第1课时　DNA分子的结构-2022版生物必修第二册 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析）

第二节　DNA分子的结构和复制

第一课时　DNA分子的结构

基础过关练

题组一　沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜

1.下列关于威尔金斯、富兰克林、沃森和克里克、查哥夫等人在DNA分子结构模型构建方面的突出贡献的说法中,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.沃森和克里克构建了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

题组二　DNA分子的双螺旋结构模型

2.(2021江苏南通如皋高一学情调研)如图为某同学制作的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团)模式图,下列为几位同学对此图的评价,其中正确的是              (　　)

A.甲说:“物质组成和结构上完全正确”

B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”

C.丙说:“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双链则该图是正确的”

3.在制作DNA双螺旋结构模型时,如图为两个脱氧核苷酸的模型,代表磷酸,下列叙述正确的是(　易错　)

A.可能代表A、T、C、U四种含氮碱基

B.两个可用别针(代表共价键)连接,以形成DNA的侧链

C.别针(代表共价键)应连接在一个核苷酸的和另一个核苷酸的上

D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧,则两个模型方向相同

4.下列从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析,错误的是 (　　)

A.碱基对排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性

B.碱基对特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性

C.一个含2 000个碱基的DNA分子,其碱基对可能的排列方式有41000种

D.人体内控制β-珠蛋白的基因由1700个碱基对组成,其碱基对排列方式有41700种

5.根据DNA分子结构模式图回答下列问题:

(1)写出图中数字代表的结构的名称:①　　　　　;④　　　　;⑤　　　　　;④⑤⑥共同组成的结构为　　　　　　　　　　　　。 

(2)分析这种结构的主要特点:

①构成DNA分子的两条链按　　　　　方式盘旋成双螺旋结构。 

②DNA分子的基本骨架由　　　　　　　　交替连接构成。 

③DNA分子两条链上的碱基通过　　　　连接成碱基对,并且遵循　　　　　　　原则。 

题组三　DNA碱基互补配对的相关计算

6.(2021江苏连云港合规性考试模拟)一个DNA分子有1 000个碱基对,其中腺嘌呤占碱基总数的20%,如果一条链中鸟嘌呤占该条链碱基数的10%,则另一条链中鸟嘌呤的个数是              (　　)

A.100  B.500 

C.600  D.1200

7.(2021江苏徐州郑集高级中学高一学情调研)已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的35.8%,其中一条子链(α链)中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则在α链的互补链(β链)中,T和C分别占β链碱基总数的              (　　)

A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7%

C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%

能力提升练

题组　综合分析DNA分子结构和相关计算

1.(2021江苏南京大厂高级中学月考,)科学家在人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中发现了DNA的四螺旋结构,形成该结构的DNA单链中富含G,每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G—4平面”,继而形成立体的“G—四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述错误的是              (　　)

A.每个G—四联体螺旋结构中含有一个游离的磷酸基团

B.组成该结构的基本单位为脱氧核苷酸

C.该结构中(A+G)/(T+C)的值与双链DNA中相等

D.对该结构的研究将有助于为癌症治疗找到新的方法

2.(2021安徽芜湖高一期中联考,)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是              (　　)

3.()某生物双链DNA分子的一条链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占该链碱基总数的40%,该DNA分子在相关酶的作用下被切成D1和D2两个DNA片段(切点如图所示),下列叙述正确的是              (　　)

A.该DNA分子中A+T占碱基总数的50%

B.若D1中的A/C=m,则D2中的A/C=1/m

C.D1和D2片段中(A+C)/(T+G)的值相等

D.D2片段中一条链上的碱基通过氢键相互连接

4.(多选)(2021江苏宿迁沭阳中学高一月考改编,)DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度,不同种类DNA的Tm值不同。如图表示一双链DNA分子中(G+C)占全部碱基的比例与Tm的关系。下列有关叙述正确的是              (　　)

A.若DNA分子中(G+C)/(A+T)=1,则G与C之间的氢键总数比A与T之间多

B.一定范围内,DNA分子的Tm值与(G+C)含量呈正相关

C.不同生物的Tm值有可能相同

D.Tm值相同的DNA分子中(G+C)数量也相同

5.(2021辽宁锦州义县高级中学高一月考改编,)如图为不同生物或同种生物不同器官(细胞)的DNA分子中(A+T)/(G+C)的情况,据图回答问题:

(1)猪的不同组织细胞的DNA分子碱基比例相同,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)假设小麦DNA分子中(A+T)/(G+C)=1.2,那么(A+G)/(T+C)=　　　　。 

(3)假如猪的某一DNA分子中,腺嘌呤占全部碱基的30%,则该DNA分子的一条链上,鸟嘌呤最多可占此链碱基总数的　　　　。 

(4)小麦的DNA分子中,(G+C)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分别占该链碱基总数的　　　　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.B　在DNA分子结构模型构建方面,威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱,A错误;查哥夫发现了碱基A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量,但没有提出A与T配对、C与G配对,C、D错误;沃森和克里克构建了DNA分子的双螺旋结构模型,B正确。

2.C　DNA中含有的五碳糖应为脱氧核糖,而不是核糖,同时DNA不含碱基U,而是含碱基T,A错误。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化学键的连接不正确,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,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化学键连接不正确,D错误。

