高考生物一轮复习考点一遍过考点28 DNA分子的结构(含解析)

考点28  DNA分子的结构

高考频度：★★★☆☆     难易程度：★★★☆☆

1．DNA分子的化学组成

（1）基本组成元素：C、H、O、N、P。

（2）基本单位

2．DNA分子的结构

（1）主要特点

①两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。

②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。

③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，例如：

遵循碱基互补配对原则

（2）空间结构：规则的双螺旋结构。

3．DNA分子的特性

（1）相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接方式不变；两条链间碱基互补配对方式不变。

（2）多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。

（3）特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。

考向一  DNA分子的结构分析

1．下列有关DNA结构的说法，正确的是

A．一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基A和T之间靠形成氢键连接

B．每个磷酸基团上都连着两个核糖

C．碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的特异性

D．一条双链DNA片段有两个游离的磷酸基

【参考答案】D

【试题解析】一条单链中相邻的碱基A与T是通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接的，A错误；DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖，B错误；碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性，C错误；双链DNA分子含有两个游离的磷酸基团，分别位于DNA分子的两端，D正确；

解题必备

把握DNA结构的3个常考点

（1）

（2）

（3）

2．如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是

A．④代表的物质中储存着遗传信息

B．不同生物的DNA分子中④的种类无特异性

C．转录时该片段的两条链都可作为模板链

D．DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定

【答案】B

【解析】遗传信息蕴藏在4种脱氧核苷酸的排列顺序之中，单个核苷酸不能储存遗传信息，A项错误；不同生物的DNA均由4种脱氧核苷酸(包括④)组成，B项正确；转录时以其中的一条链为模板，C项错误；由于C—G碱基对含3个氢键，所以C—G碱基对含量越高，DNA越稳定，D项错误。

考向二  DNA分子结构中的碱基计算

3．下列关于DNA分子的计算，正确的是

A．同种生物不同个体的细胞中，DNA分子的（A+T)/(G+C)的值一般相同
B．不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G)/(T+C)的值一定不同
C．若DNA的一条链中（A+G)/(T+C)=0.5，则其互补链中(A+G)/(T+C)=0.5

D．10对A—T碱基对和20对C—G碱基对，可构成的DNA分子种类数小于430种

【参考答案】D

【试题解析】DNA分子具有特异性，同种生物不同个体的DNA分子一般是不同的，因此它们的细胞中DNA分子的（A+T)/(G+C)的值一般不同，A错误；DNA分子中，A与T配对，G与C配对，因此不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G)/(T+C)的值一般都等于1，B错误；根据碱基互补配对原则可知，在双链DNA分子中，（A+G)/(T+C)的值在两条单链中互为倒数，因此若DNA的一条链中（A+G)/(T+C)=0.5，则其互补链中(A+G)/(T+C)=2，C错误；30个碱基对构成的DNA分子种类数最多430种，若已知10对A—T碱基对和20对C—G碱基对，则构成的DNA分子种类数肯定小于430种，D正确。

解题技巧

DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤

解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：

（1）搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。

（2）画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。

（3）根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。

4．下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题，请回答：

（1）若A占20%，则G占________。

（2）若双链DNA中A占20%，且一条链中的A占20%，则此链中C所占比例的最大值是________。

（3）一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。

（4）一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。

（5）若A有P个，占全部碱基数的20%，则该DNA分子中的G有________个。

【答案】（1）30%　

（2）60%　

（3）2.5　

（4）0.4　

（5）1.5 P

【解析】（1）由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：A＋G＝50%，因而G占30%。（2）由双链DNA分子A占20%可知：该DNA分子中(A＋T)占40%，(C＋G)占60%，对任意一条链而言，某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例，因而，C最多占该链的60%。（3）由双链DNA中，一条链中的(A＋C)/(T＋G)与另一条链中的该比值互为倒数可知：其互补链中的(A＋C)/(T＋G)＝1/0.4＝2.5。（4）由于双链DNA及任意一条链中的(A＋T)/(C＋G)为一定值，可知其互补链中的(A＋T)/(C＋G)＝0.4。（5）若A有P个，占全部碱基数的20%，则DNA分子的总碱基数为P/20%＝5P(个)，而由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：G占总碱基数的50%－20%＝30%，则G有5P×30%＝1.5 P (个)。

