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高中生物2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第6单元 第2课时 DNA分子的结构及基因的概念
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这是一份高中生物2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第6单元 第2课时 DNA分子的结构及基因的概念，共16页。试卷主要包含了DNA双螺旋结构模型的构建，DNA的结构，DNA中的碱基数量的计算规律等内容，欢迎下载使用。
考点一 DNA分子的结构
1．DNA双螺旋结构模型的构建
(1)构建者：沃森和克里克。
(2)构建过程
2．DNA的结构
判一判
①DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基( × )
②每个DNA分子中，都是碱基数＝磷酸数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数( √ )
③G—C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高( √ )
④在环状DNA和链状DNA结构中，均有两个游离磷酸( × )
⑤两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对( √ )
⑥DNA分子中一条链上的相邻碱基通过氢链连接( × )
⑦每个DNA分子中一般都会含有四种脱氧核苷酸( √ )
⑧DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧( × )
⑨维持基因结构稳定的键主要是磷酸二酯键和氢键( √ )
①源于必修2 P50图3－8：DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′－端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′－端，两条单链走向相反，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
②源于必修2 P51探究·实践：DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别。
归纳总结 DNA双螺旋结构的热考点
3．DNA中的碱基数量的计算规律
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
(1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。
即：双链中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝eq \f(1,2)(A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
(2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。
eq \f(A1＋T1,N1)＝eq \f(A2＋T2,N2)＝eq \f(A＋T,N)(N为相应的碱基总数)，
eq \f(C1＋G1,N1)＝eq \f(C2＋G2,N2)＝eq \f(C＋G,N)。
规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。
(3)eq \f(A1＋C1,T1＋G1)与eq \f(A2＋C2,T2＋G2)的关系是互为倒数。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
(4)若eq \f(A1,N1)＝a，eq \f(A2,N2)＝b，则eq \f(A,N)＝eq \f(1,2)(a＋b)。
规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
考向一 DNA的结构及特点
1．(2022·重庆巴蜀中学高三模拟)下列有关双链DNA分子的叙述，错误的是( )
A．分子中脱氧核糖与磷酸的数量比为1∶1
B．分子中嘌呤总数与嘧啶总数之比为1∶1
C．分子中磷酸二酯键数目与氢键数目之比为1∶1
D．一条单链中(A＋C)与其互补链中(T＋G)之比为1∶1
答案 C
2．下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，下列叙述错误的是( )
A．图甲中②③交替连接构成DNA基本骨架
B．若一条链的下端是磷酸基团，则另一条链的上端也是磷酸基团
C．取两位同学制作的单链即可连接成DNA双链
D．丙到丁过程体现了DNA分子双螺旋的特点
答案 C
解析 DNA分子结构的主要特点：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的外侧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。
考向二 DNA结构的相关计算
3．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的( )
A．32.9%,17.1% B．31.3%,18.7%
C．18.7%,31.3% D．17.1%,32.9%
答案 B
解析 互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%－32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。
4．(2022·河南洛阳一中高三质检)如图表示有关DNA分子中的部分关系，下列判断正确的是( )
A．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的量，则符合甲曲线变化
B．若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量，则符合甲曲线变化
C．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量，则符合乙曲线变化
D．若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量，则符合乙曲线变化
答案 C
解析 DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的量是互为倒数的关系，此情况不符合甲曲线变化，A错误；DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量互为倒数，此情况不符合甲曲线变化，B错误；根据碱基互补配对原则，DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量是相等的，此情况符合乙曲线变化，C正确；由于DNA中A＝T、G＝C，A＋G＝T＋C，嘌呤数＝嘧啶数，整个的量始终等于1，但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的量不确定，D错误。
考点二 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．基因与DNA
(1)遗传信息：指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，含有的遗传信息不同。
(2)DNA的特性
①多样性：具有n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。
②特异性：每种DNA分子都有其特定的碱基排列顺序。
③稳定性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。
