（新教材）2019-2020学年人教版生物必修第二册作业：第3章第2节　DNA分子的结构 9页

[基础全练] 1．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 构构建方面的突出贡献的说法，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：在 DNA 分子结构构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了 DNA 衍射图谱； 查哥夫发现了 A 的量总是等于 T 的量、C 的量总是等于 G 的量；沃森和克里克 在此基础上提出了 DNA 分子的双螺旋结构模型。 答案：B 2．下列有关 DNA 分子结构的叙述，正确的是( ) A．基本组成单位是核糖核苷酸 B．磷酸和五碳糖排列在内侧 C．碱基对构成 DNA 分子的基本骨架 D．具有规则的双螺旋结构 解析：DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸，A 错误；磷酸和五碳糖交替连接排 列在外侧，碱基对排列在内侧，B 错误；DNA 分子的基本骨架是由磷酸和脱氧 核糖交替连接形成的，C 错误；DNA 分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成， 形成规则的双螺旋结构，D 正确。 答案：D 3．下列关于 DNA 分子结构的说法中，不正确的是( ) A．在一个 DNA 分子中总是含有两个游离的磷酸基团 B．DNA 分子的基本骨架由“…—磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—…”构成 C．两条单链能结合在一起与氢键的作用密切相关 D．DNA 分子中 G 与 C 所占比例越大，结构越稳定 解析：链状的双链 DNA 分子中含有两个游离的磷酸基团，但环状的双链 DNA 分子不含有游离的磷酸基团，A 项错误；“…—磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核 糖—…”构成 DNA 分子的基本骨架，B 项正确；两条单链依赖于碱基对之间氢 键的作用联系在一起，C 项正确；DNA 分子中 G 与 C 之间有 3 个氢键，A 与 T 之间有 2 个氢键，所以 C 与 G 所占比例越大，结构越稳定，D 项正确。 答案：A 4．不同的双链 DNA 分子( ) A．基本骨架不同 B．碱基种类不同 C．碱基配对方式不同 D．碱基对排列顺序不同 解析：组成双链 DNA 分子的基本骨架相同，都由磷酸和脱氧核糖交替排列形成， A 错误；不同的双链 DNA 分子都有 A、T、C、G 四种碱基，B 错误；双链 DNA 分子中都是 A 与 T 配对，C 和 G 配对，C 错误；不同的双链 DNA 分子碱基对排 列顺序不同，D 正确。 答案：D 5．在制作 DNA 分子的双螺旋结构模型时，会发现制成的 DNA 分子的平面结构 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．①③② C．③①② D．①③④ 解析：组成 DNA 平面结构这架“梯子”的“扶手”、“扶手”间的“阶梯”、 连接“阶梯”的化学键依次是磷酸和脱氧核糖、碱基对、氢键。 答案：B 6．如图所示为 DNA 分子的某一片段，下列相关叙述正确的是( ) A．构成 DNA 分子的基本单位是⑦ B．DNA 分子中⑤相对含量越多越稳定 C．图中④的种类由③决定，共有 5 种 D．⑥构成 DNA 分子的基本骨架 解析：图中⑦脱氧核苷酸链，构成 DNA 的基本单位是脱氧核苷酸，应是④，A 项错误；⑤表示碱基 C、G 之间的氢键，DNA 分子中其相对含量越多越稳定，B 项正确；图中④是脱氧核苷酸，其种类由③碱基决定，共有 A、G、C、T 4 种， C 项错误；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成 DNA 的基本骨架，D 项 错误。 答案：B 7．以下所示四个双链 DNA 分子中，稳定性最差的是( ) A．双链 DNA 中 A 占 25% B．双链 DNA 中 T 占 30% C．双链 DNA 中 G 占 25% D．双链 DNA 中 C 占 30% 解析：A 与 T 之间有两个氢键，G 与 C 之间有三个氢键，所以 G 与 C 的比例越 高，稳定性就越强。 答案：B 8．下列有关双链 DNA 分子的叙述，不正确的是( ) A．若 DNA 分子中碱基 A 所占比例为 a，则碱基 C 所占比例为 1/2－a B．如果一条链上(A＋T)/(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为 m C．