高中生物苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》DNA分子的双螺旋结构模型课后作业题

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课时分层作业(十)　(建议用时：40分钟)题组一　沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜1．1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因什么成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖(　　)A．通过细菌转化实验证明转化因子的存在B．通过噬菌体侵染细菌的实验证明遗传物质是DNAC．提出DNA双螺旋结构D．确定了基因存在于染色体上C　[选项中成果与科学家之间的对应如下：格里菲斯通过肺炎链球菌的体内转化实验，证明了转化因子的存在；赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质；沃森、克里克和威尔金斯提出DNA的双螺旋结构，获得了诺贝尔生理学或医学奖；摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了基因在染色体上。]2．1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，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如何储存遗传信息④为DNA复制机制的阐明奠定基础A．①③　　　B．②③　　　C．②④　　　D．③④D　[沃森、克里克的DNA双螺旋结构模型的构建，为DNA中储存着遗传信息和人们后来阐明DNA复制机制奠定了基础。]题组二　DNA分子的双螺旋结构模型3．下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)A．双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团B．DNA的一条单链上相邻的碱基之间通过氢键连接C．嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定D．DNA分子两条链反向平行B　[DNA每条脱氧核苷酸链的一端有一个游离的磷酸基团，双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团，A正确；一条单链上相邻碱基通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖相连，B错误；碱基互补配对原则中，A与T配对、G与C配对，C正确；DNA双螺旋结构是由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成的，D正确。]4．(多选)下面为含有四种碱基的DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是(　　)A．③有可能是碱基AB．①和②相间排列，构成DNA分子的基本骨架C．①②③中特有的元素分别是P、C和ND．与⑤有关的碱基对一定是A—TBD　[该DNA分子含有四种碱基，且A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此与⑤有关的碱基对一定是A—T，与③有关的碱基对一定是G—C，但无法确定③⑤具体是哪一种碱基。DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的，为图中的①②。①中特有的元素是P，③中特有的元素是N，而C并不是②所特有的，③中也含有C。]5．DNA由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。如果DNA的一条链上某碱基序列是5′－AGCTGCG－3′，则另一条链与之配对的部分是(　　)A．5′－CGCAGCT－3′   B．5′－TCGACGC－3′C．5′－AGCTGCG－3′   D．5′－GCGTCGA－3′A　[由DNA分子结构特点和碱基互补配对原则可知，另一条链应为5′－CGCAGCT－3′。]6．已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)A．34%和16%　　　 B．34%和18%C．16%和34%   D．32%和18%A　[已知某双链DNA分子中，G＋C＝34%，则A＋T＝100%－34%＝66%，即一条链中G＋C＝34%，A＋T＝66%，该链中C＝18%，T＝32%，则G＝34%－18%＝16%，A＝66%－32%＝34%。根据碱基互补配对原则，在它的互补链中，C＝16%，T＝34%。]7．(多选)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则下列有关叙述正确的是(　　)A．脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝mB．碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2C．一条链中A＋T的数量为nD．G的数量为m－nABC　[每个脱氧核苷酸分子均有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核糖数＝磷酸数＝碱基总数＝m，A正确；在该DNA分子中，A＝T，C＝G，由此推出C＝G＝(m－2n)/2，又因C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，故一共有的氢键数为3×(m－2n)/2＋2n＝(3m－2n)/2，B正确；在该双链DNA分子中，A＝T＝n，根据碱基互补配对原则，一条链中A＋T的数量为n，C正确；该双链DNA分子中碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则T＝A＝n，G＝C＝(m－2n)/2，D错误。]