1．下列关于DNA分子结构的叙述正确的是

A．DNA分子的任一条链中A＝T，G＝C

B．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖

C．每个磷酸分子都和两个脱氧核糖相连

D．DNA分子两条链上的A与T通过氢键连接

2．如图为DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是

A．解旋酶可以断开⑤键，因此DNA的稳定性与⑤无关

B．④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸

C．DNA连接酶可催化⑥或⑦键形成

D．A链、B链的方向相反，磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架

3．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．碱基对的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41 000种

D．人体内控制β－珠蛋白合成的基因由l 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种

4．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DNA分子中G＋C含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述，不正确的是

A．一般地说，DNA分子的Tm值与G＋C含量呈正相关

B．Tm值相同的DNA分子中G＋C的数量有可能不同

C．维持DNA双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键

D．DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多

5．已知1个DNA分子中有4 000个碱基对，其中胞嘧啶有2 200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是

A．4 000个和900个

B．4 000个和1 800个

C．8 000个和1 800个 

D．8 000个和3 600个

6．2013年1月，英国剑桥大学科学家宣布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之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G—4平面”，继而形成立体的“G—四联体螺旋结构”(如图），下列有关叙述正确的是

A．该结构是沃森和克里克首次发现的

B．该DNA结构不遵循碱基互补配对原则

C．该DNA分子中每个磷酸连接两个脱氧核糖

D．该结构中（A+G)/(T+C)的比值一定为1

7．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的35%和18%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的

A．25%   22% 

B．30%   20%

C．50%   44%

D．35%   18%

8．某双链DNA分子含有200个碱基对，其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则下列关于该DNA分子的叙述，错误的是

A．含有2个游离的磷酸基团

B．共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸

C．4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7

D．若该DNA分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式共有4200种

9．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

10．下图为DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：

（1）6的名称是______________________， 3、4代表的是_____________（写出相应的符号，不要求顺序）。

（2）若8代表的脱氧核苷酸链中（A+T）/(C+G)为36%，则（A+T）/(C+G)在整个DNA分子的比值为____________。（A+T）/(C+G)的比值越_______（大/小），DNA的热稳定性越高。

（3）某同学制作的DNA双螺旋结构模型中，一条链所用的碱基模块为A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4，则其互补链中，上述碱基模块的比应为____________。

11．（2017·海南卷）DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值的叙述，正确的是

A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同

B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高

C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链

D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1

12．（2016·上海卷）在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为

A．58                          B．78

C．82                          D．88

1．【答案】D

【解析】双链DNA分子中，A=T、C=G，但每一条链上的A和T、C和G不一定相等，A错误；DNA分子的基本单位脱氧核苷酸中每个脱氧核糖分子上均连接着一个磷酸和一个碱基，B错误；在DNA两条单链中，都有末端的一个磷酸分子与一个脱氧核糖相连，C错误；DNA分子两条链上的A与T通过氢键连接，D正确。

2．【答案】D

【解析】DNA分子的氢键越多，DNA的稳定性越高，A错误；④不能表示一个脱氧核苷酸，应是②③和下面的磷酸构成鸟嘌呤脱氧核苷酸，B错误；DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；DNA分子的两条链反向平行构成双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架，D正确。

3．【答案】D

【解析】碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，A正确；碱基对的特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子基因的特异性，B正确；一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41 000种，C正确；β-珠蛋白基因碱基对的排列顺序，是β-珠蛋白所特有的，D错误。故选D。

4．【答案】D

【解析】分析图示，G＋C含量越高，则DNA熔解所需温度越高，所以A项正确；Tm值与DNA分子中G＋C含量有关，而不能说明G＋C的数量，B项正确；DNA两条链通过氢键相连，脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接成DNA单链，C项正确；G与C之间形成三个氢键，A与T之间形成两个氢键，但由于DNA分子中(A＋T)/(C＋G)比值不定，所以不能确定哪组碱基对间的氢键总数更多，D项错误。

