2020-2021学年高中生物-第3章-基因的本质-2-DNA的结构同步作业新人教版必修2.doc

2020-2021学年高中生物 第3章 基因的本质 2 DNA的结构同步作业新人教版必修2

2020-2021学年高中生物 第3章 基因的本质 2 DNA的结构同步作业新人教版必修2

年级：
姓名：

- 8 -

DNA的结构
[基础达标]
题组一　DNA双螺旋结构模型的构建
1．1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因什么成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖(　　)
A．通过细菌转化实验证明转化因子的存在
B．通过噬菌体侵染细菌的实验证明遗传物质是DNA
C．提出DNA双螺旋结构
D．确定了基因存在于染色体上
【答案】C　
【解析】选项中成果与科学家之间的对应如下：格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，证明了转化因子的存在；赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质；沃森、克里克和威尔金斯提出DNA的双螺旋结构，获得了诺贝尔生理学或医学奖；摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了基因在染色体上。
2．某同学在制作DNA双螺旋结构模型的实验中，按要求制作含20个碱基对的DNA片段。那么该同学需要制作长方形、五边形、圆形塑料片的数量依次为(　　)
A．20,20,20 B．30,30,30
C．40,40,40 D．20,30,40
【答案】C　
【解析】含20个碱基对的DNA片段包括40个脱氧核苷酸，长方形、五边形、圆形依次代表碱基、脱氧核糖、磷酸，所以都需要40个。
题组二　DNA分子的结构
3．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是(　　)
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶
【答案】C　
【解析】据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为T，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖。
4．(2019·江苏南通期末)下列关于DNA分子结构的叙述，不正确的是(　　)
A．每个DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸
B．每个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的
C．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
D．某双链DNA分子片段中如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶
【答案】C　
【解析】只有位于脱氧核苷酸链末端的脱氧核糖才连接着一个磷酸和一个碱基，其他部位的脱氧核糖总是连接着两个磷酸。
5．(2018·山东烟台期末)在DNA分子中，下列哪种比例因生物种类的不同而具有特异性(　　)
A．(A＋C)/(G＋T) B．(C＋G)/(A＋T)
C．(A＋G)/(C＋T) D．C/G或A/T
【答案】B　
【解析】A、C和D三个选项中的比值都是1，不会因DNA不同而不同，只有B选项中的比值会因DNA不同而不同。
6．下图中4种化合物的化学组成中，与圆圈中“A”所对应的名称相符合的是(　　)
①表示腺苷　②表示腺嘌呤核糖核苷酸
③表示腺嘌呤脱氧核苷酸　④表示腺嘌呤

A．①② B．②③
C．①④ D．③④
【答案】C　
【解析】据图分析，①ATP失去一个磷酸基团是ADP，再失去一个磷酸就变成了构成RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，所以A代表核糖和腺嘌呤即腺苷。②是DNA上一个基本单位：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。③是RNA上一个基本单位：腺嘌呤核糖核苷酸。④是核糖核苷酸的组成成分腺嘌呤。
题组三　有关DNA分子中的碱基数量计算
7．(2019·山东枣庄期末)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
【答案】B　
【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。
8．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
【答案】A　
【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；嘌呤数与嘧啶数之比为1；碱基G的比例为(1－2y)/2。
[能力提升]
9．20世纪50年代初，有人对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的比值如下表。结合所学知识，可以得出的结论是(　　)

DNA来源
大肠杆菌
小麦
鼠
猪肝
猪胸腺
猪脾
(A＋T)/(C＋G)
1.01
1.21
1.21
1.43
1.43
1.43
A.猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些
B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
C．小麦DNA中(A＋T)的数量是鼠DNA中(C＋G)数量的1.21倍
D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
【答案】D　
【解析】大肠杆菌DNA中(A＋T)/(C＋G)的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G碱基对含三个氢键，稳定性高于猪的，故A错误；虽然小麦和鼠的(A＋T)/(C＋G)比值相同，但不能代表二者的碱基序列相同，故B错误；C选项的说法可用一个例子说明，a/b＝2，c/d＝2，并不能说明a/d也等于2，故C错误；同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同，故D正确。
10．20世纪90年代，Cuenoud等发现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，它可以催化两个底物DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是(　　)
A．在DNA——E47分子中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数
B．在DNA——E47分子中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数
C．在DNA——E47分子中，含有碱基U
D．在DNA——E47分子中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含N的碱基
【答案】B　
【解析】由于DNA——E47分子是单链DNA，嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数，A错误；无论是单链还是双链DNA分子，其基本单位都是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸分子由一个碱基、一个脱氧核糖和一分子磷酸组成，B正确；DNA——E47为单链DNA分子，不含碱基U，C错误；在单链DNA分子中，除其中一端外，每个脱氧核糖上均连有两个磷酸和一个含N的碱基，D错误。
11．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________。
【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
【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。
12．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__________________________________________________。
【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
【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。
13．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______________。
【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)
【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。