(3)基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2．基因、DNA、染色体之间的关系
考向 基因的概念及基因与DNA的关系
5．在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是( )
A．RNA基因的基本单位是核糖核苷酸
B．tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的
C．生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定
D．人体细胞内的DNA是主要的遗传物质
答案 B
解析 RNA基因的本质为DNA片段，基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；tRNA是由DNA转录而来，但是不编码蛋白质，属于题干中由非编码序列转录形成的，B正确；生物遗传信息的多样性由DNA上的脱氧核苷酸的排列顺序决定，包括编码区和非编码区，C错误；人体细胞内的核酸包括DNA和RNA，其中DNA是遗传物质，D错误。
6．下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是( )
A．R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质
B．R、S、N、O互为非等位基因
C．果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D．每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变
答案 B
拓展延伸 真、原核细胞基因的结构和表达
(1)基因的结构
(2)基因表达遗传信息
重温高考 真题演练
1．(2021·广东，5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是( )
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案 B
解析 赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。
2．(2021·北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是( )
A．DNA复制后A约占32%
B．DNA中C约占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U约占32%
答案 D
解析 DNA分子为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。
3．(2020·浙江，3)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A．①表示胞嘧啶 B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖 D．④表示氢键
答案 D
解析 图中①表示胸腺嘧啶，②表示胞嘧啶，③表示脱氧核糖，④表示氢键，D项正确。
4．(2017·海南，24)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
答案 D
解析 双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即A＝T，C＝G，A＋C与G＋T的比值为1。因此，碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值相同，A项错误；DNA分子中，C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，C与G的含量越高，DNA稳定性越高，则前一个比值越小，B项错误；当两个比值相同时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C项错误。
一、易错辨析
1．DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连( × )
2．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( × )
3．双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数( √ )
4．某双链DNA分子中一条链上A∶T＝1∶2，则该DNA分子中A∶T＝2∶1( × )
5．DNA中有氢键，RNA中没有氢键( × )
6．DNA分子中嘌呤数一定等于嘧啶数( × )
7．某DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，该DNA分子一定是双链DNA( × )
8．对于真核生物来说，染色体是基因的唯一载体( × )
9．人体内控制β珠蛋白合成的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种( × )
二、填空默写
1．(必修2 P50)DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
2．(必修2 P50)DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接。
3．(必修2 P50)DNA分子内侧由两条链上的碱基通过氢键形成碱基对，即A和T配对(氢键有2个)，G和C配对(氢键有3个)。碱基之间的这种一一对应的关系，叫碱基互补配对原则。双链DNA中A(腺嘌呤)的量总是和T(胸腺嘧啶)的量相等，C(胞嘧啶)的量总是和G(鸟嘌呤)的量相等。
4．染色体是DNA的主要载体，每条染色体上有1或2个DNA分子。基因的本质：通常是有遗传效应的DNA片段。
5．DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别。
课时精练
一、选择题
1．如图为某链状DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是( )
A．④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．DNA聚合酶可催化⑥或⑦形成
C．解旋酶可断开⑤，因此DNA的稳定性与⑤无关
D．A链和B链的方向相反，该DNA分子共具有2个游离的磷酸基团
答案 D
解析 ①是胸腺嘧啶脱氧核苷酸中的磷酸，①②③不能构成一个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；DNA聚合酶催化⑥的形成，不催化⑦的形成，B错误；⑤是氢键，氢键是维持DNA结构稳定的因素之一，C错误；链状DNA分子两条链的末端各有一个游离的磷酸基团，所以该DNA中共具有2个游离的磷酸基团，D正确。
2．(2022·黑龙江哈尔滨三中调研)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占( )
A．12%和34% B．21%和24%
C．34%和12% D．58%和30%
答案 C
解析 因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上的所占比例相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，故选C。
3．科学家发现了单链DNA的一种四螺旋结构，一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G－4平面”，继而形成立体的“G－四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述正确的是( )
A．每个“G－四联体螺旋结构”中含有两个游离的磷酸基团
B．该结构中富含G－C碱基对