如果一条链上的 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上该比值为 4∶3∶2∶1 D．由 50 个碱基对组成的 DNA 分子片段中至少含有氢键的数量为 100 个 解析：依题意知，A 和 T 所占比例均为 a，则 C 和 G 所占比例均为 1/2－a，A 项正确；如果一条链上(A＋T)/(G＋C)＝m，根据碱基互补配对原则，可知另一条 链上该比值也为 m，B 项正确；如果一条链上的 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则 另一条链上该比值为 2∶1∶4∶3，C 项错误；如果该 DNA 分子片段只含有 A—T 碱基对，则只含有 100 个氢键，D 项正确。 答案：C 9．如图所示是某 DNA 分子的部分平面结构示意图，据图回答： (1)DNA 的基本组成单位是________(用数字表示)，其化学元素组成是________。 (2)DNA 分子的空间结构是________，DNA 的两条单链的方向是________， ________________在外侧形成基本骨架，________在内侧。 (3)碱基通过________连接成碱基对，遵循________原则。若该 DNA 分子的一条 链中(A＋G)/(T＋C)＝0.5，那么在它的互补链中，(A＋G)/(T＋C)应为________。 解析：(1)DNA 分子的基本组成单位是 4——脱氧核苷酸；DNA 分子的组成元素 有 C、H、O、N、P 五种。 (2)DNA 是双螺旋结构，两条单链反向平行，磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在 DNA 分子的外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。 (3)碱基通过氢键连接成碱基对；碱基配对遵循碱基互补配对原则，DNA 分子的 一条链中(A＋G)/(T＋C)的比值与其互补链中的该种碱基的比值互为倒数，则在 它的互补链中，(A＋G)/(T＋C)应为 2。 答案：(1)4 C、H、O、N、P (2)双螺旋结构 反向平行 磷酸—脱氧核糖 碱基 (3)氢键 碱基互补配对 2 10．不同生物或生物体不同器官(细胞)的 DNA 分子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) 1.08 1.21 1.52 1.43 1.43 1.43 1.30 1.29 1.30 (1)表中可见，不同种生物的 DNA 分子的(A＋T)/(G＋C)碱基比例显著不同，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)的比例差异显 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)的比值均为 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 (4)酵母菌 酵母菌 DNA 分子中，G—C 碱基对含量比例最大 [素养提升] 11．某同学分离得到 X、Y 两种未知菌种，分析其 DNA 的碱基组成，发现 X 菌 的腺嘌呤含量为 15%，而 Y 菌的胞嘧啶含量为 42%。下列关于这两个菌种 DNA 组成的叙述，正确的是( ) A．X 菌的鸟嘌呤含量为 15% B．X 菌的胞嘧啶及鸟嘌呤之和占 DNA 碱基总数的 70% C．Y 菌的腺嘌呤的数量较 X 菌的低 D．将 X 菌 DNA 解旋所需能量较将 Y 菌 DNA 解旋所需能量多 解析：X 菌的腺嘌呤含量为 15%，说明胸腺嘧啶的含量为 15%，胞嘧啶和鸟嘌 呤的含量均为 35%，X 菌的胞嘧啶及鸟嘌呤之和占 DNA 碱基总数的 70%，A 项 错误，B 项正确；Y 菌的胞嘧啶含量为 42%，说明腺嘌呤的含量为 8%，但具体 数量不能确定，C 项错误；胞嘧啶和鸟嘌呤之间存在三个氢键，腺嘌呤和胸腺嘧 啶之间只存在两个氢键，因此 DNA 中胞嘧啶和鸟嘌呤所占比例越高，解旋所需 的能量就越多，分析可知 Y 菌 DNA 中胞嘧啶和鸟嘌呤所占比例较 X 菌 DNA 中 相应比例高，因此 Y 菌 DNA 解旋所需能量较 X 菌 DNA 解旋所需能量多，D 项 错误。 答案：B 12．某链状双链 DNA 分子中，已知一条链上 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则下 列有关该 DNA 分子的说法，正确的是( ) A．该 DNA 分子中四种含氮碱基 A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7 B．若该 DNA 分子中 A 的数量为 p，则 G 的个数为 7 3p C．该 DNA 分子彻底水解的产物是核糖、碱基和磷酸 D．