高一生物寒假作业同步练习题DNA分子的结构含解析

DNA分子的结构

✹ 教材知识梳理

1．DNA分子的结构

2．DNA分子的特性

(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。

(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。

(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。

一、选择题

1．将DNA双螺旋的两条链维系在一起的化学键是：（    ）

A．氢健 B．C=C双键 C．疏水键 D．磷酸二酯键

【答案】A

【分析】

DNA是由两条反向平行的双链构成的，两条链之间通过碱基连接在一起。

【详解】

将DNA双螺旋的两条链维系在一起靠的是碱基之间形成的氢键，B、C、D错误，A正确。

故选A。

2．把含14N的大肠杆菌培养在氮源为15N的培养液中。完成一次细胞分裂后，再放回氮源为14N的环境中培养，DNA复制一次后，将大肠杆菌进行密度梯度离心，分离DNA，如果DNA是以半保留方式复制，则DNA组成分析应为（    ）

A．3/4轻氮型、1/4中间型 B．1/4轻氮型、3/4中间型

C．1/2中间型、1/2重氮型 D．1/2轻氮型、1/2中间型

【答案】D

【分析】

含14N的DNA放在15N环境中复制一次，则形成的DNA一条链中含14N，另一条链中含15N，再返回原环境，一个中间型DNA复制两次，形成四个DNA，这四个DNA中有3个DNA的两条链均是14N ，1个DNA的一条链中含14N，另一条链中含15N。

【详解】

将含14N的大肠杆菌转移到含15N的培养液中，完成一次细胞分裂后所形成的2个子代DNA分子都是中间型，再放回原环境中复制一次后，形成4个DNA分子，其中有2个DNA分子的一条链含15N，另一条链含14N；另外2个DNA分子两条链均含14N，所以子代DNA组成分析为1/2轻氮型、1/2中间型。ABC错误，D正确。

故选D。

3．若用32P标记某干细胞的一个DNA分子双链，然后在不含32P的培养液中培养，在第五次细胞分裂结束后被32P标记的细胞个数和染色体条数分别是（    ）

A．1个  1条 B．2个  2条 C．2个  4条 D．32个  32条

【答案】B

【分析】

有丝分裂中被32P标记的染色体数的分析：以1个DNA分子为例，双链被32P标记，转入不含32P的培养液中培养，由于DNA具有半保留复制的特点，无论进行多少次有丝分裂，最终永远只有2个DNA分子中都有1条链被32P标记。

【详解】

根据DNA分子复制的特点得知，最终有两条DNA分子含有最初32P标记的母链，其形成的染色体为两条；而随着细胞分裂，姐妹染色单体分开，分别进入两个子细胞，最终有两个细胞含被32P标记的DNA，B正确。
故选B。

4．在分子的脱氧核苷酸长链中，相邻两个脱氧核苷酸分子之间的连接方式是（    ）

A．一个脱氧核苷酸分子中的五碳糖的羟基与另一个脱氧核苷酸分子中的磷酸相连

B．一个脱氧核苷酸分子中的五碳糖的羟基与另一个脱氧核苷酸分子中的碱基相连

C．一个脱氧核苷酸分子中的碱基与另一个脱氧核苷酸分子中的磷酸相连

D．一个脱氧核苷酸分子中的碱基与另一个脱氧核苷酸分子中的碱基相连

【答案】A

【分析】

DNA的双螺旋结构：
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
②DNA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，碱基在内侧。
③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
如图所示：
 

【详解】

由于“分析”可知，在分子的脱氧核苷酸长链中，相邻两个脱氧核苷酸分子之间，一个脱氧核苷酸分子中的五碳糖的羟基与另一个脱氧核苷酸分子中的磷酸相连，因此，BCD错误，A正确。

故选A。

5．分子中脱氧核苷酸的排列顺序能决定的是（    ）

①分子的多样性    ②分子的特异性     ③遗传信息        ④分子的稳定性

A．①③④ B．①②③ C．①②③④ D．①②④

【答案】B

【分析】

DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序能决定mRNA中碱基的排列顺序，DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，不同的排列顺序体现了DNA分子的多样性，特定的脱氧核苷酸排列顺序体现了DNA分子的特异性。

【详解】

①DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，其中脱氧核苷酸排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，①正确；

②脱氧核苷酸特定的排列顺序，又构成了DNA分子的特异性，②正确；

③遗传信息存储在脱氧核苷酸的排列顺序中，③正确；

④DNA分子的稳定性与脱氧核苷酸的排列顺序无关，与碱基之间的氢键多少有关，④错误。

故选B。

6．作为科学家合作研究的典范，沃森和克里克配合，揭示了DNA分子的结构。排列在DNA分子外侧，构成基本骨架的物质是（    ）

A．碱基对 B．脱氧核糖和磷酸 C．肽链 D．果糖

【答案】B

【分析】

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。

【详解】

脱氧核糖和磷酸交替排列在DNA分子的外侧，构成DNA分子的基本骨架，B正确。

故选B。

7．有关DNA分子结构的叙述，正确的是（    ）

A．DNA分子由4种脱氧核苷酸组成 B．DNA单链上相邻碱基以氢键连接

C．碱基与磷酸相连接 D．脱氧核糖之间交替连接构成DNA链的基本骨架

【答案】A

【分析】

DNA分子是由两条脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸与脱氧核糖交替排列分布在外侧构成基本骨架，碱基排列在内侧，通过氢键连接成碱基对排列在内侧碱基对之间的连接遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对。

