内容正文:
[过基础 知识巩固]
题组一 DNA双螺旋结构模型的构建
1.下列关于DNA结构模型构建的叙述,错误的是( )
A.查哥夫提供的信息为模型的构建提供了重要依据
B.根据DNA衍射图谱,沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构
C.沃森和克里克在构建最初的双螺旋结构模型时,认为磷酸和脱氧核糖排列在外部,碱基排列在内部,且A与T配对,G与C配对
D.DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的
解析:选C。沃森和克里克在构建最初的双螺旋结构模型时,并不知道A与T配对、G与C配对,C错误。
2.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分子结构构建方面做出突出贡献的说法,正确的是( )
A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像
B.沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型
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A的量等于T的量、C的量等于G的量
解析:选B。威尔金斯和富兰克林提供了DNA衍射图谱,A错误;查哥夫发现腺嘌呤(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,但没有提出它们的配对关系,C、D错误。
题组二 DNA的结构
3.(2025·江苏连云港高一检测)脱氧核苷酸的正确组成图示应为图中的( )
解析:选D。碱基应该连接在脱氧核糖的1′-C上,磷酸基团连接在脱氧核糖的5′-C上,D符合题意。
4.右图为核苷酸链结构图,下列叙述错误的是( )
A.图中的a和b均可表示一个完整的核苷酸
B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有一个
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,图中缺少的碱基可能是T
解析:选A。一个核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成,b中磷酸与五碳糖和碱基不属于同一个核苷酸,A错误;题图中每个五碳糖都只有一个碱基与之直接相连,B正确;核苷酸之间通过③(磷酸二酯键)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、胞嘧啶脱氧核苷酸和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,题图中缺少的碱基可能是T(胸腺嘧啶),D正确。
5.下列有关DNA分子结构的说法,错误的是 ( )
A.若DNA的一条链中(A+G)/(T+C)=0.5,则其互补链中(A+G)/(T+C)=2
B.在一个双链DNA分子中,嘌呤数与嘧啶数相等
C.某些DNA中,每个磷酸基团上均连着两个脱氧核糖
D.在DNA中,碱基的比例总是(A+G)/(T+C)=1
解析:选D。在DNA双链中,A总是与T配对,C总是与G配对,因此,某一条链中的A+G=另一条链中的T+C,该链的T+C=另一条链的A+G,因此若DNA的一条链中(A+G)/(T+C)=0.5,则其互补链中(T+C)/(A+G)=0.5,可进一步推知其互补链中(A+G)/(T+C)=2,A正确;在一个双链DNA分子中,嘌呤碱基总是与嘧啶碱基互补配对,因此嘌呤数与嘧啶数相等,B正确;链状DNA分子中,每个磷酸基团上连着一个或两个脱氧核糖,而环状DNA分子中,每个磷酸基团上均连着两个脱氧核糖,C正确;在DNA双链中,由于A总是与T配对,C总是与G配对,因此A=T,C=G,可推知(A+G)/(T+C)=1,但是在DNA单链中,(A+G)/(T+C)不一定等于1,D错误。
6.某DNA分子中A+T的量占整个DNA分子碱基总数的44%,其中一条链上的G的量占该链碱基总数的21%,那么,对应的另一条链上的G的量占该链碱基总数的比例是( )
A.35% B.29%
C.28% D.21%
解析:选A。已知DNA分子中A+T的量占整个DNA分子碱基总数的44%,根据碱基互补配对原则,A=T、C=G,所以A=T=22%,则C=G=50%-22%=28%,又知一条链上的G的量占该链碱基总数的21%,即G1=21%;在双链DNA分子中,G=(G1+G2)/2,则G2=35%。
题组三 制作DNA双螺旋结构模型
7.(2025·山东临沂高一期中)某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型,以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析正确的是( )
A.DNA的一条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键
B.在构建的不同长度DNA分子中,碱基G和C的数量越多化学结构越稳定
C.因A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径不同,制成的模型上下粗细不同
D.观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团的位置,可看出DNA两条链方向相反
解析:选D。DNA的一条链中连接相邻两个碱基的结构是“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”,A错误;DNA分子中,A—T之间有两个氢键,C—G之间有三个氢键,在构建的相同长度DNA分子中,碱基G和C的数量越多,形成的氢键越多,化学结构越稳定,B错误;A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径,制成的模型上下粗细相同,C错误;DNA两条链反向平行,具有方向性,具有游离磷酸基团的一端为该脱氧核苷酸链的5′端,所以观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团的位置,可看出DNA两条链方向相反,D正确。
8.(教材P51“探究·实践”改编)在制作DNA分子模型的实验中,若有脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个,脱氧核糖塑料片40个,磷酸塑料片100个,4种碱基塑料片共20个(其中4个C,6个G,3个A,7个T),代表氢键的连接物若干,脱氧核糖和碱基之间的连接物若干,则( )
A.能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
B.能搭建出20个脱氧核苷酸
C.能搭建出410种不同的DNA分子模型
D.所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对
解析:选A。假设脱氧核苷酸为n个,则需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物为n+n-2=14,则n=8,最多能搭建出8个脱氧核苷酸,即能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段,A正确,B错误;所搭建的DNA分子片段最长为4个碱基对,由于A—T有3对,G—C有4对,因此能搭建的DNA分子模型种类少于44种,C、D错误。
[过能力 综合提升]
9.(2025·河北保定名校联盟高一期中)已知某DNA分子中,(A+T)占全部碱基的35.8%,其中一条链上的T和C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则该链的互补链中,T和C分别占该互补链碱基总数的比例为( )
A.32.9%和7.1% B.17.1%和32.9%
C.18.7%和1.3% D.2.9%和47.1%