该 DNA 分子含有 4 个游离的磷酸基团 解析：因为 DNA 分子中 A＝T，G＝C，且一条链上 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4， 故双链 DNA 分子中四种含氮碱基 A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，A 项错误；若该 DNA 分子中 A 的数量为 p，则 G 的个数为 7 3p，B 项正确；该 DNA 分子彻底水 解的产物是脱氧核糖、碱基和磷酸，C 项错误；一个链状的 DNA 分子中含有 2 个游离的磷酸基团，D 项错误。 答案：B 13．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，其所占比例为 y，以下推断正确的是( ) A．碱基总数量为 x/y B．碱基 C 的数目为 x(0.5y－1) C．嘌呤数与嘧啶数之比为 x/(1－y) D．碱基 G 的比例为(1－y)/2 解析：根据题意知，A＝x，则 T＝x，它们所占比例均为 y，则碱基总数量为 x/y； C＋G＝x/y－A－T＝x/y－2x，则 C＝G＝x( 1 2y －1)；嘌呤数与嘧啶数之比为 1；碱 基 G 的比例为(1－2y)/2。 答案：A 14．DNA 溶解温度(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。下列有关叙述中不正确的是( ) 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．生物体内解旋酶也能使 DNA 双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋 D．DNA 分子中 G 与 C 之间的氢键总数比 A 与 T 之间的多 解析：由题图可知，一般情况下，DNA 分子的 Tm 值与 G＋C 含量呈正相关，A 正确；Tm 与 G＋C 的比值有关，因此 Tm 相同，G＋C 在 DNA 分子中的比例相同， 但是 G＋C 的数量可能不同，B 正确；生物体内解旋酶可以使氢键断裂，DNA 双螺旋结构打开，C 正确；不同 DNA 分子中 G、C 数量不同，因此 G 与 C 之间 的氢键总数不一定比 A 与 T 之间的多，D 错误。 答案：D 15．已知双链 DNA 分子的一条链中(A＋G)/(T＋C)＝m，求： (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 分子中共有 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________________。 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。在实际解题过程中，可按以下 简图形式“直观地”求解。 由图可知，两条链上、下对应的碱基数相等，故互补链中(T＋C)/(A＋G)＝m， 则该链中(A＋G)/(T＋C)＝1/m。(2)在双链 DNA 分子中，由于 A＝T、G＝C，所 以(A＋G)/(T＋C)＝1，即“整个双链 DNA 分子中的嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基 之和”。(3)①根据以上分析可知，整个 DNA 分子中有：Aa＋Ta＝Tb＋Ab，Ga＋ Ca＝Cb＋Gb，所以有(Aa＋Ta)/(Ga＋Ca)＝(Ab＋Tb)/(Gb＋Cb)＝n。②整个 DNA 分 子中 Aa＝Tb、Ab＝Ta、Ga＝Cb、Gb＝Ca，所以有(A＋T)/(G＋C)＝[(Aa＋Ab)＋(Ta ＋Tb)]/[(Ga＋Gb)＋(Ca＋Cb)]＝2(Aa＋Ta)/2(Ga＋Ca)＝n。③根据①和②知，整个 DNA 分子中，(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 ＝1 080 个；每条脱氧核苷酸链中都有一个游离的磷酸，因此一个 DNA 分子中 有两个游离的磷酸。(5)在双链 DNA 分子中，根据碱基互补配对原则 A＝T、G ＝C 可知，在所有的双链 DNA 分子中存在(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 同的生物中是不同的，可反映出物种的特异性。 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 分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和 (3)①n ②n ③在整个 DNA 分子中，(A＋T)/(G＋C)的比例与任一条链上的该 比例相同 (4)1 080 2 (5)(A＋T)/(G＋C)