第2节　DNA分子的结构

课下提能

一、选择题

1．(2019·淮北检测)经分析某生物体内只有一种核酸分子，碱基A与C之和占碱基总数的5.5%，碱基U占碱基总数的24%，由此可知该生物是(　　)

A．玉米　　　　　　　 B．烟草花叶病毒

C．T2噬菌体 D．果蝇

解析：选B　该生物含有一种核酸分子，且含有碱基U，因此该生物只含有RNA一种核酸。玉米中含有DNA和RNA两种核酸；烟草花叶病毒是RNA病毒，只含有RNA一种核酸；T2噬菌体是DNA病毒，只含DNA一种核酸；果蝇中含有DNA和RNA两种核酸。

2．DNA分子结构中，碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的(　　)

A．多样性 B．特异性

C．稳定性 D．统一性

解析：选A　构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但其数目却可以成千上万，更重要的是碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。

3．在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是(　　)

A．含腺嘌呤7%的样品

B．含鸟嘌呤30%的样品

C．含胸腺嘧啶18%的样品

D．含胞嘧啶25%的样品

解析：选A　含腺嘌呤7%的样品，其胞嘧啶含量为43%，则胞嘧啶和鸟嘌呤含量为43%×2＝86%；含鸟嘌呤30%的样品，则胞嘧啶和鸟嘌呤含量为30%×2＝60%；含胸腺嘧啶18%的样品，其胞嘧啶含量为32%，则胞嘧啶和鸟嘌呤含量为32%×2＝64%；含胞嘧啶25%的样品，其胞嘧啶和鸟嘌呤含量为25%×2＝50%。由题意可知，C＋G含量越高，DNA分子中氢键数目越多，则DNA分子结构越稳定，也越能耐高温，故四种DNA样品中，最有可能来自嗜热菌的是A。

4．(2019·泰安联考)下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)

A．DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构

B．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基

C．DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对

D．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连

解析：选C　DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A项错误；DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B项错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，D项错误。

5．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。

6．研究表明，RNA分子中存在局部双链区域，也遵循碱基互补配对原则，现有一对由氢键连接的核糖核苷酸，含有一个尿嘧啶，则其他组成成分为(　　)

A．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个鸟嘌呤

B．两个磷酸、两个核糖和一个腺嘌呤

C．三个磷酸、三个核糖和一个腺嘌呤

D．三个磷酸、两个核糖和一个腺嘌呤

解析：选B　由题意可知，一对由氢键连接的核糖核苷酸，结构中有一个尿嘧啶，则另一个碱基是腺嘌呤，这一对由氢键连接的核糖核苷酸可表示为，因此除了尿嘧啶，其他组成成分是两个磷酸、两个核糖和一个腺嘌呤。

7．在一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子上碱基总数的24%，则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链上碱基数目的(　　)

A．44% B．24%

C．14% D．28%

解析：选D　画出DNA分子简图(如图所示)。依题意，列出等量关系：

(A1－G1)/G1＝40%→A1＝1.4G1；①

而在整个DNA分子中：

(A1＋G1)/200＝24%→A1＋G1＝48；②

联立①②得：A1＝28。

整个DNA分子中A1＝T2。

8．(2019·黄冈检测)某DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的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　整个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%，又因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，所以互补链(b)上的C占b链碱基总数的21%，则G(a链上)＋C(b链上)占DNA分子碱基总数的21%。因为总的G＋C占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G(b链上)＋C(a链上)占整个DNA分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%。

9．如图为含有四种碱基的DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是(　　)

A．③有可能是碱基A

B．②和③相间排列，构成DNA分子的基本骨架

C．①②③中特有的元素分别是P、C和N

D．与⑤有关的碱基对一定是A—T

解析：选D　该DNA分子含有四种碱基，且A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此与⑤有关的碱基对一定是A—T，与③有关的碱基对一定是G—C，但无法确定③⑤具体是哪一种碱基。DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的，应为图中的①②。①中特有的元素是P，③中特有的元素是N，而C并不是②所特有的，③中也含有C。

10．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。

11．用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示，以下说法正确的是(　　)

A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个碱基对

B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键

C．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连

D．一条链上相邻的碱基通过氢键相连

解析：选B　根据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是10，所以最多可构建10个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多构建4种脱氧核苷酸，4个碱基对；构成的双链DNA片段中可含2个A—T碱基对和2个G—C碱基对，故最多可含有氢键数＝2×2＋2×3＝10(个)；DNA分子结构中，与脱氧核糖直接连接的一般是2个磷酸，但最末端的脱氧核糖只连接1个磷酸；一条链上相邻的碱基不通过氢键相连。

