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- 2021-05-28 发布
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课时素养评价 八
DNA 的结构
(20 分钟·70 分)
一、选择题(共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分)
1.地球上的生物多种多样,不同生物的 DNA 不同,每一种生物的 DNA 又
具有特异性。决定 DNA 遗传特异性的是 ( )
A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点
B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值
C.碱基互补配对的原则
D.碱基排列顺序
【解析】选 D。每种生物的 DNA 都有特定的碱基排列顺序,这决定了 DNA
具有特异性。
2.下列有关 DNA 结构的说法中,正确的是 ( )
A.相邻的碱基被相邻的两个核糖连在一起
B.每个磷酸基团上都连着两个五碳糖
C.DNA 分子中碱基对的排列顺序是固定不变的
D.只有嘌呤与嘧啶配对,才能保证 DNA 两条长链之间的距离不变
【解析】选 D。DNA 分子中一条链上相邻的碱基被“—脱氧核糖—磷酸
—脱氧核糖—”连在一起,两条链上配对的碱基被氢键连在一起;DNA
两条链一端的磷酸基团上连着一个五碳糖;碱基对排列顺序的千变万
化形成了 DNA 分子的多样性。
3.下面是 4 位同学拼制的 DNA 部分平面结构模型,正确的是 ( )
【解析】选 C。DNA 单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖、磷酸和脱氧核
糖联系起来,脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧,构成 DNA 链的基本骨架;
碱基排列在内侧,与脱氧核糖直接相连。
【方法规律】“三看法”判断 DNA 结构的正误
4.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′
【解析】选 A。双链 DNA 的两条单链通过碱基互补配对,且两条单链方
向相反。
5.某双链 DNA 中 A+T 占整个 DNA 碱基总数的 44%,其中一条链(a)上的 G
占该链碱基总数的 21%,那么,对应的另一条互补链(b)上的 G 占该链碱
基总数的比例是
( )
A.35% B.29% C.28% D.21%
【解析】选 A。双链 DNA 中的 A+T 占整个 DNA 碱基总数的 44%,则 G+C
占整个 DNA 碱基总数的 56%,又因每条单链中 G+C 的比例与整个 DNA 中
G+C 的比例相等,可知 b 链上 G+C=56%,其中 G(a 链)=21%,可知 C(b
链)=21%,推出 G(b 链)=35%。
6.如图所示为双链 DNA 分子的平面结构模式图,下列叙述正确的是
( )
A.图示 DNA 片段中有 15 个氢键
B.沃森和克里克利用构建数学模型的方法,提出 DNA 的双螺旋结构
C.该结构中 A 和 T 的个数越多越稳定
D.在双链 DNA 分子中,每个磷酸基团连接 1 个脱氧核糖
【解析】选 A。题图 DNA 片段共 6 个碱基对,A—T 有 3 对、G—C 有 3
对;因 A—T 对之间有 2 个氢键,G—C 对之间有 3 个氢键,所以共 15 个氢
键;沃森和克里克构建的是物理模型;DNA 分子中 G 和 C 的个数越多,氢
键个数越多,DNA 分子就越稳定;在双链 DNA 分子中,每条链中间的每个
磷酸基团都分别连接 2 个脱氧核糖,每条链 5′-端的磷酸基团只连接 1
个脱氧核糖。
7.某生物的碱基组成是嘌呤碱基占碱基总数的 60%,嘧啶碱基占碱基总
数的 40%,它不可能是 ( )
A.棉花 B.绵羊
C.T2 噬菌体 D.烟草花叶病毒
【解析】选 C。棉花和绵羊体内有 DNA 和 RNA,其嘌呤碱基数与嘧啶碱
基数不一定相等;烟草花叶病毒只含单链 RNA,嘌呤碱基数和嘧啶碱基
数不一定相等;而 T2 噬菌体只含双链 DNA,其嘌呤碱基数和嘧啶碱基数
一定相等。
【方法规律】区分核酸种类的方法
(1)若含 T,A≠T 或嘌呤≠嘧啶:则为单链 DNA。因为双链 DNA 分子中
A=T,G=C,嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。
(2)若嘌呤≠嘧啶:肯定不是双链 DNA(可能为单链 DNA,也可能为 RNA)。
(3)细胞所有核酸中嘌呤≠嘧啶:既有双链 DNA,又有 RNA。
8.1953 年沃森和克里克构建了 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.③④
【解析】选 D。DNA 分子双螺旋结构模型中,碱基排列在内侧,碱基对的
排列顺序代表遗传信息,③正确;DNA 复制的特点是边解旋边复制和半
保留复制,DNA 分子双螺旋结构模型为 DNA 复制机制的阐明奠定了基
础,④正确。
【补偿训练】
制作 DNA 分子的双螺旋结构模型时,发现制成的 DNA 分子的平面结
构很像一架“梯子”,那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”之间
的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键以及遵循的原则依次是 ( )
①磷酸和脱氧核糖 ②氢键
③碱基对 ④碱基互补配对
A.①②③④ B.①③②④
C.③①②④ D.①②④③
【解析】选 B。由 DNA 分子的结构特点可以知道,DNA 分子的平面结构
很像一架“梯子”,组成这架“梯子”的“扶手”是磷酸和脱氧核糖交
替连接形成的;“扶手”之间的“阶梯”是由碱基对形成的;连接“阶
梯”的化学键是氢键;遵循的原则是碱基互补配对原则。
9.如图是 DNA 的结构模式图,有关叙述错误的是 ( )
A.7 是胸腺嘧啶脱氧核苷酸或尿嘧啶脱氧核苷酸
B.5 和 6 交替连接构成了 DNA 的基本骨架
C.9 表示该 DNA 的一条脱氧核苷酸链
D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