C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等
D．该“G－四联体螺旋结构”可以抑制癌细胞的分裂
答案 C
解析 每个“G－四联体螺旋结构”是一条单链形成的，该结构中含有1个游离的磷酸基团，A错误；“G－四联体螺旋结构”是由单链DNA形成的一种四螺旋结构，该结构中富含G，而不是富含G－C碱基对，B错误；双链DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而该单链结构中(A＋G)/(T＋C)的值不一定等于1，因此该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等，C正确；根据题意此“G－四联体螺旋结构”一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中，因此该结构不能抑制癌细胞的分裂，可能促进癌细胞的分裂，D错误。
4．通常DNA分子是由两条走向相反的多核苷酸长链形成的右手螺旋，每一螺旋含10个碱基对，螺距为3.4 nm。双螺旋的表面有一个大沟和一个小沟，在此可发生特异核苷酸序列与特异的DNA结合蛋白质之间的相互作用，活化或抑制结合位点或其附近的基因。下列叙述错误的是( )
A．DNA的双螺旋结构中的碱基配对方式有A—T、C—G、T—A、G—C
B．染色体解螺旋形成染色质时，DNA分子的双链并未解螺旋
C．DNA中特定的核苷酸序列与特异的DNA结合蛋白质之间的相互作用具有特异性
D．单链的RNA与DNA相比，不具有螺旋现象
答案 D
5．沃森和克里克根据DNA衍射图谱，解析出经典的DNA双螺旋类型(B－DNA)，后续人们又解析了两种不同的DNA双螺旋类型(A－DNA和Z－DNA)，它们的螺旋直径如表所示。下列叙述错误的是( )
A.Z－DNA双螺旋类型结构更为紧凑而有利于其完成复制
B．不同的双螺旋类型中，基因的转录活跃程度不同
C．三种双螺旋类型DNA双链都遵循碱基互补配对原则
D．推测在生物体内DNA双螺旋类型也是多种多样的
答案 A
解析 DNA复制过程中需要将DNA解旋，而Z－DNA双螺旋类型结构更为紧凑，解旋更困难，从而不利于其完成复制，A错误；不同螺旋结构的直径不同，转录活跃程度不同，B正确；DNA复制过程中无论什么类型的DNA双螺旋结构，都遵循碱基互补配对原则，C正确；DNA可按其螺旋直径划分不同种类，则可导致生物体内DNA双螺旋类型多种多样，D正确。
6．(2022·陕西高三模拟)某DNA片段中共有a个碱基，其中一条链中A＋T占该链碱基总数的50%。下列有关说法正确的是( )
A．该DNA片段复制时，解旋酶和DNA聚合酶不能同时发挥作用
B．该DNA片段中A＋T占碱基总数的50%
C．若该DNA片段发生基因突变，则会影响嘌呤和嘧啶的比例
D．该DNA片段的另一条链中A＋G＝T＋C＝a/4
答案 B
解析 DNA分子复制的特点是边解旋边复制，因此DNA分子复制时解旋酶和DNA聚合酶可同时发挥作用，A错误；由于DNA分子两条链上的碱基数量关系是A1＝T2、T1＝A2(假设DNA分子两条链分别为1链和2链)，因此双链DNA分子中，A＋T占碱基总数的比值与每一条链上A＋T占该链碱基总数的比值相等，所以该DNA片段A＋T占碱基总数的比例为50%，B正确；双链DNA分子中碱基之间的配对严格遵循碱基互补配对原则，即A＝T，C＝G，因此即使该DNA片段发生基因突变，其嘌呤和嘧啶的比例仍保持不变，C错误；根据题目信息可推知，该DNA片段的另一条链中A＋T＝C＋G＝50%＝eq \f(a,4)，但由于该链中A与T或C与G无严格的数量对应关系，所以无法确定A＋G与T＋C的数量是否相等及与eq \f(a,4)的大小关系，D错误。
7．DNA分子的两条链通过碱基对之间的氢键相互连接。其中A－T之间有2个氢键、C－G之间有3个氢键。氢键数目越多，DNA分子越稳定。下列相关叙述正确的是( )
A．核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目一定相同
B．某双链DNA分子的一条链中A占30%，另一条链中A占28%，则该DNA分子中A－T之间的氢键数目要多于C－G之间的氢键数目
C．长度相同的双链DNA分子，由于(A＋C)/(G＋T)比值不同，它们的稳定性也不同
D．亲代DNA经过准确复制得到两个子代DNA，则亲子代DNA之间的(A＋T)/(G＋C)比值相同，稳定性也相同
答案 D
解析 A－T之间有2个氢键、C－G之间有3个氢键，因此核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目不一定相同，A错误；某双链DNA分子的一条链中A占30%，则另一条链中T占30%，另一条链中A占28%，则整个DNA分子中A－T的比例＝30%＋28%＝58%，C－G的比例＝1－58%＝42%，由于A－T之间有2个氢键、C－G之间有3个氢键，该DNA分子中A－T之间的氢键数目(碱基对数×58%×2)要少于C－G之间的氢键数目(碱基对数×42%×3)，B错误；A＝T，C＝G，则A＋C＝G＋T，不同的双链DNA分子，(A＋C)/(G＋T)比值相等，都等于1，C错误；亲代DNA和经过准确复制得到的两个子代DNA碱基序列都相同，因此亲子代DNA之间的(A＋T)/(G＋C)比值相同，稳定性也相同，D正确。
8．某病毒的DNA分子共有碱基600个，其中一条链的碱基比例为A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2 100个。下列相关叙述错误的是( )
A．该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制
B．子代病毒的DNA中(A＋T)/(C＋G)＝3/7
C．该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA
D．该病毒DNA复制3次共需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸
答案 D
解析 病毒DNA在宿主细胞中复制时遵循DNA分子半保留复制的原则，A正确；该DNA分子中(A＋T)/(C＋G)＝3/7，根据碱基互补配对关系，子代病毒的DNA中(A＋T)/(C＋G)＝3/7，B正确；由题干信息可知，在侵染宿主细胞时共消耗嘌呤类碱基2 100个，应是复制了3次，则该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA，C正确；该病毒DNA复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为(23－1)×90＝630(个)，D错误。
9．某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则关于该DNA分子的叙述正确的是( )
A．该DNA分子含有4个游离的磷酸基团
B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C．该DNA分子中四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．该DNA分子的碱基排列方式共有4100种
答案 C
解析 该DNA分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个，根据DNA半保留复制特点，该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为30×(22－1)＝90个，B错误；因为该DNA分子中碱基比例已经确定，碱基对的种类数也确定，所以碱基排列方式小于4100种，D错误。
10．下图所示DNA分子片段中一条链含15N，另一条链含14N。下列有关说法错误的是( )
A．DNA连接酶和DNA聚合酶都催化形成①处的化学键
B．解旋酶作用于③处，而②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
C．若该DNA分子中一条链上G＋C＝56%，则无法确定整个DNA分子中T的含量
