 长度一样， 顺序不互补 B. 长度一样， 顺序不一样 C. 长度不一样， 顺序一样 D. 长度一样， 顺序能互补 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 C G T 一、 不定项选择题 1. 1953 年， 沃森和克里克构建了 DNA 双螺 旋结构模型， 其重要意义在于 （ ） A． 证明 DNA 是遗传物质 B． 确定 DNA 是染色体的组成成分 C． 发现 DNA 如何储存遗传信息 D． 解释 A 、 T 、 G 、 C 的数量关系 2. 下图表示一个 DNA 分子的片段， 有关表 提 升 练 习 第 11 题图 51 练 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 述不正确的是 （ ） A. ④ 代表的物质中贮存了遗传信息 B. 不同生物的 DNA 分子中 ④ 的种类无特 异性 C. 复制时该片段只有一条链可作为模板链 D. DNA 聚合酶可作用于 A — T 之间的化 学键 3. 关于下图 DNA 分子片段的说法， 正确的 是 （ ） A． 图中 ① 所指的核苷酸代表鸟嘌呤核糖 核苷酸 B． 图中 ② 所指的碱基是 DNA 分子中特 有的 C． 图中 ③ 代表碱基互补配对形成的氢键 有 3 个 D． 原核细胞的遗传物质主要是 DNA 4. 下列关于 DNA 分子中 （ A+T ） / （ C+G ） =a 与 （ A+C ） / （ G+T ） =b 的叙述， 不正确的 是 （ ） A． 若比值 b 等于 1 ， 可判断该 DNA 分子 是双链 B． 双链 DNA 分子的 2 条单链的比值 a 通 常不相同 C． 一般碱基序列不同的双链 DNA 分子的 2 个比值都不同 D． 若 2 条双链 DNA 的单链的比值 a 相 同， 则 2 条 DNA 的比值 a 也相同 5. 下图是人体细胞中某 DNA 片段结构示意 图。 有关叙述不正确的是 （ ） A． 图中 X 代表磷酸基团， A 代表腺苷 B． DNA 的基本骨架是 N 所示的化学键连 接的碱基对 C． 每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一 个碱基 D． DNA 双链中， 嘌呤总数等于嘧啶总数 二、 非选择题 6. 下图所示为 DNA 分子结构模式图， 请根 据图中所指， 回答下列问题： （ 1 ） 在 DNA 分子结构中， DNA 分子是由 两条平行的 ［ ］ 长 第 2 题图 ④ ① ③ ② P C C G A T T A G P P P P P P P G T C A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 第 6 题图 A T C G … … X N T A 第 5 题图 G C — A T — A T — T A — T A — C G — … … … … ③ ① ② 第 3 题图 52 练 第 3章 基因的本质 链盘旋而成。 （ 2 ） DNA 分子的 ［ ］ 和 ［ ］ 交替连接排在外侧。 （ 3 ） 依次写出图中 1 、 2 、 3 、 4 的碱基符 号： 。 （ 4 ） 碱基配对的方式是 ， 稳定不变的是 ， 可以千变万化的是 。 （ 5 ） 该 DNA 分子片段中有 个脱 氧核苷酸。 DNA 分子中含氮的部分 是 ， DNA 分子多样 性的原因是 。 7. 如图为不同生物或生物不同器官 （细胞） 的 DNA 中 A+T G+C 的比值情况。 据图回答下 列问题： （ １ ） 猪的不同组织细胞的 DNA 碱基比例 大致相同， 原因是 。 （ 2 ） 上述三种生物中 DNA 的热稳定性最 强的是 。 （ 3 ） 假设小麦 DNA 中 A+T G+C ＝1.2 ， 那么 A+G T+C = 。 （ 4 ） 假如猪的某一 DNA 中有腺嘌呤 30% ， 则该 DNA 一条链上鸟嘌呤含量的最 大值可占此链碱基总数的 。 （ 5 ） 小麦的 DNA 中， G＋C 之和占全部碱 基的 35.8% ， 其中一条链的 T 与 C 分 别 占 该 链 碱 基 总 数 的 32.9% 和 17.1% ， 则它的互补链中， T 和 C 分 别占碱基总数的 。 