第二节DNA的结构.docx

第二节DNA的结构一、选择题1.下列关于DNA分子结构的探索历程的叙述，错误的是()A.查哥夫发现，在DNA中，腺喋吟的量等于胸腺喀咤的量，鸟喋吟的量等于胞喘咤的量B.威尔金斯和富兰克林根据DNA衍射图谱的数据，推算出DNA呈螺旋结构C.在DNA结构的研究中，沃森和克里克最先提出了DNA的双螺旋结构模型D.DNA双螺旋结构模型的构建，涉及数学、物理、化学和生物等学科的知识2 .一个单链DNA噬菌体，AT=13>GC=2.0,T=300,(A+T)(G+C)=4/3,则下面结果错误的是()A.这个DNA分子的(A+G)(T+C)是3/4B.这个单链的互补链(A+G)(T+C)是3/4C.原始链和互补链双链，(A+T)(G+C)是4/3D.原始链和互补链的A/T、G/C是倒数关系3 .提出并构建DNA双螺旋结构模型的科学家是()A.孟德尔B.摩尔根C.沃森和克里克D.达尔文4 .下列核甘酸中，在DNA结构中不可能具有的是()%2H%2HE%XARCDA.答案AB.答案BC.答案CD.答案D5 .下表为生物学家在分析大麦、果蝇、猪、牛和人等生物DNA碱基比例时得到的结果:生物的种类大麦：果蝇猪牛人(A+T)(G+C)1.211.371.431.311.52根据上表，可获得的最恰当的结论是()A.DNA具有特异性B.DNA具有多样性C.DNA具有遗传性D.DNA具有特异性和多样性6 .所谓“DNA指纹”，就是把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。DNA指纹鉴定技术的依据是不同人的DNA中不同的()A.碱基种类B.脱氧核糖排列顺序C.磷酸排列顺序D.碱基排列顺序7 .某生物的碱基组成是噪吟碱基占碱基总数的60%,喀噬碱基占碱基总数的40%,则它不可能是()A.棉花B.绵羊C.T2噬菌体D.烟草花叶病毒8 .构成DNA的碱基有4种，下列碱基数量的比值因生物种类的不同而不同的是()A.(A+C)(T+G)B.(A+G)(T+C)C.(A+T)(G+C)D.G/C9 .蓝细菌细胞的DNA分子为环状，酵母菌细胞的DNA分子为链状，下列说法正确的是()A.环状DNA分子中没有游离的磷酸基团B.环状DNA分子中(A+C)/(T+G)1C.环状DNA分子不具有规则的双螺旋结构D.环状DMA分子比链状DNA分子更稳定10 .DNA是由两条单链组成的，这两条单链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。如果一条DNA单链的碱基序列是5'-AGCTAC-3,o那么它的互补链的序列是（）A. 5z-AGCTAC-3,B.5'-TGCTAG-3,C.5'-TCGATG-3,D.5'-GTAGCT-3,11.如图为某真核生物DNA片段结构模式图，下列叙述正确的是（）B. B.和交替连接构成基本骨架C.构成了一个完整的脱氧核甘酸分子D.D.DNA的两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构12 .甲生物核酸的碱基组成为喋口令占46%、喀唉占54%,乙生物遗传物质的碱基组成为嚏吟占34%、嗦噬占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、新型冠状病毒13 .目前，DNA计算机技术已成为科学研究的热点。若用DNA存储信息，理论上一个含有100个碱基的双链DNA片段最多可存储多少种不同的数据（）A.50B.100C.450D.4,°014 .如图是人体细胞中某DNA片段结构示意图。下列有关叙述正确的是（）A.图中M可表示腺喋吟或胸腺喘噬B.图中N键的为磷酸二酯键C. DNA分子中（A+C）（T+G）的比值一定等于1D. DNA分子中（A+T）（C+G）的比值越高，DNA的稳定性越高15.某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A：T：G：C=I：2：3：4。下列表述正确的是（）A.该DNA分子的另一条链上A：T：G：C=I：2：3：4B.该DNA分子共有腺喋吟60个C.该DNA分子共有鸟喋吟160个D.其中一条链中（A+T）（G+C）=37,另一条链中（A+T）（G+C）=7316.一个DNA分子的条链上，腺喋吟与鸟喋吟数目之比为2：1,两者之和占DNA分子碱基总数的24乐则该DNA分子的另一条链上，胸腺嗡咤占该链碱基数目的（）A.32%B.24%C.14%D.28%17 .某双链DNA分子的一条单链中，（A+G）（T+C）=O.4。上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别为（）A.0.4、0.6B.2.5、1.0C.0.4、0.4D.0.6、1.018 .