D．把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占100%
答案 C
解析 若该DNA分子中一条链上G＋C＝56%，依据碱基互补配对原则，另一条链上G＋C＝56%，整个DNA分子中G＋C＝56%，A＋T＝44%，A＝T，则T占22%，C错误；把DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占100%，D正确。
11．从分子水平上对生物多样性或特异性的分析，不正确的是( )
A．碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性
B．碱基对特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子基因的特异性
C．一个含有2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列顺序有41 000种
D．人体内控制β珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种
答案 D
解析 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。
12．DNA是主要的遗传物质。下列关于DNA的分子结构与特点的叙述，不正确的是( )
A．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
B．DNA分子的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
C．每个DNA分子中，碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
答案 A
解析 DNA分子中大多数脱氧核糖上连着两个磷酸和一个碱基，末端的脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基，A错误。
二、非选择题
13．如图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题：
(1)写出图中序号代表结构的中文名称：①____________，⑦____________________，⑧________________________________________________________________________，
⑨________________________________________________________________________。
(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基团。
(3)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的________________________________________________________________________
(填序号)中可检测到15N。若细胞在该培养液中分裂4次，该DNA分子也复制4次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。
(4)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________________个。
答案 (1)胞嘧啶 脱氧核糖 鸟嘌呤脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段 (2)4 2 (3)①②③④⑥⑧⑨ 1∶8 (4)15·(a/2－m)
解析 根据碱基互补配对原则可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基团，⑥是鸟嘌呤，⑦是脱氧核糖，⑧是鸟嘌呤脱氧核苷酸，⑨是一条脱氧核苷酸链的片段。该DNA分子复制4次，产生16个DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，含14N的DNA分子共2个，所有的DNA分子都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例为1∶8。A＝T＝m，则G＝C＝a/2－m，复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24－1)×(a/2－m)＝15·(a/2－m)。
14．DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，可用于亲子鉴定、侦察罪犯等方面，请思考并回答下列有关DNA指纹技术的问题。
(1)DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针是一种已知碱基顺序的DNA片段。请问用DNA探针检测基因所用的原理是_______________________________________
________________________________________________________________________。现在已知除了同卵双生双胞胎外，每个人的DNA都是独一无二的，就好像指纹一样，这说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品，若一个只含31P的DNA分子被32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的____________。
(3)DNA指纹技术可应用于尸体的辨认工作中，煤矿瓦斯爆炸事故中尸体的辨认就可借助于DNA指纹技术。
①如表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的某条染色体上同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断(不考虑突变)，A、B、C三组DNA中不是同一人的是________________组。
②为什么从尸体与死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取的DNA可以完全互补配对？
________________________________________________________________________。
答案 (1)碱基互补配对原则和DNA分子的特异性 DNA分子具有多样性和特异性 (2)7/8
(3)①B、C ②人体所有细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质(或DNA)
解析 (1)DNA探针检测基因依据的是碱基互补配对原则和DNA分子的特异性。几乎每个人的DNA都独一无二，说明DNA分子具有多样性；每个人又有特定的DNA序列，说明DNA分子具有特异性。(2)一个双链被31P标记的DNA分子，在复制过程中，只能提供2条含31P的单链，复制3次后，得到8个DNA分子，16条脱氧核苷酸链，其中只有2条单链含31P，所以含32P的单链占全部单链的(16－2)/16＝7/8。(3)①分析表格可知，A组尸体中的DNA碱基序列和家属提供的DNA碱基序列能完全进行互补配对，但B组与C组的不能完全配对，说明B、C组不是同一个人的。②一个人的所有细胞都来自同一个受精卵的有丝分裂，不考虑基因突变时，家属提供的死者生前物品上的DNA与死者尸体中的DNA相同，碱基可以完全互补配对。提醒 ①对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。
②基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。
③人类基因组计划测定的是24条染色体22条常染色体＋X＋Y上DNA的碱基序列。
A－DNA
