DNA的分子结构和特点-课时作业(八)

课时提升作业(八)

DNA 的分子结构和特点

一、选择题(共7小题, 每小题4分, 共28分)

1. 从某种生物中提取核酸分子, 经分析A 占a%,G占b%,且a+b=50,C占20%,腺嘌呤共150个, 鸟嘌呤共225个。则该生物肯定不是( )

A. 噬菌体 B. 酵母菌

C. 烟草花叶病毒 D. 蓝藻

【解析】选A 。依题意:A/G=150/225=a%/b%,得a/b=2/3,又a+b=50,得a=20,b=30,即(G%=30%)≠(C%=20%),故核酸分子或者为单链, 或者既有单链又有双链, 而噬菌体只含双链DNA 。

【方法规律】DNA 和RNA 的判断方法

(1)若某核酸分子中只有脱氧核糖, 则一定为DNA; 若只含有核糖, 则一定为RNA 。

(2)若某核酸分子中含有碱基“T ”, 则为DNA; 含有碱基“U ”, 则为RNA 。

(3)对某核酸样液进行分析, 若嘌呤数不等于嘧啶数, 则此样液中可能只有RNA, 也可能同时含有DNA 和RNA 。

2.(2014·宁波高二检测) 下图为某同学在学习DNA 的结构后画的含有两个碱基对的DNA 片段(“”代表磷酸基团), 下列为几位同学对此图的评价, 其中正确的是(

)

A. 甲说:“物质组成和结构上没有错误”

B. 乙说:“只有一处错误, 就是U 应改为T ”

C. 丙说:“至少有三处错误, 其中核糖应改为脱氧核糖”

D. 丁说:“如果他画的是RNA 双链, 则该图应是正确的”

【解析】选C 。DNA 中含有的五碳糖应为脱氧核糖, 而不是核糖, 不含碱基U, 而是含碱基T, 两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确, 应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸连接形成磷酸二酯键。

3.(2013·鸡西高一检测) 在DNA 分子的一条脱氧核苷酸链中, 相邻的碱基A 与T 之间的连接结构是( )

A. 氢键

B. —磷酸—脱氧核糖—磷酸—

C. 肽键

D. —脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—

【解析】选D 。解答本题的关键是“一条脱氧核苷酸链中, 相邻的碱基A 与T 之间的连接结构”。核苷酸与核苷酸之间是通过磷酸与脱氧核糖相连形成单链。

4.(2013·金华高二检测) 下列有关DNA 分子结构的叙述, 错误的是( )

A.DNA 分子的多样性取决于碱基对的数目和排列顺序

B.DNA 单链上相邻的碱基A 与T 之间通过2个氢键连接

C. 嘌呤碱基与嘧啶碱基结合才能保证DNA 空间结构的稳定

D.DNA 分子两条链在方向上表现为反向平行, 碱基关系上表现出互补配对

【解析】选B 。DNA 分子上碱基对的数目和排列方式多种多样, 决定了DNA 分子的多样性,A 项正确。两条DNA 单链间的碱基对通过氢键相连, 如A 与T 之间形成

2个氢键,C 与G 之间形成3个氢键, 但DNA 单链上相邻的碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接, 所以B 项错误,C 项正确。DNA 两条单链反向平行, 碱基互补配对,D 项正确。

5.(2014·丽水高二检测) 在一个双链DNA 分子中, 碱基总数为a,A 碱基数为b, 则下列有关数目正确的是( )

①脱氧核苷酸数=脱氧核糖数=磷酸数=碱基数=a

②A=T=b

③G=C=(a-2b)/2

④A+C=G+T

A. 仅①②正确 B. 仅③④正确

C. 仅①②④正确 D. ①②③④

【解析】选D 。一分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成, 所以①正确; 双链DNA 分子中, 碱基互补配对,A=T=b,G=C=(a-2b)/2,且嘌呤之和等于嘧啶之和, 所以②③④正确。

6.(2013·丽水高二检测) 某双链DNA 分子含有200个碱基, 一条链上

A ∶T ∶G ∶C=1∶2∶3∶4, 则该DNA 分子( )

A. 含有4个游离的磷酸

B. 含有腺嘌呤20个

C.4种含氮碱基A ∶T ∶G ∶C=3∶3∶7∶7

D. 碱基排列方式4200种

【解析】选C 。DNA 分子每条链的其中一端含有一个游离的磷酸, 一个DNA 分子含2个游离的磷酸。一条链上A ∶T ∶G ∶C=1∶2∶3∶4, 则另一条链上A ∶T ∶G ∶

C=2∶1∶4∶3, 所以DNA 分子中A ∶T ∶G ∶C=3∶3∶7∶7, 其中腺嘌呤有200×3/20=30个; 因该双链DNA 分子中4种碱基的比例一定, 所以其碱基排列方式小于4100种。

7.(2014·杭州高二检测) 已知某染色体上的DNA 分子中碱基G 的比例为20%,那么, 由此DNA 克隆出来的某基因中碱基C 的比例是( )