从某生物中提取出DNA进行化学分析，发现鸟喋吟与胞嘀咤之和占全部碱基数的46%,又知该DNA的一条链（H链）所含的碱基中28%是腺喋吟，则与H链互补的另一条链中腺喋吟占该链全部碱基数的比例为（）A.26%B.24%C.14%D.11%19 .DNA分子中碱基A与T配对，C与G配对，下列关于双链DNA分子中然的叙述正确的是（）A.不同的生物该比值可能会相同B.如果一条链中该比值为初，则互补链中该比值为5C.不同生物该比值越接近，亲缘关系越近D.同一生物个体不同细胞中核DNA分子的该比值不同20 .下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是（）A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a,则另一条链中的碱基A所占比例也一定为aB.如果一条链上（A+T）：（G+C）=m,则另一条链上该比值也为mC.如果一条链上的A：T：G：C=2：2：3：3,则另条链上该比值为3：3：2：2D.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150个二、非选择题（共5小题）21 .如图是某同学制作DNA双螺旋结构模型的过程示意图，请回答下列问题：（1）在制作模型之前，需要对所用的材料进行设计并处理成不同形状，如图甲中的五边形材料应表示（2）图中乙表示的是,丙中共有种乙；丙中2与3的（填“5'C”或"3'-Cw）相连。丙中有个游离的磷酸基团。丙中DNA的两条链是（填方向）的，两条链上的碱基通过连接成碱基对。（3）若最终制作的一个DNA分子中碱基A占30%,则该DNA的一条链中鸟噂吟占该链碱基总数的比例最大为22 .如图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解（广5）,请据图探讨相关问题。(1)1953年，美国生物学家和英国物理学家,共同构建出模型。(2)物质1是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，物质1特有的成分有图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核昔酸链，如果DNA耐高温的能力越强，则(填rtG-Cw或"A-')碱基对的比例越高。(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：23 .分析以下材料，回答下列有关问题。材料一：在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型之前，人们已经证实了DNA分子是由许多脱氧核甘酸构成的长链，自然界中的DNA并不以单链形式存在，而是由两条链结合形成。材料二：1943年，查哥夫发现DNA分子中的喀咤核甘酸的总数始终等于噂吟核甘酸的总数，即A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，但(A+T)与(G+C)的比值是不固定的。材料三：根据富兰克林等人对DNA晶体X射线衍射图谱的分析表明，DNA分子由许多“亚单位”组成，相邻碱基对的间距为O.34nm,而且整个DNA分子长链的直径是恒定的。材料四：1953年沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型。材料五：2017年，哈佛大学的科学团队开发出了8碱基系统，新增的碱基对为ZP和S-B碱基，它们与天然的碱基一样可以进行一一对应，并利用氢键结合。来自印第安纳大学医学院的研究团队展示了8碱基DNA的晶体结构，新的DNA晶体结构完整，保持了正确的碱基配对，同时没有丢失天然DNA的关键性特征。(1)材料一表明DNA分子是由两条组成的，其基本组成单位是o(2)喀唯核甘酸的总数始终等于喋吟核甘酸的总数，说明.(3)A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，说明o(4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定，说明o(5)富兰克林等人提出的DNA分子中的亚单位，事实上是碱基对，亚单位的间距都为0.34nm,而且DNA分子的直径是恒定的，这些特征表明O(6)基于以上分析，沃森和克里克提出了各对应碱基之间的关系是一,并成功地构建了DNA分子的双螺旋结构模型。(7)简述材料五中“8碱基系统”的开发成功对人类有哪些重要意义？o24 .新型冠状病毒核酸检测主要用荧光定量RT-PCR技术，包括采集样本提取RNA合成DNA加探针并扩增DNA(合成更多相同DNA的同时发出荧光)一一结果分析。(1)新型冠状毒的遗传物质的中文名称是。其中储存的遗传信息是指O(2)DNA在扩增过程中加的原料之一是dATP(A的含义为该物质中含有腺噂吟)，其结构如下图所示:O 蝮 一 H onploO 痕 -H 臂 HPloO . 