B－DNA
Z－DNA
螺旋直径(nm)
2.55
2.37
1.84
组别
A组
B组
C组
尸体中的DNA碱基序列
ACTGACGGTT
GGCTTATCGA
GCAATCGTGC
家属提供的DNA碱基序列
TGACTGCCAA
CCGAATAGCA
CGGTAAGACG
考点一 DNA分子的结构
1．DNA双螺旋结构模型的构建
(1)构建者：沃森和克里克。
(2)构建过程
2．DNA的结构
判一判
①DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基( × )
②每个DNA分子中，都是碱基数＝磷酸数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数( √ )
③G—C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高( √ )
④在环状DNA和链状DNA结构中，均有两个游离磷酸( × )
⑤两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对( √ )
⑥DNA分子中一条链上的相邻碱基通过氢链连接( × )
⑦每个DNA分子中一般都会含有四种脱氧核苷酸( √ )
⑧DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧( × )
⑨维持基因结构稳定的键主要是磷酸二酯键和氢键( √ )
①源于必修2 P50图3－8：DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′－端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′－端，两条单链走向相反，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
②源于必修2 P51探究·实践：DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别。
归纳总结 DNA双螺旋结构的热考点
3．DNA中的碱基数量的计算规律
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
(1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。
即：双链中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝eq \f(1,2)(A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
(2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。
eq \f(A1＋T1,N1)＝eq \f(A2＋T2,N2)＝eq \f(A＋T,N)(N为相应的碱基总数)，
eq \f(C1＋G1,N1)＝eq \f(C2＋G2,N2)＝eq \f(C＋G,N)。
规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。
(3)eq \f(A1＋C1,T1＋G1)与eq \f(A2＋C2,T2＋G2)的关系是互为倒数。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
(4)若eq \f(A1,N1)＝a，eq \f(A2,N2)＝b，则eq \f(A,N)＝eq \f(1,2)(a＋b)。
规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
考向一 DNA的结构及特点
1．(2022·重庆巴蜀中学高三模拟)下列有关双链DNA分子的叙述，错误的是( )
A．分子中脱氧核糖与磷酸的数量比为1∶1
B．分子中嘌呤总数与嘧啶总数之比为1∶1
C．分子中磷酸二酯键数目与氢键数目之比为1∶1
D．一条单链中(A＋C)与其互补链中(T＋G)之比为1∶1
答案 C
2．下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，下列叙述错误的是( )
A．图甲中②③交替连接构成DNA基本骨架
B．若一条链的下端是磷酸基团，则另一条链的上端也是磷酸基团
C．取两位同学制作的单链即可连接成DNA双链
D．丙到丁过程体现了DNA分子双螺旋的特点
答案 C
解析 DNA分子结构的主要特点：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的外侧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。
考向二 DNA结构的相关计算
3．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的( )
A．32.9%,17.1% B．31.3%,18.7%
C．18.7%,31.3% D．17.1%,32.9%
答案 B
解析 互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%－32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。
4．(2022·河南洛阳一中高三质检)如图表示有关DNA分子中的部分关系，下列判断正确的是( )
A．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的量，则符合甲曲线变化
B．若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量，则符合甲曲线变化
C．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量，则符合乙曲线变化
D．若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量，则符合乙曲线变化
答案 C
解析 DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的量是互为倒数的关系，此情况不符合甲曲线变化，A错误；DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量互为倒数，此情况不符合甲曲线变化，B错误；根据碱基互补配对原则，DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量是相等的，此情况符合乙曲线变化，C正确；由于DNA中A＝T、G＝C，A＋G＝T＋C，嘌呤数＝嘧啶数，整个的量始终等于1，但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的量不确定，D错误。
考点二 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．基因与DNA
(1)遗传信息：指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，含有的遗传信息不同。
(2)DNA的特性
①多样性：具有n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。
②特异性：每种DNA分子都有其特定的碱基排列顺序。
③稳定性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。
(3)基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2．基因、DNA、染色体之间的关系
考向 基因的概念及基因与DNA的关系
5．在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是( )
A．RNA基因的基本单位是核糖核苷酸
