2020新教材生物人教版必修二检测：第3章第2节DNA的结构

2020新教材生物人教版必修二检测：第3章第2节DNA的结构

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．①③ B．②③ C．②④ D．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 b B．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) 10 16 16 10 52 A．32 B．40 C．26 D．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＋T G＋C 1.21 1.37 1.43 1.31 1.52 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＋T G＋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∶4 B．4∶3 C．3∶2 D．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， x 312 ＝G T ＝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＝m B．碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2 C．两条链中 A＋T 的数量为 2n D．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′－C 1′－ 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＋T G＋C 、A＋C T＋G 和A＋G T＋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)①n ②n ③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)1080 2 (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＝1 2(A＋T)，Ga＋Ca＝Cb＋Gb＝1 2(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。