【解析】选 A。DNA 中,与 A 配对的 4 是 T,7 应是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,A
项错误;5 为脱氧核糖,6 为磷酸,二者相互交替连接构成了 DNA 的基本
骨架,B 项正确;9 表示由脱氧核苷酸聚合而成的脱氧核苷酸链,C 项正
确;两条链上的碱基通过氢键互补配对,A 与 T 配对,G 与 C 配对,D 项正
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
【解析】选 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。分
析 DNA 结构模型,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。
二、非选择题(共 20 分)
11.如图为 DNA 的平面结构,虚线表示碱基间的氢键。请据图回答:
(1)从主链上看,两条单链__________平行;从碱基关系看,两条单链
________。
(2)__________和____________交替连接,构成了 DNA 分子的基本骨
架。
(3)图中有__________种碱基。
(4)图中的 A 与 ATP 中的 A 的区别是________________________。
(5)与该图中的 DNA 片段大小相同的 DNA 最多有____________种。
【解析】(1)从主链上看,两条单链是反向平行的;从碱基关系看,两条
单链遵循碱基互补配对原则。
(2)脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧,构成 DNA 分子的基本骨架。
(3)图中涉及 4 种碱基。
(4)图中的 A 为腺嘌呤,而 ATP 中的 A 指腺苷。
(5)图中的 DNA 片段共有 4 对碱基对。因此最多形成 44 种 DNA。
答案:(1)反向 碱基互补配对
(2)脱氧核糖 磷酸 (3)4
(4)图中的 A 为腺嘌呤,ATP 中的 A 为腺苷
(5)44
(10 分钟·30 分)
1. (5 分)已知病毒的核酸有双链 DNA、单链 DNA、双链 RNA 和单链 RNA
四种类型,现发现了一种新病毒,要确定其核酸属于上述哪一种类型,
应该 ( )
A.分析碱基类型,确定碱基比率
B.分析碱基类型,分析五碳糖类型
C.分析蛋白质的氨基酸组成,分析碱基类型
D.分析蛋白质的氨基酸组成,分析核糖类型
【解析】选 A。含有碱基 T 的核酸为 DNA,含有碱基 U 的核酸为 RNA,双
链 DNA 中 A=T,G=C。分析碱基类型和五碳糖类型只能确定是 DNA 还是
RNA,无法确定是双链还是单链结构,所以还得确定碱基比率。
2.(5 分)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
【解析】选 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。
3.(5 分)轮状病毒是一种双链 RNA 病毒,双链 RNA 分子结构与双链 DNA
分子结构类似,则下列说法错误的是 ( )
A.轮状病毒所含两条 RNA 单链反向平行
B.双链 RNA 的基本骨架为核糖与磷酸交替连接
C.双链 RNA 中(A+G)/(U+C)=1
D.轮状病毒中碱基配对方式与 T2 噬菌体相同
【解析】选 D。双链 RNA 与双链 DNA 分子结构类似,均为双螺旋结构,
由两条反向平行的单链构成,A 正确;双链 RNA 的基本骨架由核糖与磷
酸交替连接构成,B 正确;双链 RNA 遵循碱基互补配对原则,即 A 与 U 配
对、G 与 C 配对,则(A+G)/(U+C)=1,C 正确;T2 噬菌体为双链 DNA 病毒,
由 C 项分析可知,二者的碱基互补配对方式不完全相同,D 错误。
【补偿训练】
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】选 D。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。
【实验·探究】
4.(15 分)图甲是用 DNA 测序仪测出的某 DNA 片段上一条脱氧核苷酸链
中的碱基排列顺序(TGCGTATTGG),请回答下列问题:
(1) 据 图 甲 推 测 , 此 DNA 片 段 上 的 鸟 嘌 呤 脱 氧 核 苷 酸 的 数 量 是
__________个。
(2)根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序,推测图乙中显示的脱
氧核苷酸链的碱基排列顺序为__________(从上往下)。
(3)图甲所显示的 DNA 片段与图乙所显示的 DNA 片段中的(A+G)/(T+C)
总是为________________,由此证明 DNA 分子中碱基的数量关系是
________________。图甲中的 DNA 片段与
图乙中的 DNA 片段中的 A/G 分别为____________、__________,由此说
明了 DNA 分子具有特异性。
【解析】(1)图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是 4 个,
胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是 1 个,根据碱基互补配对原则,互补链上还
有 1 个鸟嘌呤脱氧核苷酸。
(2)看清楚各列所示的碱基种类是读脱氧核苷酸链碱基序列的关键。
(3)在双链 DNA 分子中,因为碱基互补配对,嘌呤数等于嘧啶数;由图甲
中的 DNA 片段的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序是 TGCGTATTGG,可
计算出此 DNA 片段中的 A/G=(1+4)/(4+1)=1/1;图乙中的 DNA 片段中一
条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为 CCAGTGCGCC,可计算出此 DNA 片段
中 A/G=(1+1)/(4+4)=1/4,不同生物的 DNA 分子中(A+T)/(G+C)、A/G、
T/C 是不同的,体现了 DNA 分子的特异性。
答案:(1)5
(2)CCAGTGCGCC
(3)1 嘌呤数等于嘧啶数 1/1 1/4
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