A.10% B.20% C.40% D. 无法确定

【解析】选D 。基因是DNA 分子上有遗传效应的片段, 在DNA 分子中还包括不具有遗传效应的片段, 因此从DNA 中某碱基的比例不能推导出某基因中另一种碱基的比例。

二、非选择题(共2小题, 共22分)

8.(8分) 已知在DNA 分子的一条单链中(A+G)/(T+C)=m,求:

(1)在另一条互补链中这种比例是 。

(2)这个比例关系在整个DNA 分子中是 。

(3)当在一单链中,(A+T)/(G+C)=n时, 在另一互补链中这种比例

是 。这个比例关系在整个DNA 分子中是 。

【解析】本题考查的是DNA 分子中碱基互补配对原则的运用能力。(1)根据DNA 两条单链上的非互补碱基之和的比值互为倒数, 则另一条链上的

(A+G)/(T+C)=1/m;(2)由于双链DNA 分子中, 嘌呤=嘧啶, 所以(A+G)/(T+C)在整个DNA 分子中的比例为1。(3)根据互补碱基之和的比例在双链DNA 分子中, 以及在每一条单链中的比例相同, 可以知道,(A+T)/(G+C)在整个DNA 分子中, 以及在每一条单链中的比例均为n 。

答案:(1)1/m (2)1 (3)n n

9.(14分)(2013·宁波高二检测) 下表是一张分布有7个基因探针的基因芯片, 用以检测DNA 分子。通过与待检测的DNA 分子“反应”, 打“*”号的方格中表示出现了“反应信号”。

(1)基因芯片的工作原理是 。待检测DNA 分子首先要 , 变为单链, 才可用基因芯片测序。 (2)上文中待检测的DNA 分子片段上共有 个脱氧核苷酸, 出现“反应信号”的DNA 片段上碱基对的排列顺序是 。

(3)由于基因芯片技术可检测未知DNA 碱基序列, 因而具有广泛的应用前景, 请举出两个应用实例: 、 。

【解析】(1)基因芯片技术依据的原理是碱基互补配对原则, 双链DNA 首先要经过解旋过程, 变成单链, 才能和待测基因进行碱基互补配对。

(2)DNA是双链结构, 图中显示的是单链分子, 单链中有6个脱氧核苷酸, 则DNA 对应的结构中应该是12个脱氧核苷酸。

(3)该技术可用于DNA 测序、亲子鉴定和罪犯的鉴定、识别身份的基因身份证等。 答案:(1)碱基互补配对原则 解旋

(2)12

(3)DNA测序 亲子鉴定 识别身份的基因身份证等(任选两个, 其他合理答案也可

)

一、选择题(共7小题, 每小题4分, 共28分)

1.(2013·南通高一检测) 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。如果长方形代表碱基, 五边形代表脱氧核糖, 圆形塑料片代表磷酸, 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

【解析】选C 。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、圆形的塑料片依次代表碱基、脱氧核糖、磷酸, 所以都需要40个。

2. 有关DNA 分子结构的叙述, 正确的是( )

A.DNA 分子由4种核糖核苷酸构成

B.DNA 单链上相邻碱基以氢键连接

C. 碱基与磷酸基相连接

D. 磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA 链的基本骨架

【解析】选D 。本题考查DNA 分子的结构, 意在考查对DNA 分子的化学组成和空间结构的理解。DNA 双链中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。DNA 中应是磷酸与脱氧核糖交替连接构成基本骨架。

3. 在一定温度下,DNA 双链会解链成单链, 即发生DNA 变性。T m 是DNA 的双螺旋有

一半发生热变性时相应的温度。下图表示DNA 分子中的G-C 含量与DNA 的T m 之间的关系曲线(EDTA对DNA 分子具有保护作用), 下列叙述中不正确的是(

)

A.DNA 的T m 值受到G —C 含量的影响

B.DNA 的T m 值受到离子浓度的影响

C. 双链DNA 热变性与解旋酶的催化作用有关

D. 双链DNA 热变性后不改变其中的遗传信息

【解题关键】(1)明确G-C 含有三个氢键,G-C 含量越高,DNA 的T m 值越高。

(2)明确DNA 中氢键可以在解旋酶作用下断裂, 也可以在加热情况下断裂。

【解析】选C 。在一定温度下,DNA 双链会解链成单链, 这与解旋酶无关;DNA 双链解链成单链后, 遗传信息不会改变。

4. 在DNA 分子的一条链上, 鸟嘌呤和腺嘌呤的数量之比为3∶5, 且两者之和占该条链的48%,则在其互补链上的胸腺嘧啶占DNA 的( )

A.15% B.30% C.36% D.60%

【解析】选A 。在DNA 分子的一条链上,G/A=3/5,可推出A/(A+G)=5/8,由于A+G占该条链的48%,可得A 占该条链的比例为5/8×48%=30%。又因为该条链的A 的