8. 如图是某核苷酸与核苷酸链示意图， 据图 回答问题： （ 1 ） 已知分子结构式的左上角基团为碱 基——腺嘌呤， 请观察图 1 后回答下 列问题： ① 该核苷酸的生物学名称是 。 ② 该核苷酸是构成 的原料。 （ 2 ） 图 2 为一条核苷酸链示意图， 据图 回答： ① 图中所示 2 、 4 、 5 的名称分别是 、 、 。 ② 此结构中与另一种核酸相比较， 其 特有的碱基中文名称是 。 ③ 通常由 条图示的核苷酸链 构成一个分子， 真核细胞中主要 分布在 。 2 1 酵 母 菌 小 麦 肝 胰 脾 A+T G+C 猪 O 第 7 题图 腺嘌呤 CH 2 — O — P — OH OH — O H — H OH H OH N H N NH 2 N N O T G A C 2 3 1 5 5 4 图 1 图 2 第 8 题图 53 参考答案与解析 是该生物的遗传物质 7. （ １ ） 运用 “减法原理”， 每个实验组特异性地去 除了一种物质后， 观察实验结果的变化 （ 2 ） DNA 是 使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质 （ 3 ） 放射性同 位素标记 DNA ②①④③ （ 4 ） 沉淀物 （ 5 ） 会 没有侵染到大肠杆菌内的噬菌体， 离心后分布于上清液 中， 使上清液出现放射性 【解析】 （ 4 ） 用被 32 P 标记的噬菌体去侵染未被标记 的大肠杆菌， 由于标记的是 DNA ， DNA 进入细菌内， 所 以离心后， 发现放射性物质存在于沉淀物中。 （ 5 ） 在实 验中， 如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内， 那么没有侵染到大肠杆菌细胞内的噬菌体， 离心后分布于 上清液中， 使上清液出现放射性， 导致实验误差。 第 2节 DNA的结构 学习手册 知识点一 DNA 双螺旋结构模型的构建 知识梳理 1. 沃森 克里克 2. 脱氧核苷酸 知识点二 DNA 的结构 知识梳理 1. （ 1 ） C 、 H 、 O 、 N 、 P （ 3 ） ① 脱氧核糖 2. 磷酸基团 4. （ 1 ） A+G=T+C 教材拓展 1. 提示： 碱基的排列顺序是千变万化的。 2. 提示： ① 靠氢键维持两条链的偶联。 ② 由于碱基 对平面之间相互靠近， 形成了与碱基对平面垂直方向的 相互作用力。 3. 提示： 如从碱基互补配对的角度去思考。 知识点三 制作 DNA 双螺旋结构模型 知识梳理 定性 定量 概念 要点精析 变式训练 BC 练习手册 基础练习 1. B 【解析】 在 DNA 结构模型构建方面， 威尔金斯 和富兰克林提供了 DNA 的衍射图谱， A 错误； 查哥夫 发现了在双链 DNA 中 A 的量总是等于 T 的量、 C 的量 总是等于 G 的量， 沃森和克里克在此基础上提出了 A 与 T 配对、 C 与 G 配对的正确关系， 还构建了 DNA 双 螺旋结构模型， B 正确， C 、 D 错误。 2. C 【解析】 DNA 分子中 ， A 等于 T ， G 等于 C ， 但 A+T 的数量与 G+C 的数量不一定相等， 这是 DNA 分子的特异性， C 错误。 3. C 【解析】 图中有三处错误： ① 五碳糖应为脱氧 核糖， 而不是核糖； ②DNA 不含碱基 U ， 而是含碱基 T ； ③ 两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确， 应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基 团连接形成磷酸二酯键， A 、 B 错误， C 正确； 如果图 中画的是 RNA 双链， 则两个相邻核苷酸之间的磷酸二 酯键连接也不正确， D 错误。 4. A 5. C 【解析】 DNA 分子中 A＝1500 个， A＝3G ， 所以 G＝A/3＝1500/3＝500 个， 根据碱基互补配对原则， A＝T ， G＝C ， DNA 分子中脱氧核糖数 ＝ 脱氧核苷酸数 ＝ 碱基总 数 ＝1500×2＋500×2＝4000 （个）。 