B．tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的
C．生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定
D．人体细胞内的DNA是主要的遗传物质
答案 B
解析 RNA基因的本质为DNA片段，基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；tRNA是由DNA转录而来，但是不编码蛋白质，属于题干中由非编码序列转录形成的，B正确；生物遗传信息的多样性由DNA上的脱氧核苷酸的排列顺序决定，包括编码区和非编码区，C错误；人体细胞内的核酸包括DNA和RNA，其中DNA是遗传物质，D错误。
6．下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是( )
A．R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质
B．R、S、N、O互为非等位基因
C．果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D．每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变
答案 B
拓展延伸 真、原核细胞基因的结构和表达
(1)基因的结构
(2)基因表达遗传信息
重温高考 真题演练
1．(2021·广东，5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是( )
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案 B
解析 赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。
2．(2021·北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是( )
A．DNA复制后A约占32%
B．DNA中C约占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U约占32%
答案 D
解析 DNA分子为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。
3．(2020·浙江，3)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A．①表示胞嘧啶 B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖 D．④表示氢键
答案 D
解析 图中①表示胸腺嘧啶，②表示胞嘧啶，③表示脱氧核糖，④表示氢键，D项正确。
4．(2017·海南，24)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
答案 D
解析 双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即A＝T，C＝G，A＋C与G＋T的比值为1。因此，碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值相同，A项错误；DNA分子中，C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，C与G的含量越高，DNA稳定性越高，则前一个比值越小，B项错误；当两个比值相同时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C项错误。
一、易错辨析
1．DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连( × )
2．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( × )
3．双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数( √ )
4．某双链DNA分子中一条链上A∶T＝1∶2，则该DNA分子中A∶T＝2∶1( × )
5．DNA中有氢键，RNA中没有氢键( × )
6．DNA分子中嘌呤数一定等于嘧啶数( × )
7．某DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，该DNA分子一定是双链DNA( × )
8．对于真核生物来说，染色体是基因的唯一载体( × )
9．人体内控制β珠蛋白合成的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种( × )
二、填空默写
1．(必修2 P50)DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
2．(必修2 P50)DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接。
3．(必修2 P50)DNA分子内侧由两条链上的碱基通过氢键形成碱基对，即A和T配对(氢键有2个)，G和C配对(氢键有3个)。碱基之间的这种一一对应的关系，叫碱基互补配对原则。双链DNA中A(腺嘌呤)的量总是和T(胸腺嘧啶)的量相等，C(胞嘧啶)的量总是和G(鸟嘌呤)的量相等。
4．染色体是DNA的主要载体，每条染色体上有1或2个DNA分子。基因的本质：通常是有遗传效应的DNA片段。
5．DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别。
课时精练
一、选择题
1．如图为某链状DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是( )
A．④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．DNA聚合酶可催化⑥或⑦形成
C．解旋酶可断开⑤，因此DNA的稳定性与⑤无关
D．A链和B链的方向相反，该DNA分子共具有2个游离的磷酸基团
答案 D
解析 ①是胸腺嘧啶脱氧核苷酸中的磷酸，①②③不能构成一个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；DNA聚合酶催化⑥的形成，不催化⑦的形成，B错误；⑤是氢键，氢键是维持DNA结构稳定的因素之一，C错误；链状DNA分子两条链的末端各有一个游离的磷酸基团，所以该DNA中共具有2个游离的磷酸基团，D正确。
2．(2022·黑龙江哈尔滨三中调研)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占( )
A．12%和34% B．21%和24%
C．34%和12% D．58%和30%
答案 C
解析 因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上的所占比例相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，故选C。
3．科学家发现了单链DNA的一种四螺旋结构，一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G－4平面”，继而形成立体的“G－四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述正确的是( )
A．每个“G－四联体螺旋结构”中含有两个游离的磷酸基团
B．该结构中富含G－C碱基对
C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等
D．该“G－四联体螺旋结构”可以抑制癌细胞的分裂
答案 C