5．【答案】C

【解析】已知该DNA分子中有4 000个碱基对，即有8 000个碱基，而每个脱氧核苷酸中有一个碱基，故共有8 000个脱氧核苷酸；其中胞嘧啶有2 200个，根据碱基之间的互补配对原则可推知，A＋C＝DNA碱基总数的一半，故这个DNA分子中应含有的腺嘌呤A的数目为4 000－2 200＝1 800个。因此，C项正确，A、B、D项错误。

6．【答案】B

【解析】分析题图：图中DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G—4平面”，继而形成立体的“G～四联体螺旋结构”。 “G—四联体螺旋结构”是由英国剑桥大学的科学家首先发现，但不是沃森和克里克首次发现的，沃森和克里克发现的是DNA的双螺旋结构，A错误；该DNA分子是单链的DNA，G与G之间通过氢键相连，因此该DNA分子不遵循碱基互补配对原则，B正确；该DNA分子中大多数磷酸连接两个脱氧核糖，但是有一个末端的磷酸只连接了一个脱氧核糖，C错误；该单链DNA分子中（A+G)/(T+C)的比值不一定为1，D错误。

7．【答案】A

【解析】依题意和碱基互补配对原则可知：某DNA分子中，C＋G＝40%（占整个DNA分子碱基总数的比例），则C＝G＝20%（占整个DNA分子碱基总数的比例），A＝T＝30%（占整个DNA分子碱基总数的比例），一条链的T与C分别占该链碱基总数的35%和18%，即T1=35%，C1=18%，根据碱基互补配对原则，T=（T1+T2）÷2，所以T2=60%－35%＝25%，同理，C2=40%－18%＝22%，A正确，B、C、D均错误。

8．【答案】D

【解析】链状双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团，A正确；该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，则该DNA分子中A=T=400×3/20=60个，C=G=140个，故该DNA分子含有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸，B、C正确；该DNA分子含有200个碱基对，但是碱基比例已经确定，因此碱基排列方式少于4200种，D错误。

9．【答案】C

【解析】双链DNA分子中，(A＋C)/(T＋G)一定等于1，A项错误；当一条链中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)＝1时，其互补链中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)＝1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)，C项正确、D项错误。

10．【答案】（1）碱基对    G、C   

（2）36%    小   

（3）3∶4∶1∶2   

【解析】分析题图：图示为DNA分子结构模式图，其中1为磷酸，2为脱氧核糖，34为含氮碱基，5包括一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基，故为脱氧核苷酸，6为碱基对，7为氢键，8为一条脱氧核苷酸链的片段。（1）据图分析可知，6包括氢键和两个碱基，故6的名称是碱基对； 3、4代表的是含氮碱基，根据3、4之间3个氢键，判断3、4为G、C碱基。（2）若8代表的脱氧核苷酸链中（A+T）/(C+G)为36%，由于该链上的碱基A与对应互补链上的碱基T配对，该链上的碱基G与对应互补链上的碱基C配对，根据碱基互补配对原则，互补链的（A+T）/(C+G)也为36%，则（A+T）/(C+G)在整个DNA分子的比值为36%；由于G、C碱基对之间含3个氢键，A、T之间两个氢键，氢键越多DNA的结构越稳定，故（A+T）/(C+G)的比值越小，DNA的热稳定性越高。（3）某同学制作的DNA双螺旋结构模型中，一条链所用的碱基模块为A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4，根据碱基互补配对原则，则其互补链中的A等于该链的T=3，C等于该链的G=4，T等于该链的A=1，G等于该链的C=2，即上述碱基模块的比应为3∶4∶1∶2。

11．【答案】D

【解析】由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故（A+C）/（G+T）为恒值1，A错。A和T碱基对含2格氢键，C和G含3个氢键，故（A+T）/（G+C）中，（G+C）数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错。（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错。经半保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，（A+C）/（G+T）=1，D正确。

12．【答案】C

【解析】构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个订书钉；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；碱基A有6个，A=T=6，则G=C=4，A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，碱基对之间的氢键需要6×2＋4×3=24个订书钉连接。则共需要40＋18＋24=82个订书钉。