解析:选D。(A+T)占全部碱基的35.8%,A=T=17.9%,G=C=(100%-35.8%)÷2=32.1%,将一条链上的碱基标记为A1、T1、G1、C1,其互补链上的碱基标记为A2、T2、G2、C2,其中T1=32.9%,C1=17.1%,(T1+T2)÷2=17.9%,T2占2.9%,(C1+C2)÷2=32.1%,C2=47.1%。
10.(不定项)下图为DNA分子平面结构模式图。据图判断,下列说法错误的是( )
A.1和2交替连接,构成了DNA分子的基本骨架
B.1、2、3构成一个脱氧核苷酸,其种类由3决定
C.不同双链DNA分子中,(A+G)/(T+C)的值相同
D.若甲链的碱基序列为5′—CAG—3′,则乙链的碱基序列是5′—GTC—3′
答案:D
11.(不定项)(2025·山东济南高一月考)1952年,查哥夫对多种生物的DNA做了碱基定量分析,发现(A+T)/(C+G)的值如下表所示。结合所学知识,能得出的结论是( )
DNA
来源
大肠
杆菌
小麦
鼠
猪肝
猪胸腺
猪脾
(A+T)/
(C+G)
1.01
1.21
1.21
1.43
1.43
1.43
A.大肠杆菌的DNA结构比猪的DNA结构更稳定一些
B.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
C.小麦的DNA中(A+T)的数量是鼠的DNA中(C+G)数量的1.21倍
D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
解析:选AD。大肠杆菌的DNA中(A+T)/(C+G)的值小于猪的,说明大肠杆菌的DNA所含C—G碱基对的比例较高,C—G碱基对含三个氢键,因此大肠杆菌的DNA结构稳定性高于猪的;虽然小麦和鼠的DNA中(A+T)/(C+G)的值相同,但不能代表二者的DNA所携带的遗传信息相同;此题无法比较小麦DNA中(A+T)数量与鼠DNA中(C+G)数量的关系;同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的,因此DNA碱基组成也相同。
12.(不定项)图1为富兰克林拍摄的DNA衍射图谱,图2为基于其研究结果建立的DNA双螺旋结构模型简图。下列关于双链DNA结构的叙述,正确的是( )
A.DNA中的核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架
B.根据DNA衍射图谱的交叉现象,沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构
C.双链DNA中的C—G碱基对的比例越高,分子越稳定
D.DNA中每个五碳糖均与两个磷酸相连
解析:选BC。DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,A错误;根据DNA衍射图谱的交叉现象,沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构,B正确;A与T之间有2个氢键,C与G之间有3个氢键,氢键越多,DNA越稳定,因此双链DNA中的C—G碱基对的比例越高,分子越稳定,C正确;DNA中,每条链的末端脱氧核糖只连接一个磷酸,而内部脱氧核糖连接两个磷酸,并非每个五碳糖都与两个磷酸相连,D错误。
13.(2025·广东华南师大附中高一期中)下图为一段DNA空间结构和平面结构的示意图,请据图回答下列问题:
(1)从图甲中可以看出DNA分子具有规则的________结构,从图乙中可以看出DNA是由________条平行且走向________的长链组成的。在真核细胞中,DNA的主要载体是____________________________________________________。
(2)图乙中1代表的键为________。图乙中与碱基2相配对的碱基是________(填中文名称);由3、4、5组成的结构名称为________________。
(3)不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值________(填“相同”或“不同”)。
(4)若在一单链中(A+T)/(G+C)=n,则整个DNA分子中其比例为________。如果用15N标记某DNA分子,再把它放到14N培养基中培养3代,则含15N标记的DNA分子占总数的__________________________________________________。
解析:(1)DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。在真核细胞中,DNA的主要载体是染色体。(2)DNA双链的碱基对之间通过氢键相连,鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对,由3、4、5组成的结构是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,两者的比值总是等于1,所以不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值相同。(4)一条单链上(A+T)/(G+C)=n,根据碱基互补配对原则,与该链互补的另一条链上(A+T)/(G+C)=n,所以整个DNA分子中其比例也为n。用15N标记某DNA分子,再把它放到14N培养基中培养3代,DNA复制3次,产生的DNA分子总数为23=8(个),含15N标记的DNA分子有2个,所以含15N标记的DNA分子占总数的1/4。
答案:(1)双螺旋 两 相反 染色体 (2)氢键 鸟嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 (3)相同 (4)n 1/4
14.图1是用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA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′),请回答下列问题:
(1)据图1推测,此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目是________。
(2)根据图1脱氧核苷酸链的碱基序列推测,图2显示的脱氧核苷酸链碱基序列为____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)图1对应的DNA双链与图2对应的DNA双链中的(A+G)/(T+C)的值为________,这是因为DNA双链中碱基数量关系是__________________________。图1对应的DNA双链片段与图2对应的DNA双链片段中A/G的值分别为________、________。
解析:(1)题图1显示的DNA片段一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目是4,胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是1,根据碱基互补配对原则,对应的互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸,即此DNA片段共有5个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)题图 1对应的DNA单链碱基排列顺序已经解读出来,是TGCGTATTGG,所以题图中碱基序列应从上向下读,且由左至右依次是A、C、G、T,所以题图2对应的脱氧核苷酸链的碱基序列为CCAGTGCGCC。(3)在双链DNA中,碱基互补配对,嘌呤数等于嘧啶数,故(A+G)/(T+C)=1。根据题图1对应的DNA片段的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序,可计算出题图1对应的DNA片段中A/G=(1+4)/(4+1)=1;同理可计算出题图2对应的DNA片段中A/G=(1+1)/(3+5)=2/8=1/4。
答案:(1)5 (2)CCAGTGCGCC (3)1 嘌呤数等于嘧啶数 1 1/4
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