解析 每个“G－四联体螺旋结构”是一条单链形成的，该结构中含有1个游离的磷酸基团，A错误；“G－四联体螺旋结构”是由单链DNA形成的一种四螺旋结构，该结构中富含G，而不是富含G－C碱基对，B错误；双链DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而该单链结构中(A＋G)/(T＋C)的值不一定等于1，因此该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等，C正确；根据题意此“G－四联体螺旋结构”一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中，因此该结构不能抑制癌细胞的分裂，可能促进癌细胞的分裂，D错误。
4．通常DNA分子是由两条走向相反的多核苷酸长链形成的右手螺旋，每一螺旋含10个碱基对，螺距为3.4 nm。双螺旋的表面有一个大沟和一个小沟，在此可发生特异核苷酸序列与特异的DNA结合蛋白质之间的相互作用，活化或抑制结合位点或其附近的基因。下列叙述错误的是( )
A．DNA的双螺旋结构中的碱基配对方式有A—T、C—G、T—A、G—C
B．染色体解螺旋形成染色质时，DNA分子的双链并未解螺旋
C．DNA中特定的核苷酸序列与特异的DNA结合蛋白质之间的相互作用具有特异性
D．单链的RNA与DNA相比，不具有螺旋现象
答案 D
5．沃森和克里克根据DNA衍射图谱，解析出经典的DNA双螺旋类型(B－DNA)，后续人们又解析了两种不同的DNA双螺旋类型(A－DNA和Z－DNA)，它们的螺旋直径如表所示。下列叙述错误的是( )
A.Z－DNA双螺旋类型结构更为紧凑而有利于其完成复制
B．不同的双螺旋类型中，基因的转录活跃程度不同
C．三种双螺旋类型DNA双链都遵循碱基互补配对原则
D．推测在生物体内DNA双螺旋类型也是多种多样的
答案 A
解析 DNA复制过程中需要将DNA解旋，而Z－DNA双螺旋类型结构更为紧凑，解旋更困难，从而不利于其完成复制，A错误；不同螺旋结构的直径不同，转录活跃程度不同，B正确；DNA复制过程中无论什么类型的DNA双螺旋结构，都遵循碱基互补配对原则，C正确；DNA可按其螺旋直径划分不同种类，则可导致生物体内DNA双螺旋类型多种多样，D正确。
6．(2022·陕西高三模拟)某DNA片段中共有a个碱基，其中一条链中A＋T占该链碱基总数的50%。下列有关说法正确的是( )
A．该DNA片段复制时，解旋酶和DNA聚合酶不能同时发挥作用
B．该DNA片段中A＋T占碱基总数的50%
C．若该DNA片段发生基因突变，则会影响嘌呤和嘧啶的比例
D．该DNA片段的另一条链中A＋G＝T＋C＝a/4
答案 B
解析 DNA分子复制的特点是边解旋边复制，因此DNA分子复制时解旋酶和DNA聚合酶可同时发挥作用，A错误；由于DNA分子两条链上的碱基数量关系是A1＝T2、T1＝A2(假设DNA分子两条链分别为1链和2链)，因此双链DNA分子中，A＋T占碱基总数的比值与每一条链上A＋T占该链碱基总数的比值相等，所以该DNA片段A＋T占碱基总数的比例为50%，B正确；双链DNA分子中碱基之间的配对严格遵循碱基互补配对原则，即A＝T，C＝G，因此即使该DNA片段发生基因突变，其嘌呤和嘧啶的比例仍保持不变，C错误；根据题目信息可推知，该DNA片段的另一条链中A＋T＝C＋G＝50%＝eq \f(a,4)，但由于该链中A与T或C与G无严格的数量对应关系，所以无法确定A＋G与T＋C的数量是否相等及与eq \f(a,4)的大小关系，D错误。
7．DNA分子的两条链通过碱基对之间的氢键相互连接。其中A－T之间有2个氢键、C－G之间有3个氢键。氢键数目越多，DNA分子越稳定。下列相关叙述正确的是( )
A．核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目一定相同
B．某双链DNA分子的一条链中A占30%，另一条链中A占28%，则该DNA分子中A－T之间的氢键数目要多于C－G之间的氢键数目
C．长度相同的双链DNA分子，由于(A＋C)/(G＋T)比值不同，它们的稳定性也不同
D．亲代DNA经过准确复制得到两个子代DNA，则亲子代DNA之间的(A＋T)/(G＋C)比值相同，稳定性也相同
答案 D
解析 A－T之间有2个氢键、C－G之间有3个氢键，因此核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目不一定相同，A错误；某双链DNA分子的一条链中A占30%，则另一条链中T占30%，另一条链中A占28%，则整个DNA分子中A－T的比例＝30%＋28%＝58%，C－G的比例＝1－58%＝42%，由于A－T之间有2个氢键、C－G之间有3个氢键，该DNA分子中A－T之间的氢键数目(碱基对数×58%×2)要少于C－G之间的氢键数目(碱基对数×42%×3)，B错误；A＝T，C＝G，则A＋C＝G＋T，不同的双链DNA分子，(A＋C)/(G＋T)比值相等，都等于1，C错误；亲代DNA和经过准确复制得到的两个子代DNA碱基序列都相同，因此亲子代DNA之间的(A＋T)/(G＋C)比值相同，稳定性也相同，D正确。
8．某病毒的DNA分子共有碱基600个，其中一条链的碱基比例为A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2 100个。下列相关叙述错误的是( )
A．该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制
B．子代病毒的DNA中(A＋T)/(C＋G)＝3/7
C．该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA
D．该病毒DNA复制3次共需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸
答案 D
解析 病毒DNA在宿主细胞中复制时遵循DNA分子半保留复制的原则，A正确；该DNA分子中(A＋T)/(C＋G)＝3/7，根据碱基互补配对关系，子代病毒的DNA中(A＋T)/(C＋G)＝3/7，B正确；由题干信息可知，在侵染宿主细胞时共消耗嘌呤类碱基2 100个，应是复制了3次，则该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA，C正确；该病毒DNA复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为(23－1)×90＝630(个)，D错误。
9．某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则关于该DNA分子的叙述正确的是( )
A．该DNA分子含有4个游离的磷酸基团
B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C．该DNA分子中四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．该DNA分子的碱基排列方式共有4100种
答案 C
解析 该DNA分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个，根据DNA半保留复制特点，该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为30×(22－1)＝90个，B错误；因为该DNA分子中碱基比例已经确定，碱基对的种类数也确定，所以碱基排列方式小于4100种，D错误。
10．下图所示DNA分子片段中一条链含15N，另一条链含14N。下列有关说法错误的是( )
A．DNA连接酶和DNA聚合酶都催化形成①处的化学键
B．解旋酶作用于③处，而②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
C．若该DNA分子中一条链上G＋C＝56%，则无法确定整个DNA分子中T的含量
D．把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占100%
答案 C
解析 若该DNA分子中一条链上G＋C＝56%，依据碱基互补配对原则，另一条链上G＋C＝56%，整个DNA分子中G＋C＝56%，A＋T＝44%，A＝T，则T占22%，C错误；把DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占100%，D正确。
