内容正文:
课时跟踪检测(十) DNA的结构
一、选择题
1.下列有关DNA结构模型构建的叙述,错误的是 ( )
A.沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型
B.DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链
C.在DNA中,腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量,鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量
D.威尔金斯和查哥夫应用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱
2.某双链DNA分子中含有400个碱基,其中腺嘌呤和胸腺嘧啶占全部碱基的60%,则该DNA分子中四种碱基的比例A∶T∶C∶G为 ( )
A.2∶2∶3∶3 B.3∶3∶2∶2
C.1∶1∶4∶4 D.3∶2∶3∶2
3.下列学习小组制作的DNA结构模型片段中,正确的是 ( )
4.某DNA中碱基T共a个,约占全部碱基的32%,下列关于此DNA分子的叙述中,不正确的是 ( )
A.G和C的比例都约占全部碱基的18%
B.每条链上的T都约占该链碱基的32%
C.该DNA分子共有G的个数为9/16a个
D.该DNA分子的每条链中(A+T)与(C+G)的比值均相等
5.叶绿体DNA(cpDNA)是存在于叶绿体内的双链环状DNA分子。某cpDNA分子中含有2 400个磷酸二酯键,其中含有的氢键数目为2 800。下列叙述正确的是 ( )
A.cpDNA单链上相邻的碱基由氢键相连
B.cpDNA分子中每个磷酸均和2个核糖相连
C.cpDNA为环状,每个环都不具有游离的—OH末端,不具有双螺旋结构
D.该DNA的一条链中(A+T)∶(G+C)=2∶1
6.如图是人体细胞中某DNA片段结构示意图。下列有关叙述正确的是 ( )
A.图中X代表磷酸基团,A代表腺嘌呤
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分子中A—T的比例越高,DNA分子越稳定
7.某DNA分子共含200个碱基对,其中一条链含胞嘧啶30个,另一条链含胞嘧啶20个。下列叙述错误的是 ( )
A.每条链中(A+T)/(C+G)均为3∶1
B.每条链中嘌呤与嘧啶数之比均为1∶1
C.该DNA分子中嘌呤与嘧啶数之比为1∶1
D.该DNA分子中碱基之间的氢键总数为450个
8.用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA分子片段上被标记的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序(5'⁃TGCGTATTGG⁃3')如图1所示,图2为某条脱氧核苷酸链的碱基序列示意图。下列相关分析错误的是 ( )
A.推测图1所示DNA片段的鸟嘌呤脱氧核苷酸数量是5个
B.图1所示单链的互补链碱基序列为3'⁃ACGCATAACC⁃5'
C.图2所示单链的互补链碱基序列为5'⁃GGCGCACTGG⁃3'
D.图1和图2所示单链的相邻碱基之间通过氢键相连
二、非选择题
9.分析以下材料,回答有关问题。
材料一 在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型之前,人们已经证实了DNA分子是由许多脱氧核苷酸构成的长链。
材料二 生物学家查哥夫研究不同生物的DNA时发现,DNA分子中的嘧啶总数始终等于嘌呤总数,即A的总数等于T的总数,G的总数等于C的总数,但(A+T)与(G+C)的比值是不固定的。
材料三 富兰克林等人对DNA的X射线衍射图谱分析表明,DNA分子由许多“亚单位”组成,每一层的间距为0.34 nm,而且整个DNA分子长链的直径是恒定的。
(1)DNA分子是由两条 组成的,其基本单位是 。
(2)嘧啶的总数始终等于嘌呤的总数,说明 。
(3)A的总数等于T的总数,G的总数等于C的总数,说明 。
(4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定,说明 。
(5)富兰克林等人提出的DNA分子中的“亚单位”事实上是 ;亚单位的间距都为0.34 nm,而且DNA分子的直径是恒定的,这些特征表明 。
(6)基于以上分析,沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型中各对应碱基之间的关系是 。