0u-HO H该物质的元素组成为O同时该物质需要脱掉个后才能进入DNA分子中。根据以上信息推测加入的原料除了dATP外，还有dGTP、dCTP和。(3)之所以要将RNA转换为DNA后再检测，主要是由于RM只含一条链，结构不稳定，需要转换为更稳定的双链DNAo25 .如图为DNA分子(片段)的结构示意图，请据图回答：(I)DNA的基本单位是，它是由_、和_三个部分组成的。DNA分子是规则的结构，两条链是通过的方式联系在一起的。(2)请用文字写出图中110的中文名称。1;2；3；4；5；6；7；8；9；10o(3)若在一双链DNA分子中鸟喋吟和胞啮喔之和占碱基总和的58%,在其中的一条链中T和C分别占该链碱基的20%和30%,那么在另一条链中胸腺喀咤和胞喀咤分别占该链碱基数的比例为、o参考答案1 .【答案】B【解析】1952年春天，奥地利的著名生物化学家查哥夫访问了剑桥大学，沃森和克里克从他那里得到了一个重要的信息：在DNA中，腺喋吟（八）的量总是等于胸腺喘咤(T)的量；鸟噂吟(G)的量总是等于胞喀嚏(C)的量，A正确；沃森和克里克以威尔金斯和他同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础推算出DNA呈螺旋结构，B错误；在对DNA分子结构的研究中，摘取桂冠的是美国生物学家沃森和英国物理学家克里克，C正确；在DNA分子双螺旋结构模型的探索过程中，主要涉及物理学(主要是晶体学)、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识，D正确。2 .【答案】B【解析】由题干分析可知，这个DNA分子中A=IO0、T=300>G=200,C=100,因此(A+G)(T+C)是3/4,A正确；根据碱基互补配对原则，这个单链的互补链(A+G)(T+C)是4/3,B错误；根据碱基互补配对原则，原始链和互补链双链中互补配对碱基之和的比值相同，即互补链中(A+T)(G+C)是4/3,C正确；根据碱基互补配对原则，原始链和互补链的AT,G/C是倒数关系，D正确。3 .【答案】C【解析】沃森和克里克提出并构建DNA双螺旋结构模型，C符合题意。4 .【答案】B【解析】组成DNA的基本单位为脱氧核甘酸，由分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成，组成DNA的碱基有四种：A腺喋吟、T胸腺嘴咤、G鸟嚓吟、C胞嘴咤，故DNA中不可能存在U尿嗡咤，B符合题意。故选B。5 .【答案】D【解析】在双链DNA中，A=T,G=C,但(A+T)(G+C)的值因生物种类的不同而不同，每一种生物都有其特定的比值，这就构成了DNA的特异性；不同生物，其比值又不同，这就构成了DNA的多样性。6 .【答案】D【解析】每个DNA分子中都含有A、T、C、G4种碱基，即不同DNA分子中的碱基种类相同，A项错误；磷酸、脱氧核糖的排列顺序是不变的，它们交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架，B、C项错误。7 .【答案】C【解析】棉花和绵羊体内有DNA和RNA,其嗯吟碱基数与嗡咤碱基数不一定相等；烟草花叶病毒只含单链RNA,喋吟碱基数和嚏啜碱基数不一定相等；而T2噬菌体只含双链DNA,其喋吟碱基数和嗦噬碱基数一定相等。8 .【答案】C【解析】构成双链DNA的碱基中，A与T、C与G配对，所以A、B、D三项的比值均为9 .【答案】A【解析】环状DNA链首尾相连，DNA链呈环状，不会有裸露的5'和3'端，不会有游离的磷酸基团，A正确；环状DNA分子也是规则的双螺旋结构，也遵循碱基互补配对原则，故(A+C)(T+G)=1,B、C错误；DNA分子的稳定性要看氢键数目的多少，不是看DNA分子的形状，D错误。10 .【答案】D【解析】DNA的两条链遵循碱基互补配对原则，反向平行，因此互补链从3'一端开始应该为3'-TCGATG-5,写成5'-GTAGCT-3z。11 .【答案】D【解析】双链DNA分子中，A与T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，图中和之间有2个氢键,和不能是G和C,A错误；(脱氧核糖)和(磷酸)交替连接构成基本骨架，B错误；和连在的5号碳位置上的磷酸构成一个完整的脱氧核甘酸分子，C错误。12 .【答案】D【解析】甲生物核酸的碱基组成中喋吟数不等于喀咤数，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喋吟数不等于喘噬数，说明只含有RNA,而上述答案中，只有D项中新型冠状病毒的遗传物质是RNAo13 .【答案】C【解析】含有100个碱基的双链DNA分子共包含50个碱基对，每个碱基对存在4种可能的类型，A-T,TA、GC、C-G,故碱基对的排列方式最多有不°种，一个含有100个碱基的双链DNA片段最多可存储种不同的数据，C正确。