生物必修2《遗传与进化》第2节 DNA分子的结构当堂达标检测题

第3章　基因的本质

第2节　DNA分子的结构

基础过关练

题组一　DNA双螺旋结构模型的构建

1.(2021福建南安高二月考)对沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型有启示作用的是              (　　)

A.克里克提出的中心法则

B.萨顿提出的基因在染色体上的假说

C.查哥夫发现DNA中嘌呤和嘧啶总量相等

D.孟德尔的豌豆杂交实验

2.在生物科学发展的历史长河中,涌现出了许多著名的科学家及一些经典的科学实验和相关理论,为生物科学的发展做出了不可磨灭的贡献。下列有关叙述正确的是              (　　)

A.在DNA双螺旋结构模型的构建过程中,富兰克林给沃森他们提供了碱基A=T、C=G的相关信息

B.查哥夫和富兰克林都采用了物理方法研究DNA的碱基配对和螺旋结构

C.DNA分子双螺旋结构模型构建的方法是同位素标记法

D.1953年DNA双螺旋结构模型的构建的重要意义是有利于发现DNA如何储存遗传信息

题组二　DNA的分子结构

3.(2020福建龙岩高二期末)如图为某种核酸分子的部分结构示意图,下列相关叙述正确的是              (　　)

A.图中5为核苷酸之间的化学键

B.图中4为一个胞嘧啶脱氧核苷酸

C.该类型的核酸分子通常为双链

D.图中2可用15N进行标记

4.(2021黑龙江鹤岗期末)下列有关DNA分子结构的叙述,错误的是 (深度解析)

A.DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构

B.DNA分子的基本单位由核糖、含氮碱基和磷酸组成

C.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架

D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且遵循碱基互补配对原则

题组三　制作DNA双螺旋结构模型

5.(2021河南郑州考试)某研究小组用如图所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、代表氢键的连接物若干,成功搭建了一个完整的DNA分子模型,模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确的是              (　　)

A.代表氢键的连接物有24个

B.代表胞嘧啶的卡片有4个

C.脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个

D.理论上能搭建出410种不同的DNA分子模型

6.下列制作的DNA双螺旋结构模型中,连接正确的是 (　　)

A

B

C

D

题组四　DNA分子的有关计算

7.一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤与鸟嘌呤数目之比为5∶3,两者之和占DNA分子碱基总数的24%,则该DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的              (　　)

A.28% B.30% C.36% D.38%

8.(2021重庆高二期末)某双链DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的比例为M,其中一条链上腺嘌呤占该链全部碱基的比例为N,则互补链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为              (　　)

A.(M-N)/2 B.M-N

C.(M-N)/(1-N) D.M-N/2

9.下列对双链DNA分子中碱基数量的计算,不正确的是 (　易错　)

A.若一条链中G占该链碱基总数的20%,则另一条链中G也占该链碱基总数的20%

B.若一条链中A∶T=3∶4,则另一条链中A∶T=4∶3

C.若一条链中(A+G)/(C+T)=1/2,则另一条链中(A+G)/(C+T)=2

D.若一条链中(A+T)/(C+G)=1/2,则另一条链中(A+T)/(C+G)=1/2

能力提升练

一、选择题

1.()下列关于双链DNA分子的叙述,错误的是 (　　)

A.若一条链中A和T的数目相等,则另一条链中A和T的数目也相等

B.DNA分子中的嘌呤数与嘧啶数相等

C.DNA分子中,若一条链中A+T=26%,则DNA分子中C占37%

D.一般来说,DNA分子中A—T碱基对比例越高越耐高温

2.(2020安徽合肥一中高二期末,)如图是某DNA分子的局部结构示意图,以下说法错误的是              (深度解析)

A.该DNA分子含有2个游离的磷酸基团

B.从主链上看,两条单链方向反向平行;从碱基关系看,两条单链碱基互补

C.①是胞嘧啶脱氧核苷酸

D.⑨是一条脱氧核糖核苷酸链片段

3.(不定项)(2021陕西西安期中,)如图为一段DNA空间结构和平面结构示意图。下列有关叙述不正确的是              (　　)

A.从图甲中可以看出DNA分子具有规则的双螺旋结构

B.与图乙中碱基2通过3个氢键相配对的碱基是胞嘧啶

C.若该DNA分子一条链中A+T占36%,则该DNA分子中G占18%

D.若该DNA分子一单链中(A+T)/(G+C)=n,则互补链中该比例为1/n

4.(2021广西钦州期末,)如图是某DNA片段的结构示意图,下列叙述正确的是 (　　)