8．下图为一段DNA空间结构和平面结构示意图，请据图回答下列问题：(1)从图一中可以看出DNA具有规则的________结构，从图二中可以看出DNA是由__________条平行且走向________的长链组成。在真核细胞中，DNA的主要载体是________。(2)图二中1代表的化学键为________。与图二中碱基2相配对的碱基是________(填中文名称)；由3、4、5组成的结构称为________脱氧核苷酸。(3)不同生物双链DNA中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值为________。(4)若在一单链中，(A＋T)/(G＋C)＝n时，在另一互补链中上述比例为________，在整个DNA中上述比例为________。(5)若含有400个碱基的某DNA片段中，氢键共有550个，则该DNA片段中腺嘌呤有________个。[解析]　DNA是由两条链组成的，这两条链按反向平行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，存在于细胞核中；另外，在细胞质中如线粒体和叶绿体中也含有DNA。所以说，线粒体和叶绿体也是DNA的载体。按照碱基互补配对原则，DNA双链中A与T配对、G与C配对，且DNA中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，两者的比值等于1。一条单链上(A1＋T1)/(G1＋C1)＝n，根据碱基互补配对原则，与该链互补的另一条链上(T2＋A2)/(C2＋G2)＝n，整个DNA中(A＋T)/(G＋C)＝(A1＋A2＋T1＋T2)/(G1＋G2＋C1＋C2)＝(2A1＋2T1)/(2G1＋2C1)＝n。(5)A、T之间有两个氢键，C、G之间有三个氢键，DNA片段中有400个碱基，共200个碱基对，若A、T碱基对是x个，则C、G碱基对有(200－x)个，则有2x＋3(200－x)＝550，解得x＝50，所以该DNA片段中腺嘌呤有50个。[答案]　(1)双螺旋　两　相反　染色体(或染色质)　(2)氢键　鸟嘌呤　腺嘌呤　(3)1　(4)n　n　(5)50题组三　设计和制作DNA分子双螺旋结构模型9．在制作DNA的双螺旋结构模型时，会发现制成的DNA的平面结构像一架“梯子”，那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键依次是(　　)①磷酸和脱氧核糖　②氢键　③碱基对　④肽键A．①②③   B．①③②C．③①②   D．①③④B　[根据DNA双螺旋结构的主要特点判断。组成DNA平面结构这架“梯子”的“扶手”是磷酸和脱氧核糖，“扶手”间的“阶梯”是碱基对，连接“阶梯”的化学键是氢键，故B正确。]10．在搭建DNA模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C,6个G,3个A,7个T，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，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20个脱氧核苷酸B．所搭建的DNA片段最长为7个碱基对C．能搭建出410种不同的DNA模型D．能搭建出一个4个碱基对的DNA片段D　[每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。根据碱基互补配对原则，“4个C、6个G、3个A、7个T”能配对4个G—C和3个A—T，共7个碱基对。本题中脱氧核糖和磷酸的连接物仅为14个，大大制约了搭建的模型中脱氧核苷酸数。从DNA结构图分析，14个脱氧核糖和磷酸的连接物能搭建的模型中每条链最多4个脱氧核苷酸，最多能搭建出一个含有4个碱基对的DNA分子片段，共含有8个脱氧核苷酸，理论上能搭建出不同的DNA分子模型远少于410种，所以D项正确。]题组四　DNA分子的特性11．由50个脱氧核苷酸构成的DNA，按其碱基对的排列顺序不同，可分为多少种，说明了DNA的什么特性(　　)①504种　②450种　③425种　④遗传性　⑤多样性　⑥特异性A．①④　　　B．②⑤  C．②⑥　　D．③⑤D　[含有50个脱氧核苷酸的DNA片段，只有25对脱氧核苷酸，所以脱氧核苷酸的排列方式有425种，即最多可以编码425种不同的遗传信息，③正确；DNA的多样性主要取决于构成DNA的四种脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量和排列顺序，所以碱基的排列顺序不同说明了DNA的多样性，⑤正确。故选D。]12．如图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题。(1)组成DNA的基本单位是[　　]____________。(2)图中1、2、6的名称依次为__________、______________、________。(3)图中8表示_____________。在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为________________。(4)上述DNA分子彻底水解得到的产物是(　　)A．脱氧核糖、核糖和磷酸B．脱氧核糖、碱基和磷酸C．核糖、碱基和磷酸D．