数量等于其互补链上的T 的数量, 故互补链上胸腺嘧啶(T)占该互补链的30%,占DNA 的15%。

【误区警示】本题容易误选B 项。关键是审题不清, 如没看清碱基在单链中的含量还是碱基占DNA(双链) 含量。通常类似的错误还有没看清“碱基个数”还是“碱基对数”等。

5.(2014·金华高二检测) 关于DNA 分子结构的叙述, 不正确的是( )

A. 每个DNA 分子一般都含有四种脱氧核苷酸

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. 每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基

D. 双链DNA 分子中的一段, 如果有40个腺嘌呤, 就一定同时含有40个胸腺嘧啶

【解析】选C 。DNA 分子的结构单位是脱氧核苷酸, 在形成DNA 分子时, 相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成了磷酸二酯键, 因此, 除DNA 分子中处于两端的脱氧核糖之外, 其余脱氧核糖均连接有两个磷酸基团。

6. 双链DNA 分子中共有含氮碱基1 400个, 其中一条单链上(A+T)/(C+G)=2/5,则该DNA 分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是( )

A.150个 B.200个 C.300个 D.400个

【解析】选B 。双链DNA 分子的一条链中,(A+T)/(G+C)与另一条互补链中以及整个DNA 分子中(A+T)/(G+C)相等。DNA 分子的一条单链上(A+T)/(C+G)=2/5,那么整个DNA 分子中(A+T)/(C+G)=2/5,因此可以推导出(A+T)占DNA 分子碱基总数的2/7。双链DNA 分子共有含氮碱基1 400个,A=T,则DNA 分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是(1 400×2/7)/2=200(个) 。

7.(2014·黄冈高二检测) 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.24% C.14% D.44%

【解析】选A 。已知A 1+G1=(A+G+T+C)×24%,A1=140%G1, 所以G 1=10%(A+G+T+C),则

A 1=14%(A+G+T+C),又由于A 1=T2,A 2+T2+C2+G2=(A+T+G+C),所以

T 2=28%(A2+T2+G2+C2) 。

【变式训练】(2013·黄石高一检测) 若一个双链DNA 分子的G 占整个DNA 分子碱基的27%,并测得DNA 分子一条链上的A 占这条链碱基的18%,则另一条链上的A 占所在链上碱基的比例是( )

A.9% B.27% C.28% D.46%

【解析】选C 。G 占整个DNA 分子的27%,依碱基互补配对原则G=C=27%,G+C=54%,那么A+T=1-54%=46%,又因为它的任何一条链中A+T=46%,其中一条链中A=18%,则此链中T=46%-18%=28%,则另一条链中A=28%。

二、非选择题(共2小题, 共22分)

8.(13分)(2014·舟山高二检测) 不同生物或生物体不同器官(细胞) 的DNA 分子有关碱基比率如下表:

(1)由表中可见, 不同种生物的DNA 分子的(A+T)/(G+C)碱基比率显著不同, 这一事实表明,DNA 分子结构具有 。

(2)牛的肾和肺的DNA 碱基比率相同, 原因是 ; 但精子与肾或肺的DNA 碱基比率稍有差异, 原因是

。

(3)表中所列生物的DNA 分子中,(A+C)/(G+T)或(A+G)/(T+C)的比值差异显著吗? 。 原因是 。

(4)比较表中不同生物DNA 的碱基比率, 中DNA 分子热稳定性最高。原因是

。

【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, 由于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, 其碱基比率也相同。

(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)、(A+G)/(T+C)的比值均为1。

(4)G-C碱基对比率越高, 热稳定性越高。

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, 性染色体只有X 或Y, 虽然XY 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, 且均为1 双链DNA 分子中,A=T,G=C

(4)酵母菌 酵母菌DNA 分子中,G-C 碱基对含量比率最高, 热稳定性最高

【实验·探究】

9.(9分) 正常情况下, 细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖, 必须从培养基中摄取。为验证DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸, 而不是核糖核苷酸, 现提供如下实验材料, 请你完成实验方案。

(1)实验目的:验证DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸, 而不是核糖核苷酸。

(2)实验材料:突变细胞系、基本培养基、核糖核苷酸、14C-核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C-脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。

(3)实验原理:

DNA 主要分布在 中, 其基本组成单位是 ;RNA 主要分布在 中, 其基本组成单位是 。

(4)实验步骤:

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(5)预期结果:

①培养基甲中细胞的放射性部位主要在 ;

②培养基乙中细胞的放射性部位主要在 。

(6)实验结论: 。

【解析】DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸, 主要存在于细胞核中;RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸, 主要存在于细胞质中。要验证DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸, 而不是核糖核苷酸, 可以根据被标记的脱氧核苷酸在细胞中的分布情况判断。

答案:(3)细胞核 脱氧核苷酸 细胞质 核糖核苷酸

(4)加入等量的14C-核糖核苷酸和脱氧核苷酸

细胞核和细胞质的放射性强弱

(5)①细胞核 ②细胞质 (6)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸

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