A.a链、b链方向相同,a链与b链的碱基互补配对

B.双链DNA分子中碱基的数目和脱氧核糖的数目相等

C.脱氧核糖和碱基交替排列构成DNA分子的基本骨架

D.沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了构建数学模型的方法

二、非选择题

5.(2021山东淄博高一期末,)下图为DNA分子的局部结构模式图,请分析回答:

(1)DNA分子的基本骨架由　　　　　　　　　　　构成。DNA的基本组成单位由图中的　　　　(填序号)构成。 

(2)图中⑥代表碱基对,碱基对形成遵循的原则是　　　　　　　　。假设某DNA片段含100个碱基对,其中A有40个,那么其他3种碱基G、C、T的数目依次是　　　　　　　　。 

(3)以下是某同学对DNA分子双螺旋结构的理解,正确的是　　　　(多选)。 

A.DNA分子中,两条脱氧核苷酸长链之间通过氢键连接

B.DNA分子中,碱基A和T的数量等于G和C的数量

C.DNA分子中,G—C碱基对占比越高,DNA的稳定性越强

D.DNA分子中的两条链反向平行螺旋起来,形成双螺旋结构

(4)如图为“制作DNA双螺旋结构模型”时,某同学搭建的第一个脱氧核苷酸模型(图中①~④代表脱氧核苷酸模型间的连接部位),那么,第二个脱氧核苷酸模型与第一个之间的连接方式可描述为 

　。 

这样,不断重复就能得到一条脱氧核苷酸长链。

答案全解全析

第3章　基因的本质

第2节　DNA分子的结构

基础过关练

1.C　克里克提出中心法则是在DNA双螺旋结构模型构建后,A不符合题意;萨顿提出的基因位于染色体上的假说与该模型的构建无关,B不符合题意;查哥夫发现DNA中嘌呤总量总是等于嘧啶总量,为DNA双螺旋结构模型构建提供了较大帮助,C符合题意;孟德尔的豌豆杂交实验与该模型的构建无关,D不符合题意。

2.D　奥地利的著名生物化学家查哥夫给沃森他们提供了碱基A=T、C=G的相关信息,A错误;沃森和克里克都采用了物理方法研究DNA的碱基配对和螺旋结构,B错误;DNA分子双螺旋结构模型的构建利用了构建物理模型的方法,C错误;DNA双螺旋结构模型的构建有利于对DNA如何储存遗传信息进行解释,D正确。

3.C　图中5是一个脱氧核苷酸中磷酸和脱氧核糖之间的化学键,A错误;图中4包括一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子胞嘧啶,但不是一个胞嘧啶脱氧核苷酸,B错误;因为该核酸分子中含有碱基T,故为DNA的部分结构图,DNA通常为双链结构,C正确;图中2是脱氧核糖,只含C、H、O三种元素,不能用15N进行标记,D错误。

4.B　DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的,A正确;DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸,脱氧核糖核苷酸由脱氧核糖、含氮碱基和磷酸组成,B错误;DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,C正确;DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且遵循碱基互补配对原则,D正确。

扩展延伸

有关DNA结构的两点提醒

(1)DNA中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,A—T含2个氢键,G—C含3个氢键。

(2)DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团,两条链各有一个脱氧核糖连着一个磷酸基团。

5.C　模型中有4个A—T碱基对,6个C—G碱基对,则氢键的连接物有4×2+6×3=26(个),A错误;模型中有6个C—G碱基对,因此代表胞嘧啶的卡片有6个,B错误;模型中有4个A—T碱基对,6个C—G碱基对,即共有10个碱基对,因此脱氧核糖和磷酸之间的连接物有20×2-2=38(个),C正确;由于A—T碱基对和C—G碱基对的数目已经确定,因此理论上能搭建出的DNA分子模型种类数少于410种,D错误。

6.B　脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,核苷酸在构成核酸的过程中,磷酸基团(除两端外)连接两个化学键。

7.B　根据题意,一条链上的腺嘌呤与鸟嘌呤数目之和占DNA分子碱基总数的24%,所以该链上A+G占该链碱基数的值为24%×2=48%,又因为A∶G=5∶3,所以A占该链碱基数的值为48%×5/8=30%,另一条链中T的数目与该链中A的数目相等,两条链的碱基数目也相等,所以DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的30%。

8.A　在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个双链DNA分子中都相等。(A+T)占双链DNA分子全部碱基的比例为M,在DNA两条单链中,(A1+T1)或(A2+T2)占DNA单链全部碱基的比例也为M,其中一条链上腺嘌呤(A1)占该链全部碱基的比例为N,则T1占该链全部碱基的比例为M-N,由于A2=T1,互补链中腺嘌呤(A2)占该链全部碱基的比例也为M-N,则互补链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为(M-N)/2,A正确。