11．从分子水平上对生物多样性或特异性的分析，不正确的是( )
A．碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性
B．碱基对特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子基因的特异性
C．一个含有2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列顺序有41 000种
D．人体内控制β珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种
答案 D
解析 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。
12．DNA是主要的遗传物质。下列关于DNA的分子结构与特点的叙述，不正确的是( )
A．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
B．DNA分子的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
C．每个DNA分子中，碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
答案 A
解析 DNA分子中大多数脱氧核糖上连着两个磷酸和一个碱基，末端的脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基，A错误。
二、非选择题
13．如图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题：
(1)写出图中序号代表结构的中文名称：①____________，⑦____________________，⑧________________________________________________________________________，
⑨________________________________________________________________________。
(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基团。
(3)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的________________________________________________________________________
(填序号)中可检测到15N。若细胞在该培养液中分裂4次，该DNA分子也复制4次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。
(4)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________________个。
答案 (1)胞嘧啶 脱氧核糖 鸟嘌呤脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段 (2)4 2 (3)①②③④⑥⑧⑨ 1∶8 (4)15·(a/2－m)
解析 根据碱基互补配对原则可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基团，⑥是鸟嘌呤，⑦是脱氧核糖，⑧是鸟嘌呤脱氧核苷酸，⑨是一条脱氧核苷酸链的片段。该DNA分子复制4次，产生16个DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，含14N的DNA分子共2个，所有的DNA分子都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例为1∶8。A＝T＝m，则G＝C＝a/2－m，复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24－1)×(a/2－m)＝15·(a/2－m)。
14．DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，可用于亲子鉴定、侦察罪犯等方面，请思考并回答下列有关DNA指纹技术的问题。
(1)DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针是一种已知碱基顺序的DNA片段。请问用DNA探针检测基因所用的原理是_______________________________________
________________________________________________________________________。现在已知除了同卵双生双胞胎外，每个人的DNA都是独一无二的，就好像指纹一样，这说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品，若一个只含31P的DNA分子被32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的____________。
(3)DNA指纹技术可应用于尸体的辨认工作中，煤矿瓦斯爆炸事故中尸体的辨认就可借助于DNA指纹技术。
①如表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的某条染色体上同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断(不考虑突变)，A、B、C三组DNA中不是同一人的是________________组。
②为什么从尸体与死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取的DNA可以完全互补配对？
________________________________________________________________________。
答案 (1)碱基互补配对原则和DNA分子的特异性 DNA分子具有多样性和特异性 (2)7/8
(3)①B、C ②人体所有细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质(或DNA)
解析 (1)DNA探针检测基因依据的是碱基互补配对原则和DNA分子的特异性。几乎每个人的DNA都独一无二，说明DNA分子具有多样性；每个人又有特定的DNA序列，说明DNA分子具有特异性。(2)一个双链被31P标记的DNA分子，在复制过程中，只能提供2条含31P的单链，复制3次后，得到8个DNA分子，16条脱氧核苷酸链，其中只有2条单链含31P，所以含32P的单链占全部单链的(16－2)/16＝7/8。(3)①分析表格可知，A组尸体中的DNA碱基序列和家属提供的DNA碱基序列能完全进行互补配对，但B组与C组的不能完全配对，说明B、C组不是同一个人的。②一个人的所有细胞都来自同一个受精卵的有丝分裂，不考虑基因突变时，家属提供的死者生前物品上的DNA与死者尸体中的DNA相同，碱基可以完全互补配对。提醒 ①对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。
②基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。
③人类基因组计划测定的是24条染色体22条常染色体＋X＋Y上DNA的碱基序列。
A－DNA
B－DNA
Z－DNA
螺旋直径(nm)
2.55
2.37
1.84
组别
A组
B组
C组
尸体中的DNA碱基序列
ACTGACGGTT
GGCTTATCGA
GCAATCGTGC
家属提供的DNA碱基序列
TGACTGCCAA
CCGAATAGCA
CGGTAAGACG
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