3.C　表示的是含氮碱基,DNA中的碱基有A、T、G、C四种,没有U,A错误。表示的是磷酸,表示的是脱氧核糖,在DNA单链中,脱氧核苷酸之间通过一个核苷酸的脱氧核糖和另一个核苷酸的磷酸相连,故别针不是连接在两个(磷酸)之间,而是连接在一个和另一个上,B错误,C正确。DNA分子的两条链是反向平行的,两个模型的方向应相反,D错误。

易错警示

　　DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团,两条链各有一个脱氧核糖连着一个磷酸基团。

4.D　遗传信息蕴藏在碱基对排列顺序中,碱基对排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基对特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性,A、B正确;DNA分子含有2 000个碱基,即一条脱氧核苷酸链中有1 000个碱基,每个碱基都可能是A、T、C、G中的任意一种,故该DNA分子碱基对可能的排列方式有41 000种,C正确;β-珠蛋白基因的碱基对排列顺序是特定的,其碱基对排列方式应只有一种,D错误。

5.答案　(1)胸腺嘧啶　鸟嘌呤　脱氧核糖　鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸　(2)①反向平行　②脱氧核糖与磷酸　③氢键　碱基互补配对

解析　(1)分析可知,图中①为胸腺嘧啶、④为鸟嘌呤、⑤为脱氧核糖、⑥为磷酸基团。④⑤⑥共同组成鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。(2)①DNA的两条脱氧核苷酸长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。②磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在DNA分子的外侧,构成DNA分子的基本骨架。③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且遵循碱基互补配对原则。

6.B　1 000个碱基对,共2 000个碱基,由题干信息和碱基互补配对原则可得A=T=20%,则G=C=30%,A=T=400个,G=C=600个,一条链上鸟嘌呤占该链碱基总数的10%,则该条链上G1=1 000×10%=100个,则另一条链上G2=600-100=500个,A、C、D错误,B正确。

7.B　由于整个DNA分子中G+C=35.8%,则每条链中G+C=35.8%,A+T=64.2%;由于α链中T与C分别占α链碱基总数的32.9%和17.1%,由此可以求出α链中G=18.7%、A=31.3%,根据碱基互补配对原则其互补链(β链)中T和C分别占β链碱基总数的31.3%和18.7%,故选B。

能力提升练

1.C　DNA分子中“G—四联体螺旋结构”是一条单链形成的,该结构中含有1个游离的磷酸基团,A正确;组成DNA的基本单位为脱氧核苷酸,B正确;DNA双螺旋中(A+G)/(T+C)的值始终等于1,而该结构中(A+G)/(T+C)的值不一定等于1,因此该结构中(A+G)/(T+C)的值与DNA双螺旋中的比值不一定相等,C错误;根据题干信息可知,对该结构的研究将有助于为癌症治疗找到新的方法,D正确。

2.C　DNA分子中的两条链是通过严格的碱基互补配对而成的。双链DNA分子中A=T、G=C,[A+G(C)]/[T+C(G)]=1,一条单链中[A+G(C)]/[T+C(G)]与互补链中该值是倒数关系。整个DNA分子中,(A+T)/(G+C)=每一条单链中(A+T)/(G+C),只有C正确。

3.C　DNA分子的一条链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占该链碱基总数的40%,则该DNA分子中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和也占碱基总数的40%,A错误;D1与D2是不同的DNA片段,无直接关系,故无法判断D1和D2中A/C的关系,B错误;由图可知,在限制酶作用下将一个DNA片段切割成2个DNA片段,这两个片段仍遵循碱基互补配对原则,DNA双链中,A=T,G=C,故D1和D2片段中(A+C)/(T+G)的值均等于1,C正确;D2片段中一条链上的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,D错误。

4.ABC　G—C碱基对之间有3个氢键,A—T碱基对之间有2个氢键,若DNA分子中(G+C)/(A+T)=1,说明G—C碱基对和A—T碱基对数量相同,则G与C之间的氢键总数比A与T之间多,A正确;由图可知,在70~110 ℃范围内,DNA分子的Tm值与(C+G)含量呈正相关,B正确;Tm值与(G+C)比例有关,不同生物的(G+C)比例可能相同,则Tm值有可能相同,C正确;若DNA分子Tm值相同,则它们所含(G+C)比例相同,但(G+C)的数量不一定相同,D错误。

5.答案　(1)不同的组织细胞来源于同一个受精卵　(2)1　(3)40%　(4)31.3%和18.7%

解析　(1)猪的不同组织细胞中DNA分子碱基比例相同,是因为这些细胞都来源于同一个受精卵,含有的DNA分子相同。(2)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。(3)一双链DNA中,A+G=T+C=50%,已知腺嘌呤占全部碱基的30%,则鸟嘌呤占全部碱基的20%。若所有鸟嘌呤分布在一条链上,则鸟嘌呤可占此链碱基总数的40%。(4)DNA分子中,(G+C)占全部碱基的比例与其在单链DNA中的比例相等,则一条链中G+C=35.8%,因该链中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%,即互补链中T占31.3%,C占18.7%。