内容正文:
第三章 第2节
[知识点一] DNA的结构
1.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的( )
A.氢键
B.—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
C.肽键
D.—磷酸—脱氧核糖—磷酸—
解析:B [在DNA分子的一条单链中,相邻核苷酸间通过磷酸和脱氧核糖间的磷酸二酯键相连,相邻碱基间则通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖相连,B正确。故选B。]
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.DNA分子中A+T的数量一定等于G+C的数量
C.脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧
D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
解析:B [A.DNA分子由两条反向平行的链盘旋成双螺旋结构,A正确;B项和D项、两条单链中对应的碱基通过氢键互补配对,A与T配对,G与C配对,但A+T的数量不一定等于G+C的数量,B错误,D正确;C.脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C正确;故选B。]
3.下图是DNA分子的局部组成示意图。下列有关叙述中,错误的是( )
A.图中有2种碱基,有2个游离磷酸基团
B.从主链上看,两条单链反向平行
C.图中的③代表的是脱氧核糖
D.如果④是腺嘌呤,则⑤是尿嘧啶
解析:D [分析题图可知,图中含有四个脱氧核苷酸,2个游离的磷酸基团;与人教版教材P49页DNA分子的平面结构模式图比较可知,从碱基的形态看,四个脱氧核苷酸上的四个碱基是两种,分别是与④形态相同的是腺嘌呤A,与⑤形态相同的是胸腺嘧啶T,A正确;从主链上的脱氧核糖来看,两条单链反向平行,B正确;图中的③代表的是DNA中的五碳糖即脱氧核糖,C正确;由题图中④的形状看,④是腺嘌呤A,而与之互补配对的碱基⑤是胸腺嘧啶T,D错误;故错误的选D。]
4.如图是DNA分子结构模式图,请据图回答问题:
(1)写出图中1、2的名称:[1] ________________ [2] ________ 。
(2)写出图中5、8的名称:[5] ________________ [8] ________ 。
(3)DNA分子两条链上的碱基通过[9] ________ 连接起来。
解析:(1)图中与G配对的碱基1是胞嘧啶C,与T配对的碱基是腺嘌呤A。(2)DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧,内侧是碱基对,图中的5是脱氧核糖,8是碱基对。(3)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接起来的,A与T之间是两个氢键,C与G之间是三个氢键
答案:(1)胞嘧啶 腺嘌呤 (2)脱氧核糖 碱基对 (3)氢键
[知识点二] DNA分子中碱基的相关计算
5.某生物细胞的DNA分子中,碱基A的数量占38%,则C和G之和占全部碱基的( )
A.76% B.62%
C.24% D.12%
解析:C [在双链DNA分子中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A-T、C-G,而互补配对的碱基两两相等,所以A=T,C=G,则A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。根据上述分析可知,双链DNA分子中A=T,C=G,已知DNA分子中A=38%,根据碱基互补配对原则,所以T=A=38%,故C+G=1-A-T=24%。综上所述,A、B、D错误,C正确。故选C。]
6.某DNA的一个单链中(A+G)/(T+C)=0.2,该比值在其互补链和整个DNA分子中分别是( )
A.0.4和0.6 B.5和1
C.0.4和0.4 D.0.6和1
解析:B [依题干知A1+G1/T1+C1=0.2,且A1=T2,G1=C2,T1=A2,C1=G2则A2+G2/T2+C2=T1+C1/A1+G1=1/0.2=5;又双链DNA中遵循碱基互补配对原则A=T,G=C,则(A+G)/(T+C)=1.0,所以B正确。]
7.某双链DNA分子中共有含氮碱基1400个,其中一条单链上(A+T)/(C+G)=2/5,问该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是( )
A.150个 B.200个
C.300个 D.400个
解析:B [双链DNA分子中共有含氮碱基1400个,其中一条单链上(A+T)/(C+G)=2/5,则该链中的A+T=1400×1/2×2/7=200,那么其互补链中的A+T=200,整个DNA中的A+T=200×2=400,又DNA中的A=T,所以该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是200。故选B。]
8.如图为细胞内某基因(15N标记)部分结构示意图,G占全部碱基的26%。下列说法错误的是( )
A.该基因的组成元素是C、H、O、N、P
B.该基因的碱基(C+G)/(A+T)为13∶12
C.DNA分子中G/C碱基对的比例越高,越耐高温