14 .【答案】C【解析】图中M对应的碱基对含有两个氢键，则M为腺喋吟脱氧核甘酸或胸腺喘咤脱氧核甘酸，A错误；配对的碱基间通过氢键连接，N键为氢键，B错误；双链DNA分子中，A与T的数量相等，G与C的数量相等，(A+C)(T+G)的比值一定等于1,C正确；G与C之间含有3个氢键，氢键数目较多，DNA分子中(A+T)/(C+G)的比值越高，说明GC碱基对越少，DNA的稳定性越低，D错误。15 .【答案】B【解析】根据碱基互补配对原则，该DNA分子另条链上A：T：G：C=2：1：4：3；A+T占该链碱基总数比例为30%,G+C占70%,即DNA分子中A+T占30%,G+C占70%,共有A=T=400X(30%÷2)=60(个)，G=C=400×(70%÷2)=140(个)；该DNA分子一条链中(A+T)(G+C)=3/7,则另一条链中(A+T)(G+C)=3/7。16 .【答案】A【解析】已知DNA分子的一条链上，A：G=2：1,且A+G的和占DNA分子碱基总数的24%,而该链的碱基总数占DNA分子碱基总数的1/2,所以该链中A+G的和占该链的碱基总数的48%,从而推出该链中A占该链的碱基数目的32%,另一条链上的T和该链中的A相等,即另一条链上的胸腺喘咤占该链碱基数目的32%,A正确。17 .【答案】B【解析】根据碱基互补配对原则可知，在整个双链DNA分子中，(A+G)(T+C)的值为1.0。在双链DNA分子中，一条单链中(A+G)(T+C)的值与其互补链中(T+C)(A+G)的值相等，为0.4,所以互补链中(A+G)(T+C)=2.5o18 .【答案】A【解析】明确DNA的两条链中所含碱基数目相同，且整个DNA中A=T,G=C,一条链中A、T、G、C的数量分别等于另一条链中T、A、C、G的数量，由此可得出答案。A h Th G CT 朴 Ath=? C G(H链)G + C占总(互补链)数的46%方法一：假定每条链中有100个碱基，则双链DNA中(G+C)=100X2X46%=92(j),所以A+T=200-92=108(个)。所以A补+TH=(A+T)(A4-T补)，且AH=T补=28(个)，所以A,h=Ttl=(A+T)-(A,1+T补)=i108-(28+28)=26(个)。即A补占该链全部碱基数的26机方法二：(G+C)占双链DNA的46%,则(A+T)占双链DNA的54%。因为A+T=2(A补+T补)，G+C=2(G补+C补)，所UA»-÷T*2CA*÷T*)"rj'-(G.-÷C.)-2(A+Ta)÷2UGa+CQ-A+T"1S4¾(A+T)÷(G+C)即双链中(A+T)的百分数等于每条单链中(A+T)的百分数。所以A补=54%28%=26%°19 .【答案】A【解析】DNA分子中，A=T,C=G,但A+T与C+G不一定相等，不同的生物该比值可能会相同，A项正确；如果DNA分子中的一条单链中"TL=勿，则互补链中誓竟=共偿=勿，B项错误；不同生物该比值接近，CLGlClG?GLCl只说明碱基含量情况，并不能说明不同生物的DNA中碱基排列顺序是否接近，所以亲缘关系无法确定，C项错误；同一生物个体不同体细胞中的核DNA分子相同，所以该比值相同，D项错误。20 .【答案】B【解析】若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a,据此无法计算出另一条链的碱基A所占比例，A错误；如果一条链上(A+T)：(G+C)=m,根据碱基互补配对原则，则另一条链上该比值也为m,B正确；如果一条链上的A：T：G：C=2：2：3：3,则另一条链上该比值为2：2：3：3,C错误；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50X2=100(个)，最多含有氢键的数量为50X3=150(个)，D错误。21 .【答案】(1)脱氧核甘酸磷酸脱氧核糖含氮碱基双螺旋碱基互补配对(2)胞喀咤腺喋吟鸟噂吟胸腺嗓噬脱氧核糖磷酸胸腺喀噬脱氧核甘酸碱基对氢键条脱氧核甘酸链的片段(3)22%28%【解析】(I)DNA的基本单位是脱氧核甘酸，它是由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基三个部分组成的。DNA的空间结构是规则的双螺旋结构，两条链是通过碱基互补配对的方式联系在一起的，DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成。(2)由分析可知，1为胞咤，2为腺喋吟，3为鸟喋吟，4为胸腺啼咤，5为脱氧核糖，6为磷酸，7为胸腺嗑噬脱氧核甘酸，8为碱基对，9为氢键，10为一条脱氧核甘酸长链的片段。(3)已知DNA分子中,G和C占全部碱基的58%,即C+G=58%,则C=G=29A=T=50%-29%=21%,又已知一条链的碱基中,T占20%,C占30%,即Tf20C1=30%,根据碱基互补配对原则，T=(T1+T2)÷2,则Tz=22%,同理C2=28%o22 .