核糖核苷酸、碱基和磷酸(5)如图表示两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是(　　)(6)从生物“适应的相对性”“基因突变的低频性”可见DNA作为遗传物质，其分子结构具有________性。[解析]　(1)组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，1个脱氧核苷酸分子由1分子磷酸、1分子脱氧核糖、1分子含氮碱基(A、T、G、C)组成。(2)图中1为磷酸基团，2为脱氧核糖，6表示碱基对。(3)DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，图中8表示一条脱氧核苷酸链的片段，在双链DNA分子中嘌呤数与嘧啶数相等。(4)DNA分子初步水解后形成四种脱氧核苷酸，彻底水解得到的产物是脱氧核糖、碱基和磷酸。(5)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的，两条链上的脱氧核苷酸之间靠氢键相连。[答案]　(1)5　脱氧核苷酸　(2)磷酸基团　脱氧核糖碱基对　(3)一条脱氧核苷酸链的片段　嘌呤数＝嘧啶数(A＋G＝T＋C)　(4)B　(5)B　(6)稳定13．甲生物核酸的碱基组成为嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基组成为嘌呤占34%、嘧啶占66%，则甲、乙生物可能是(　　)A．发菜、变形虫   B．玉米、T2噬菌体C．硝化细菌、绵羊   D．乳酸菌、SARS病毒D　[甲生物核酸的碱基组成中嘌呤数不等于嘧啶数，可能是含有DNA和RNA，也可能是只含有RNA一种核酸；乙生物遗传物质的碱基组成中嘌呤数不等于嘧啶数，说明只含有RNA，而上述答案中，只有D项中SARS病毒的遗传物质是RNA。]14．(多选)对DNA分子的碱基进行数量分析，可以通过检测其中某种碱基的数目及其比例来推断其他碱基数目及其比例。假如检测某DNA分子得知碱基A的数目为x，其比例为y，以下推断正确的有(　　)A．碱基总数为x/yB．碱基C的数目为x(0.5y－1)C．嘌呤与嘧啶的比例为x/(1－y)D．碱基G的比例为1/2－yAD　[若DNA分子中碱基A的数目为x，其比例为y，则碱基总数为x/y，A项正确；由A知，碱基总数为x/y，则C＝G＝(1－2y)×x/y×1/2＝x(1－2y)/2y，B项错误；双链DNA分子中嘌呤与嘧啶相等，因此嘌呤与嘧啶的比例是1，C项错误；碱基G的比例是(1－2y)×1/2＝1/2－y，D项正确。]15．不同生物或生物体不同器官(细胞)的DNA分子中有关碱基比例如下表：生物或器官(细胞)酵母菌小麦人猪牛肝胰脾肾精子肺(A＋T)/(G＋C)1．081．211．521．431．431．431．301．291．30(1)表中可见，不同种生物的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值显著不同，这一事实表明，DNA分子结构具有________。(2)牛的肾和肺的DNA比例相同，原因是___________________；但精子与肾和肺的DNA碱基比例稍有差异，原因是_________________。(3)表中所列生物的DNA分子中，(A＋C)/(G＋T)或(A＋G)/(T＋C)的值差异显著吗？_______。因为______________________。(4)比较表中不同生物的DNA的碱基比例，________中DNA分子热稳定性最高，原因是______________________________。[解析]　(1)对于双链DNA分子而言，互补碱基和之比在不同生物体内有显著差异，体现了DNA分子的特异性。(2)在同一生物体内，所有的体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而各体细胞内DNA分子相同，其碱基比例也相同。(3)无论在哪种生物体内，双链DNA分子中A＝T，G＝C，所以(A＋C)/(G＋T)或(A＋G)/(T＋C)的比例均为1。(4)G—C碱基对比例越高，DNA分子热稳定性越高。[答案]　(1)特异性(2)它们是由同一受精卵经有丝分裂产生的体细胞构成的 　精子是减数分裂的产物，虽然X、Y染色体是一对同源染色体，但X、Y染色体上的DNA分子有差异(3)不显著，比值相等，均为1　无论是在哪种生物体内，双链DNA分子中A＝T，G＝C，所以(A＋C)/(G＋T)或(A＋G)/(T＋C)的比例均为1(4)酵母菌　酵母菌DNA分子中，G—C碱基对含量比例最大定势思维造成审题不仔细16．20世纪90年代，科学家发现DNA也有酶催化活性，他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNA－E47，它可以催化两个DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是(　　)A．在单链DNA－E47中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数B．在单链DNA－E47中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数C．单链DNA－E47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的D．在单链DNA－E47中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含氮碱基B　[单链DNA中嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数；单链DNA－E47催化DNA片段间的连接，DNA聚合酶则催化单个脱氧核苷酸的连接；在脱氧核苷酸链中的脱氧核糖可连有两个(或一个)磷酸和一个含氮碱基。]