D.由于碱基对的排列顺序多种多样,因而该基因具有多样性
解析:D [基因的组成元素只有C、H、O、N、P,A正确;因G占全部碱基的26%,则C也占26%,A等于T各占24%,该基因的碱基(C+G)/(A+T)=52%∶48%=13∶12,B正确;DNA分子中G/C碱基对的氢键为3个,A/T碱基对的氢键为2个,故G/C比例越高,结构越稳定,就越耐高温,C正确;该基因的碱基对的排列顺序是特定的,D错误,所以选D。]
[知识点三] 制作DNA双螺旋结构模型
9.某同学制作一个DNA片段模型,现准备了若干不同类型的塑料片(见下表)。若想充分利用现有材料,那么还需要准备脱氧核糖的塑料片数目是( )
塑料片类型
碱基G
碱基C
碱基A
碱基T
磷酸
数量(个)
12
16
16
10
52
A.51 B.44 C.32 D.28
解析:B [在双链DNA分子中,G=C,T=A,所以在给出的材料中,需要碱基G和C的数量分别为12,需要碱基T和A的数量分别为10,这样四种碱基数目总共为12+12+10+10=44,由于碱基数=脱氧核苷酸数=磷酸数,所以需要准备脱氧核糖的塑料片数目是44。故本题答案为B。]
10.在探索遗传奥秘历程中,下列科学家实验方法及技术不相互 匹配的是( )
A.孟德尔-豌豆杂交实验-“假说—演绎法”
B.摩尔根-基因在染色体上-类比推理法
C.赫尔希和蔡斯-噬菌体实验-同位素标记
D.沃森和克里克-DNA分子结构-建构物理模型
解析:B [A.孟德尔提出遗传定律的研究方法是运用假说演绎法进行豌豆杂交实验,A正确;B.摩尔根在研究基因在染色体上的实验运用的是假说—演绎法,B错误;C.赫尔希和蔡斯的噬菌体实验是运用同位素标记,C正确;D.沃森和克里克在研究DNA分子结构时构建了物理模型,D正确。故选B。]
1.同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是( )
A.碱基对的排列顺序
B.脱氧核苷酸的种类
C.(A+T)/(G+C)的比值
D.氢键的数目
解析:B [A.同源染色体上的DNA分子中基因可能是相同基因,也可能是等位基因,所以二者碱基对排列顺序可能不同,A错误;B.DNA分子中含有4种碱基,则脱氧核苷酸的种类相同都是4种,B正确;C.不同DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值可能不同,说明DNA分子具有特异性,C错误;D.等位基因上脱氧核苷酸数目不一定相同,则碱基A与T、G与C配对数不一定相同,D错误;故选B。]
2.甲同学在学习了DNA、RNA的结构后,绘制了下图所示的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团)。下列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:“至少有两处错误,其中磷酸不能直接相连”
D.丁说:“他画的如果是双链RNA分子,就没有错误”
解析:C [分析图示可知,此图有三处错误:①组成DNA的物质中五碳糖不是核糖,应为脱氧核糖;②DNA中没有碱基U,碱基中碱基U应改为碱基T;③连接脱氧核苷酸的化学键不是在磷酸与磷酸之间,是在磷酸与脱氧核糖之间。综上可知,答案应为C。]
3.组成DNA的碱基只有4种,4种碱基的配对方式只有2种,但DNA分子具有多样性和特异性,主要原因是( )
A.DNA分子是高分子化合物
B.脱氧核糖结不同
C.磷酸的排列方式不同
D.碱基数目很多,碱基的排列顺序不同
解析:D [DNA分子的共同点是具有规则的双螺旋空间结构、含有4种脱氧核苷酸和4种碱基以及固定的碱基配对方式;此外,脱氧核糖结构和磷酸的排列方式都相同;所以DNA分子具有多样性和特异性的原因是4种脱氧核苷酸或碱基的数目不等、排列顺序不同。综上所述,D正确,A、B、C错误。故选D。]
4.同学们分组各搭建一个DNA分子模型(提供材料数量不限),最终10个小组正确搭建出不同的DNA分子模型,这些模型的差异可能在于( )
①碱基序列不同 ②碱基数量不同 ③脱氧核苷酸链条数不同 ④碱基配对方式不同
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
解析:A [①碱基序列不同,构成的DNA分子不同,①正确;②碱基数量不同,构成的DNA分子不同,②正确;③每个DNA分子都含有两条脱氧核苷酸链,③错误;④每个DNA分子都遵循相同的碱基配对方式,④错误。故选A。]
5.下列关于真核生物核DNA分子结构的叙述中,正确的是( )
A.每个碱基均连着一个磷酸和一个脱氧核糖
B.双链DNA分子的特异性表现在(A+C)/(G+T)的比例上
C.某双链DNA分子中一条链上A∶T=1∶2,则该DNA分子中A∶T=2∶1
D.检测某生物样品中碱基比例,嘌呤含量不等于嘧啶含量,该生物样品不可能是噬菌体
解析:D [A.碱基与脱氧核糖相连,没有连接磷酸,A错误;B.不同双链DNA分子(A+C)/(G+T)均为1,不能体现其特异性,B错误;C.某双链DNA分子中A、T配对,故该DNA分子中A∶T=1∶1,C错误;D.检测某生物样品中碱基比例,嘌呤含量不等于嘧啶含量,该生物样品不可能只含有双链DNA,噬菌体只含有双链DNA,不含有RNA,D正确。故选D。]
6.在一个双链DNA分子中碱基总数为m,腺嘌呤数为n,则下列有关结构数目正确的是( )
①脱氧核苷酸数=磷酸数=脱氧核糖数=m
②碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2 ③一条链中A+T的数量为n ④DNA分子中G的数量为m-n
A.①②③④ B.②③④
C.③④ D.①②③
解析:D [①每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基,所以脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m,①正确;②A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键,则碱基之间的氢键数为碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2,②正确;③双链DNA中,A=T=n,则根据碱基互补配对原则,一条链中A+T的数量为n,③正确;④双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤数为n,则A=T=n,则C=G=(m-2n)/2,④错误;故选D。]
7.如图为不同生物或生物不同器官(细胞)的DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值情况,据图回答问题:
(1)猪的不同组织细胞的DNA分子碱基比例大致相同,原因是 ______________________ 。
(2)上述三种生物中的DNA分子,热稳定性最强的是 __________ 。
(3)假设小麦DNA分子中(A+T)/(G+C)=1.2,那么(A+G)/(T+C)= __________ 。
(4)假如猪的某一DNA分子中有腺嘌呤30%,则该分子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分子中,(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G分别占碱基总数的 ____________ 。
解析:(1)猪的不同组织细胞中DNA分子碱基比例大致相同,是因为它们由同一个受精卵经有丝分裂而来,所以含有的DNA分子相同。(2)根据图中数值可判断小麦中G+C所占比例最大,而在A与T之间有两个氢键,G与C之间有三个氢键,所以小麦DNA的热稳定性最高。(3)根据碱基互补配对原则,A=T,C=G.因此只要是双链DNA分子,(A+T)/(G+C)的值均为1。(4)据A+G=T+C=50%,则鸟嘌呤占20%。若所有鸟嘌呤分布在一条链上,则分母缩小一半,一条链上的鸟嘌呤含量最大值可占此链碱基总数的40%。(5)DNA分子中(G+C)占全部碱基的比例与在单链DNA中该比例均相等;已知一条链中G+C=35.8%,因T与C分别占32.9%与17.1%,则可推知该链中的A为1-(G+C+T)=31.3%,G=35.8%-17.1%=18.7%。
答案:(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%
1.下列有关DNA分子结构的说法,正确的是( )
A.脱氧核苷酸链上相邻的碱基被两个核糖连在一起
B.每个磷酸基团上均连着两个五碳糖
C.DNA分子的特异性是指碱基对排列顺序的千变万化
D.两条脱氧核苷酸链反向平行,嘌呤数与嘧啶数相等
解析:D [A.DNA分子中一条链上相邻的碱基被“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”连在一起,两条链上相邻的碱基被氢键连在一起,A错误;B.DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖,B错误;C.碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性,C错误;D.双链DNA分子中,两条脱氧核苷酸链反向平行,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,且总是嘌呤和嘧啶配对,所以每个DNA分子中嘌呤数与嘧啶数相等,D正确。故选D。]
2.下列有关双链DNA分子的叙述,正确的是( )
A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a,则另一条链的碱基C所占比例为1/2-a
B.如果一条链上(A+T)/(G+C)=m,则另一条链上该比值也为m
C.如果一条链上的A∶T∶G∶C=2∶2∶3∶3,则另一条链上该比值为3∶3∶2∶2
D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个
解析:B [A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a,据此无法计算出另一条链的碱基C所占比例,A错误;B.如果一条链上(A+T)∶(G+C)=m,根据碱基互补配对原则,则另一条链上该比值也为m,整个DNA分子中该比例的比值也为m,B正确;C.如果一条链上的A∶T∶G∶C=2∶2∶3∶3,则另一条链上该比值为2∶2∶3∶3,C错误;D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为50×2=100个,最多含有氢键的数量为50×3=150个,D错误。故选B。]
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