10.如图表示DNA分子结构模式图,请回答下列问题。
(1)写出图中序号所代表结构的中文名称:② 、⑦ 。
(2)通常DNA形成的立体结构呈 。
(3)图中一条DNA单链的序列是5'⁃AGTC⁃3',则另一条单链的序列是 (序列从5'→3'书写)。
(4)若该DNA分子中一条链的(A+C)/(T+G)为0.5,则它的互补链中(A+C)/(T+G)为 。
(5)某同学制作图中DNA结构模型,仅用订书钉将五碳糖、磷酸、碱基连为一体(每个氢键用一个订书钉表示),则使用的订书钉个数至少为 个。
11.铁皮石斛具有良好的药用和保健价值,但资源濒危、价格昂贵。常见的石斛属植物有十多种,市场上有人用其他近缘物种假冒铁皮石斛。质检人员从市场上抽检部分商品,对这类植物中较为稳定的matK基因进行检测,结果如下。请回答问题:
组别
matK基因中碱基含量/%
T
C
A
G
样品1
37.4
17.4
29.5
15.7
样品2
37.5
17.1
29.8
15.6
样品3
37.6
16.9
30.0
15.5
样品4
37.3
17.4
29.6
15.7
铁皮石斛
37.5
17.1
29.8
15.6
(1)据表可知,被检测的matK基因是DNA片段,判断依据是其碱基中不含 ,而含有T(胸腺嘧啶)。分析四种碱基含量,由于A和T的含量、C和G的含量不相同,表明质检人员检测的是该基因的 (填“两条链”或“一条单链”)。
(2)与铁皮石斛的matK基因中碱基含量比较,能初步确定抽检样品中 为“假冒品”。
(3)仅依据上述信息,质检人员还无法判断样品2一定是铁皮石斛,理由是
。已知铁皮石斛matK基因中第1 015个碱基为T,若样品2在多次随机抽检中该位点均为C,则可判断样品2 (填“是”或“不是”)铁皮石斛。
课时跟踪检测(十)
1.选D 威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱,D错误。
2.选B 该DNA分子为双链DNA,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的60%,则A=T=30%,C=G=20%,因此四种碱基的比例为A∶T∶C∶G=3∶3∶2∶2,B正确。
3.选A 组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构,两条链中脱氧核糖的方向应相反,两条链上互补的碱基A与T通过两个氢键相连、G与C通过三个氢键相连,A 正确。
4.选B 根据碱基互补配对原则可知,该DNA分子中A=T,G=C,所以G和C的比例都约占全部碱基的(1-32%×2)÷2=18%,A正确;该DNA分子中,A=T=32%,但是每条链上的T所占该链碱基的比例无法得知,B错误;该DNA中碱基T共a个,约占全部碱基的32%,而碱基G约占全部碱基的18%,则G的个数为9/16a个,C正确;在双链DNA分子中,互补碱基之和的比值在两条链中和整个DNA分子中均相等,D正确。
5.选D cpDNA单链上相邻的碱基由脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连,A错误;该cpDNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接成环状,所以每个磷酸均和2个脱氧核糖相连,B错误;cpDNA为环状,每个环都不具有游离的—OH末端,但具有双螺旋结构,C错误;某cpDNA分子中含有2 400个磷酸二酯键,说明含有2 400个碱基,1 200个碱基对,C—G含有3个氢键,A—T含有2个氢键,该DNA分子共含有2 800个氢键,假设C=G有x个,则3x+2(1 200-x)=2 800,解得x=400,C=G=400,A=T=800,故(A+T)∶(G+C)=(800+800)∶(400+400)=2∶1,该DNA的一条链中(A+T)∶(G+C)=2∶1,D正确。
6.选A 据图可知,图中X是磷酸基团,A代表腺嘌呤,A正确;DNA基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接排列在双链的外侧形成的,而N为氢键,B错误;大多数脱氧核糖上连接两个磷酸和一个碱基,每条链3'端的一个脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基,C错误;DNA双链中G—C之间含有三个氢键,而A—T之间含有两个氢键,氢键越多,DNA分子越稳定,故DNA分子中C—G的比例越高,DNA分子越稳定,D错误。