【答案】(1)沃森克里克DNA双螺旋结构(2)脱氧核糖胸腺喀喔(3)G-C(4)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定【解析】（1）1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克，共同构建出DNA双螺旋结构模型。（2）DNA与RNA相比，主要区别是五碳糖和含氮碱基的不同：DNA中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T,而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。（3）DNA分子中氢键越多，DNA分子越稳定，C-G之间有3个氢键，A-T之间有2个氢键，所以若DNA耐高温的能力越强，则G-C碱基对的比例越高。（4）RNA-般是单链结构，DNA分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链RNA更容易发生变异，所以RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异。23 .【答案】（1）脱氧核甘酸长链脱氧核甘酸（2）DNA分子中喋吟核甘酸与嘴咤核甘酸一一对应（3）A与T一一对应，C与G一对应（4）A与T之间的对应和C与G之间的对应互不影响（5）DNA分子的空间结构非常规则（6）A与T配对，C与G配对（7）碱基越多，就意味着密码子的组合形式越多，能为计算机信息储存提供新方向。新的DNA就能储存更多的信息量，更多的碱基组合意味着能完成更大、更稳定的数据库。新的DNA很有可能成为监测疾病和病毒的新型药物，在将来可能成为保护人类的新工具。（其他相关答案也可）【解析】（1）材料一表明DNA分子是由两条脱氧核甘酸长链组成的，其基本组成单位是脱氧核甘酸。（2）材料二中，嗑噬核甘酸的总数始终等于喋吟核甘酸的总数，说明DNA分子中喋吟核甘酸与嗑噬核甘酸一对应。（3）A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，说明A与T一一对应，C与G一对应。（4）A与T的总数和G与C的总数的比值不固定，说明A与T之间的对应和C与G之间的对应互不影响。（5）材料三中，富兰克林等人提出的DNA分子中的亚单位事实上是碱基对，亚单位的间距都为0.34nm,且DNA分子的直径是恒定的，这些特征表明DNA分子的空间结构非常规则。（6）沃森和克里克提出了各对应碱基之间的关系是A与T配对，C与G配对，并成功地构建了DNA分子的双螺旋结构模型。（7）2017年，哈佛大学的科学团队开发出了8碱基系统，新增的碱基对为Z-P和S-B碱基，它们与天然的碱基一样可以进行一一对应，并利用氢键结合。若配对的碱基越多，就意味着密码子的组合越多，这可为计算机信息储存提供新方向。新的DNA就能储存更多的信息量，更多的碱基组合意味着能完成更大、更稳定的数据库。新的DNA很有可能成为监测疾病和病毒的新型药物，在将来可能成为保护人类的新工具。24 .【答案】核糖核酸（核糖）核甘酸的排列顺序（或碱基排列顺序）（2）C、H、0、N、P2磷酸dTTP（3）核糖核昔酸【解析】（1）新冠病毒的遗传物质是RNA,中文名称是核糖核甘酸；其中储存的遗传信息是指（核糖）核甘酸的排列顺序（或碱基排列顺序）。（2）据图可知，dATP的元素组成是C、H、0、N、P；该物质需要脱掉2个磷酸分子才能成为腺喋吟脱氧核甘酸，进入DNA分子作为合成DNA的原料；根据DNA分子的碱基组成（A、T、G、C）可以判断，加入的原料除了dATP外，还有dGTP、dCTP和dTTP。（3）之所以要将RNA转换为DNA后再检测，主要是由于RNA只含一条核糖核甘酸链，结构不稳定，需要转换为更稳定的双链DNA。25 .【答案】（1）脱氧核糖（填五碳糖不得分）（2）脱氧核昔酸23'C2反向（平行）氢键（3）40%【解析】（1）在制作DNA的双螺旋结构模型时，通常用五边形表示脱氧核糖。（2）图中乙由三种不同形状的材料连接而成，为脱氧核甘酸。根据丙中两个碱基之间的氢键数可判断，丙中含有2种碱基（A和T）,即含有2种脱氧核甘酸。3的1'-C与碱基相连，5'C与同一个核昔酸分子的磷酸基团相连，3zC与其他核甘酸分子的磷酸基团相连。丙中两条链的5'一端各有一个游离的磷酸基团。DNA的两条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构，两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。（3）在一个DNA分子中，碱基A占30%,根据碱基互补配对原则，T=A=30%,则C=G=20%,该DNA分子的一条链中鸟噂吟占该链碱基总数的比例最大为40%o