12．1953年沃森和克里克构建了DNA的双螺旋结构模型，推动了现代遗传学迅猛发展。如图是一个DNA分子的片段。下列叙述中错误的是(　　)

A．图中②代表氢键

B．DNA是规则的双螺旋结构

C．图中①代表腺嘌呤A

D．该DNA中含有4种脱氧核苷酸

解析：选C　由题图可知，DNA是规则的双螺旋结构，该片段含有A、G、C、T4种碱基，也就是含有4种脱氧核苷酸，碱基之间靠②氢键连接；依据碱基互补配对原则，①为鸟嘌呤。

二、非选择题

13．(2019·福建四地六校联考)如图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题。

(1)组成DNA的基本单位是[　]________。

(2)图中1、2、6的名称依次为________、________、________。

(3)图中8示意的是________________。在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为______________。

(4)上述DNA分子彻底水解得到的产物是(　　)

A．脱氧核糖、核糖和磷酸

B．脱氧核糖、碱基和磷酸

C．核糖、碱基和磷酸

D．核糖核苷酸、碱基和磷酸

(5)如图表示两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是(　　)

(6)从生物“适应的相对性”“基因突变的低频性”可见DNA作为遗传物质，其分子结构具有________性。

解析：(1)组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，1个脱氧核苷酸分子由1分子磷酸、1分子脱氧核糖、1分子含氮碱基(A、T、G、C)组成。(2)图中1为磷酸基团，2为脱氧核糖，6表示碱基对。(3)DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，图中8示意的是一条脱氧核苷酸链的片段，在双链DNA分子中嘌呤数与嘧啶数相等。(4)DNA分子初步水解后形成四种脱氧核苷酸，彻底水解得到的产物是脱氧核糖、碱基和磷酸。(5)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连。(6)从生物“适应的相对性”基因突变的低频性可见，DNA作为遗传物质，其分子结构具有稳定性。

答案：(1)5　脱氧核苷酸　(2)磷酸基团　脱氧核糖　碱基对　(3)一条脱氧核苷酸链的片段　嘌呤数＝嘧啶数(A＋G＝T＋C)　(4)B　(5)B　(6)稳定

14．如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：

(1)图甲表示DNA片段的________结构，图乙表示DNA片段的________结构。

(2)填出图中部分结构的名称：[2]________，[5]________。

(3)从图中可以看出，DNA分子两条链的外侧是由________和________交替连接形成的。

(4)连接碱基对的是________键，碱基配对的方式为________与________配对，________与________配对。

(5)从图甲中可以看出，组成DNA分子的两条链的方向是________的；从图乙可以看出，组成DNA分子的两条链相互缠绕成规则的________结构。

解析：(1)图甲表示DNA分子的平面结构，图乙表示DNA分子的立体(空间)结构。(2)图中2表示一条脱氧核苷酸单链片段，而5表示腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲所示的平面结构可以看出，DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。(4) DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对方式为A与T配对，G与C配对。(5)根据图甲可以判断，组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出，组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。

答案：(1)平面　立体(或空间)　(2)一条脱氧核苷酸单链片段　腺嘌呤脱氧核苷酸　(3)脱氧核糖　磷酸　(4)氢　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鸟嘌呤)　C(胞嘧啶)　(5)相反　双螺旋

15．现有用硬纸片制作的4种脱氧核苷酸模型，样式如图所示，请你运用所学的关于DNA结构的知识，排列出一个平面DNA片段图(含有4对碱基)。

(1)DNA片段由几条链构成？如何连接？

(2)试画出一个具体的DNA片段图。

(3)理论上分析(2)，一共能排出多少种片段图？

(4)从(2)(3)中可得出什么结论？

解析：DNA是双螺旋结构，所以有两条链，并且两条链是反向平行的。它们之间遵循碱基互补配对原则并通过氢键连接，每一个碱基位置对应4种碱基，同时由于碱基排列顺序的不同，导致DNA分子结构具有多样性和特异性。

答案：(1)两条链。两条链的单体间通过磷酸二酯键连接，链与链之间通过碱基间的氢键连接。

(2)如图所示：

(3)44种。　(4)DNA分子结构具有多样性和特异性。