6. A 【解析】 根据碱基互补配对原则可知 ， A＝T 、 G＝C ， （ A＋T ） / （ G＋C ） ＝2A/2G＝n圯G＝A/n ， DNA 分子中非 互补配对的碱基和占所有碱基的一半， 因此 A＋G＝x/2 ， 将 G＝A/n 代入上式， A＋A/n＝x/2 ， 化简得出 A＝nx/ （ 2n＋2 ）。 7. B 【解析】 DNA 分子片段的两条脱氧核苷酸长链 的 5′ 端各含有一个游离的磷酸基， 根据碱基互补配对原 则知 A 与 T 之间有 2 个氢键， G 与 C 之间有 3 个氢键， DNA 分子中 A 有 90 个 ， 说明 A — T 碱基对有 90 个 ， G — C 碱基对有 200－90＝110 个， 所以氢键总数为 90×2＋ 110×3＝510 个。 8. A 【解析】 DNA 分子中， A＝T ， C＝G ， 但 A＋T 与 C＋G 不一定相等， 不同的生物该比值可能会相同， A 正 确； 如果 DNA 分子中的一条单链中 A 1 +T 1 C 1 +G 1 ＝m ， 则互补 链中 A 2 +T 2 C 2 +G 2 = T 1 +A 1 G 1 +C 1 ＝m ， B 错误； 不同生物该比值接近， 只说明碱基含量情况， 并不能说明不同生物的 DNA 中 碱基排列顺序是否接近， 所以亲缘关系无法确定， C 错 误； 同一生物个体不同体细胞中的核 DNA 分子相同， 所以该比值相同， D 错误。 9. B 【解析】 最多能组成 4 个脱氧核苷酸对， AT 两 对， GC 两对， A 错误； 最多 10 条氢键， B 正确； DNA 分子中每个脱氧核糖通常上下各连一个磷酸基团， C 错 误； 可构建少于 4 4 种不同碱基序列的 DNA ， D 错误。 10. B 【解析】 在 DNA 分子的结构中， 碱基 A 与 T 之间有两条氢键， G 与 C 之间有 3 条氢键， 所以 B 正确。 11. C 【解析】 由于两组的卡片中碱基的组成相同， 所以两组同学所搭建的 DNA 模型在长度上是相同的， 但由于碱基排列顺序多样， 所以其中的碱基排列顺序是 可以不同的。 提升练习 1. CD 2. ACD 【解析】 ④ 是脱氧核糖核苷酸， 是构成 DNA 分子的基本单位， A 错误； 复制时两条链均可作为模板， C 错误； A — T 之间是氢键， 解旋酶起作用， D 错误。 3. BC 【解析】 图中 ① 所指的核苷酸代表鸟嘌呤脱 氧核糖核苷酸 ， A 错误 ； ② 所指的碱基为胸腺嘧啶 （ T ）， T 是 DNA 分子中特有的， B 正确； G — C 之间有 3 63 （人教版）高 中 生 物 必 修 2 个氢键， A — T 之间有 2 个氢键， 故图中 ③ 代表碱基互 补配对形成的氢键有 3 个， C 正确； 原核细胞的遗传物 质是 DNA ， D 错误。 4. ABC 【解析】 若比值 b 等于 1 ， 说明 A+C=G+T ， 该 DNA 分子可能是双链， 也可能是单链， A 错误； 由 于两条链间 A 与 T 配对 ， G 与 C 配对 ， 因此在整个 DNA 分子中 （ A+T ） / （ G+C ）与分子内每一条链上的该比 例相同， 所以双链 DNA 分子的 2 条单链的比值 a 通常 相同， B 错误； 一般碱基序列不同的双链 DNA 分子其 （ A+T ） / （ G+C ）比值不同， 但在整个 DNA 分子中， 嘌呤 碱基之和 = 嘧啶碱基之和， 即（ A+C ） / （ G+T ）的比值一般 相同， C 错误； 根据碱基互补配对的规律， 整个 DNA 分子中 （ A+T ） / （ G+C ）与分子内每一条链上的该比例相 同 ， 若 2 条双链 DNA 的单链的比值 a 相同 ， 则 2 条 DNA 的比值 a 也相同， D 正确。 5. ABC 【解析】 图中 X 是磷酸基团， A 代表腺嘌 呤， A 错误； DNA 基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接 的， B 错误； 中间的脱氧核糖上连着两个磷酸和一个碱 基， 但最末端的只连一个磷酸， C 错误； DNA 双链中遵 循碱基互补配对原则， 嘌呤数和嘧啶数相等， D 正确。 