9.A　若一条链中G占该链碱基总数的20%,则另一条链中C与之互补配对,因此另一条链中C占相应链碱基总数的20%,不能确定另一条链中G所占比例,A错误;假设一条链上的A、T、C、G分别用A1、T1、C1、G1表示,另一条链上的A、T、C、G分别用A2、T2、C2、G2表示,若一条链中A1∶T1=3∶4,由于A1=T2,T1=A2,则另一条链中T2∶A2=3∶4,B正确;若一条链中(A1+G1)/(C1+T1)=1/2,由于A1=T2、T1=A2、C1=G2、G1=C2,则(T2+C2)/(G2+A2)=1/2,因而(A2+G2)/(C2+T2)=2,C正确;若一条链中(A1+T1)/(C1+G1)=1/2,由于A1=T2、T1=A2、C1=G2、G1=C2,则另一条链中(A2+T2)/(C2+G2)=1/2,D正确。

错因分析

双链DNA中A与T分子数相等,G与C分子数相等,但A+T的量不一定等于G+C的量。

能力提升练

一、选择题

1.D　在双链DNA中,一条链上的A与另一条链上的T配对,一条链上的T与另一条链上的A配对,因此若一条链上A和T的数目相等,则另一条链上的A和T的数目也相等,A正确;在双链DNA中,嘌呤碱基和嘧啶碱基互补配对,故DNA分子中的嘌呤数与嘧啶数相等,B正确;DNA分子中,若一条链中A+T=26%,则A+T占DNA分子全部碱基的26%,G+C占DNA分子全部碱基的1-26%=74%,则G=C=37%,C正确;DNA分子中G和C之间由三个氢键相连,A和T之间由两个氢键相连,氢键数越多越稳定,一般来说,DNA分子中G—C碱基对比例越高越耐高温,D错误。

2.C　题图中①表示胞嘧啶,②表示腺嘌呤,③表示鸟嘌呤,④表示胸腺嘧啶,⑤表示磷酸,⑥表示胸腺嘧啶,⑦表示脱氧核糖,⑧表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸,⑨表示一条脱氧核苷酸链的片段。该DNA分子含有2个游离的磷酸基团,A正确。从主链上看,两条单链方向反向平行;从碱基关系看,两条单链碱基互补,B正确。图中①表示胞嘧啶,C错误。⑨是一条脱氧核糖核苷酸链片段,D正确。

解题通法

“三看法”判断DNA分子结构的正误

一看外侧链成键位置是否正确,正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基团与相邻核苷酸的3号碳原子之间; 二看外侧链是否反向平行;三看内侧链碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则。

3.BCD　DNA分子具有规则的双螺旋结构,A正确;碱基2是胞嘧啶,通过3个氢键与鸟嘌呤配对,B错误;DNA分子一条链中A+T占36%,则整个DNA分子中A=T=18%,G=C=32%,C错误;由于每一条DNA单链中(A+T)/(G+C)的比例与双链DNA分子中的该比例相同,故若DNA分子一单链中(A+T)/(G+C)=n,在互补链中该比例也为n,D错误。

4.B　图中a、b为DNA的两条链,①是氢键,a、b链方向相反,a、b链的碱基互补配对形成碱基对,A错误;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,因而双链DNA分子中碱基的数目和脱氧核糖的数目相等,B正确;DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C错误;沃森和克里克研究DNA分子结构时运用了构建物理模型的方法,D错误。

二、非选择题

5.答案　(1)脱氧核糖和磷酸交替连接　①③④　(2) 碱基互补配对原则(A与T配对,G与C配对)　60、60、40　(3)ACD　(4)第二个模型的①部位与第一个模型的②部位连接(第二个模型的②部位与第一个模型的①部位连接)

解析　(1)DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构,DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成。DNA的基本组成单位为脱氧核糖核苷酸,由图中①含氮碱基、③脱氧核糖、④磷酸共同构成。(2)DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A—T、C—G)。图中⑥代表碱基对,碱基对形成时遵循A与T配对,G与C配对的原则。假设某DNA片段含100个碱基对,其中A有40个,由于A=T,所以T=40,由于G=C,所以G=C=(100×2-2×40)÷2=60。(3)DNA分子中,两条脱氧核苷酸长链之间通过氢键连接,A正确;DNA分子中碱基之间遵循碱基互补配对原则,所以碱基数量关系为A=T,G=C,但A和T的数量不一定等于G和C的数量,B错误;DNA分子中A—T之间为两个氢键,G—C之间为三个氢键,所以G—C碱基对占比越高,DNA的稳定性越强,C正确;DNA分子中的两条链反向平行螺旋起来,形成双螺旋结构,D正确。(4)DNA分子的一条链上相邻的两个脱氧核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接在一起,即图中第二个模型的①部位与第一个模型的②部位连接(或第二个模型的②部位与第一个模型的①部位连接)。