7.选B 某DNA分子共含200个碱基对,共400个碱基,C1表示1条链的胞嘧啶,其中一条链含胞嘧啶(C1)30个,另一条链含胞嘧啶(C2)20个,根据碱基互补配对原则,G1为20个,G2为30个,一条链含有200个碱基,所以A1+T1=150,A2+T2=150,所以(A1+T1)/(G1+C1)=150/50=3/1,(A2+T2)/(G2+C2)=150/50=3/1,A正确;因为不知道每条链的A、T数量,所以每条链的嘌呤(A+G)与嘧啶数(C+T)之比无法计算,B错误;该DNA分子遵循碱基互补配对原则:A=T,G=C,所以嘌呤(A+G)与嘧啶数(C+T)之比为1∶1,C正确;该DNA分子含有A/T碱基对150个,含有G/C碱基对50个,所以氢键总数=150×2+50×3=450个,D正确。
8.选D 图1所示单链的碱基序列为5'⁃TGCGTATTGG⁃3',其互补链的碱基序列为3'⁃ACGCATAACC⁃5',DNA是双链结构,因此图1所示DNA片段中鸟嘌呤脱氧核苷酸数量是5个,A、B正确;根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序可知,图中碱基序列应从上向下读,且由左至右的顺序依次是ACGT,所以图2所示单链为5'⁃CCAGTGCGCC⁃3',其互补链的碱基序列为5'⁃GGCGCACTGG⁃3',C正确;图1和图2所示单链的相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连,两条链之间配对的碱基通过氢键相连,D错误。
9.(1)脱氧核苷酸长链 脱氧核苷酸 (2)DNA分子中嘌呤与嘧啶之间一一对应 (3)A与T一一对应,C与G一一对应 (4)A与T之间的对应和C与G之间的对应互不影响 (5)碱基对 DNA分子的空间结构非常规则 (6)A与T配对,C与G配对
10.解析:(1)图中的②能够与G(鸟嘌呤)配对,说明②是C,其中文名称是胞嘧啶。⑦是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基A(腺嘌呤)组成,因此⑦的中文名称是腺嘌呤脱氧核苷酸。
(2)通常DNA按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(3)图中一条DNA单链的序列是5'⁃AGTC⁃3',依据碱基互补配对原则可推知,另一条单链的序列是5'⁃GACT⁃3'。
(4)在双链DNA分子中,2条链之间的碱基A与T配对、G与C配对,因此一条链中(A+C)/(T+G)的值与其互补链中的(A+C)/(T+G)的值互为倒数。若该DNA分子中一条链的(A+C)/(T+G)为0.5,则它的互补链中(A+C)/(T+G)为2。
(5)依题意可知:构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉;构建一个如题图所示的含4对碱基的DNA双链片段,先要构建8个基本单位,需要16个订书钉;将2个基本单位连在一起,需要1个订书钉,连接4对碱基组成的DNA双链片段,需将8个基本单位连成2条,需要6个订书钉;依据碱基互补配对原则,碱基A和T各有2个,C和G各有2个,碱基对A和T之间有2个氢键,C和G之间有3个氢键,碱基对之间的氢键需要2×2+2×3=10个订书钉。综上所述,共需要16+6+10=32个订书钉。
答案:(1)胞嘧啶 腺嘌呤脱氧核苷酸 (2)双螺旋结构
(3)5'⁃GACT⁃3' (4)2 (5)32
11.解析:(1)DNA中不含U而含有T,据此可判断被检测的matK基因是DNA片段。根据表格中A与T不相等、C与G不相等可知,质检人员检测的是该基因的一条单链。
(2)根据表格数据可知,样品1、3、4中各个碱基的比例均与铁皮石斛matK基因有所区别,故推测1、3、4均为“假冒品”。
(3)样品2的matK基因中各碱基比例与铁皮石斛中matK基因的相应碱基比例相同,但由于二者的碱基的排列顺序可能不同,故无法判断样品2一定是铁皮石斛。已知铁皮石斛matK基因中第1 015个碱基为T,若样品2在多次随机抽检中该位点均为C,说明二者的碱基序列不同,则可判断样品2不是铁皮石斛。
答案:(1) U(或尿嘧啶) 一条单链 (2)1、3、4 (3)无法确定样品2的matK基因的碱基序列是否与铁皮石斛的matK基因的碱基序列一致 不是
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