6． （ 1 ） 8 脱氧核苷酸 （ 2 ） 5 脱氧核糖 6 磷 酸 （ 3 ） C 、 A 、 G 、 T （ 4 ） A — T 、 G — C DNA 分 子中的脱氧核糖和磷酸 碱基对的排列顺序 （ 5 ） 8 碱基 碱基对的排列顺序千变万化 7. （ 1 ） 不同的组织细胞来源于同一个受精卵的有丝分 裂 （ ２ ） 小麦 （ ３ ） １ （ ４ ） ４0％ （ ５ ） ３１.３％ 、 18.7% 【解析】 （ 1 ） 同一个体的不同组织细胞来源于同一 个受精卵的有丝分裂， 都含有相同的遗传物质， 因此猪 的不同组织细胞的 DNA 碱基比例大致相同。 （ 2 ） A 和 T 之间有 2 个氢键， 而 C 和 G 之间有 3 个氢键， 所以 C 和 G 的含量越高， 即 A+T C+G 的比值越低， DNA 的热稳定 性越强， 因此上述三种生物中 DNA 热稳定性最强的是小 麦。 （ 3 ） 双链 DNA 中， A 与 T 配对， G 与 C 配对， 且 A＝T 、 C＝G ， 因此小麦 DNA 中 A+G T+C ＝1 。 （ 4 ） 由题可知， A＝T＝30% ， 则 C＝G＝ （ 1－2×30% ） ÷2＝20% ， 则鸟嘌呤占 20% 。 若所有鸟嘌呤分布在一条链上， 则一条链上鸟嘌呤 含量的最大值可占此链碱基总数的 40% 。 （ 5 ） 若题图中 的双链 DNA 中， G＋C 之和占全部碱基的 35.8% ， 则 C＝ G＝17.9% ， A＝T＝32.1% 。 根据碱基互补配对原则， A＝ （ A 1 ＋ A 2 ） ÷2 ， 若一条链的 T 和 C 分别占该链碱基总数的 32.9% 和 17.1% ， 则它的互补链中 T 占该链碱基总数的 32.1%× 2－32.9%＝31.3% ， 同理， C 占该链碱基总数的 18.7% 。 8. （ 1 ） ① 腺嘌呤核糖核苷酸 ②RNA （ 2 ） ① 脱氧 核糖 胞嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核苷酸链 ② 胸腺嘧啶 ③ 两 （或 2 ） 细胞核中 【解析】 （ 1 ） ① 由图分析知， 题图 1 中核苷酸中的 五碳糖是核糖、 碱基为腺嘌呤， 因此该核苷酸是腺嘌呤 核糖核苷酸； ② 腺嘌呤核糖核苷酸是 RNA （核糖核酸） 的基本组成原料之一。 （ 2 ） ① 由图分析， 该核苷酸链中 含有碱基 T ， 推测该核苷酸链属于构成 DNA 的脱氧核苷 酸链， 则图 2 中的 2 是脱氧核糖， 4 是胞嘧啶脱氧核苷 酸， 5 是脱氧核苷酸链； ② 图 2 中的脱氧核苷酸链与另一 种核酸 （ RNA ） 相比， 脱氧核苷酸链中特有的碱基是胸 腺嘧啶； ③ 由以上分析知， 图 2 所示的核苷酸链为构成 DNA 的脱氧核苷酸链， DNA 通常由 2 条图示的脱氧核苷 酸链构成一个分子， 在真核细胞中 DNA 主要分布在细胞 核 （在原核细胞中， DNA 主要分布在拟核 ）， 在线粒体 和叶绿体中也有少量分布。 第 3节 DNA的复制 学习手册 知识点一 对 DNA 分子复制的推测 知识梳理 2. 半保留 3. 氢键 碱基互补配对 氢键 4. 双链 教材拓展 提示： 关键需要通过实验区分亲代与子代 DNA 。 知识点二 DNA 半保留复制的实验证据 知识梳理 2. 大肠杆菌 3. 同位素标记 7. 半保留复制 知识点三 DNA 分子复制的过程 知识梳理 2. 间期 间期 4. 边解旋边复制 7. 遗传信息 8. 双螺旋结构 教材拓展 提示： 6 个； 这些错误产生的影响可能很大， 也可 能没有影响。 练习手册 基础练习 1. D 【解析】 因为 DNA 的复制为半保留复制， 因 此亲本 DNA 的两条链将分别进入不同的子代 DNA 分子 中， A 、 B 错误； 第二次复制时得到的 4 个 DNA 分子 中， 都有一条 DNA 子链是在第二次复制时形成的， 而 C 中只有两个 DNA 分子中含第二次复制出的子链 ( 黑 色表示 ) ， C 错误、 D 正确。 2. C 【解析】 该实验运用了密度梯度离心法和同位 素标记技术， 用 15 N 标记 DNA ， A 正确； 第一次分裂过 程中 DNA 分子只复制一次， 若结果为 ② ， 可以排除全 保留复制的学说， 因为全保留复制的为一个在上层， 一 个在下层， B 正确； 子二代 DNA 表明 DNA 分子复制二 64