【详解】

A、DNA分子的单体是四种脱氧核苷酸，A正确；

B、DNA单链上相邻碱基通过-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-连接，不是以氢键连接，B错误；

C、碱基与脱氧核糖连接，不直接与磷酸连接，C错误；

D、磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架，D错误。

故选A。

8．下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型（表示脱氧核糖、表示碱基、表示磷酸基团），其中正确的是（    ）

A． B． C． D．

【答案】D

【分析】

脱氧核苷酸由脱氧核糖、碱基、磷酸基团三部分组成，其中碱基有A、T、G、C四种。

【详解】

A、脱氧核苷酸不含碱基U，A错误；

B、脱氧核苷酸中的碱基、磷酸都连接在脱氧核糖上，B错误；

C、脱氧核苷酸中的碱基、磷酸都连接在脱氧核糖上，C错误；

D、由脱氧核苷酸的组成和连接方式可知，选项中各部件之间连接正确，D正确。

故选D。

9．下列关于DNA分子结构的叙述错误的是（　　）

A．具有双螺旋结构

B．磷酸和碱基交替排列构成基本骨架

C．两条链间的碱基通过氢键构成碱基对

D．两条长链按反向平行方式盘旋

【答案】B

【分析】

DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接形成脱氧核苷酸链，DNA分子一般是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。

【详解】

A、DNA分子一般是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，A正确；

B、DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接形成的，B错误；

C、DNA分子两条链的碱基之间通过2个氢键形成A、T碱基对，通过3个氢键连接形成G、C碱基对，C正确；

D、DNA分子一般是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，D正确。

故选B。

10．某DNA片段一条链上的碱基序列为…A﹣T﹣G﹣C…，其互补链上对应的碱基序列是（    ）

A．…T﹣A﹣C﹣G… B．…A﹣T﹣G﹣C…

C．…A﹣U﹣C﹣G… D．…A﹣U﹣G﹣C…

【答案】A

【分析】

DNA分子具有独特的双螺旋结构，遵循碱基互补配对原则，A配T，G对C，依此分析答题。

【详解】

按照碱基互不配对原则，某DNA片段一条链上的碱基序列为…A﹣T﹣G﹣C…，则其互补链上对应的碱基序列是…T﹣A﹣C﹣G…，A正确，BCD错误。

故选A。

11．已知一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占的比例为20％ ，由这段DNA转录出来的mRNA中，胞嘧啶的比例是（  ）

A．10％ B．20％ C．40％ D．无法确定

【答案】D

【详解】

转录时以一条DNA单链为模板，双链DNA分子中腺嘌呤所占的比例为20%，能推出该DNA分子中G所占的比例为30%，但不能由此推出一条单链中G的比例，因而无法推知这段DNA转录出来的mRNA中胞嘧啶的比例，D正确。

故选D。

12．某双链DNA分子中，若甲链中（A+G）/（T+C）的比值为4，则此DNA分子中（A+G）/（T+C）的比值为（    ）

A．4 B．3 C．2 D．1

【答案】D

【分析】

DNA分子是由两条反向、平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸、脱氧核糖交替排列位于外侧，两条核苷酸链之间的碱基通过氢键连接成碱基对，位于内侧，碱基对之间遵循A与T配对，G与C配对的互补配对原则。

【详解】

由于DNA中A与T配对，G与C配对，因此A=T，G=C，所以双链DNA分子中（A+G）：（T+C）=1，D正确。

故选D。

13．已知一个DNA分子由2000个碱基对组成，其中胞嘧啶800个，这个DNA分子中应含有的腺嘌呤数目是（    ）

A．800个 B．1200个 C．1000个 D．2000个

【答案】B

【分析】

碱基互补配对原则的规律：

（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；

（2）DNA分子的一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；

（3）DNA分子一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值等于1；

（4）不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）与（C+G）的比值不同，该比值体现了不同生物DNA分子的特异性；

（5）双链DNA分子中，A=（A1+A2）÷2，其他碱基同理。

【详解】

双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半。已知一个DNA分子由2000个碱基对组成，其中胞嘧啶800个，这个DNA分子中应含有的腺嘌呤数目是2000-800=1200个，B正确。

故选B。

14．某DNA分子片段含有1000个碱基，其中300个腺嘌呤，则该DNA分子片段中含有鸟嘌呤的数目是（    ）

A．200个 B．300个 C．500个 D．600个

【答案】A

【分析】

根据碱基互补配对原则，双链DNA分子中腺嘌呤等于胸腺嘧啶，鸟嘌呤等于胞嘧啶，总嘌呤等于总嘧啶数。

【详解】

该DNA分子片段中含有鸟嘌呤的数目是（1000-300×2）/2=200，故选A。

15．如果某一基因转录为RNA后，所含的A+U百分比为30%，则此基因中G+C的百分比应为（    ）

A．70% B．30% C．50% D．60%

【答案】A

【分析】

碱基互补配对原则的规律：

（1）在双链DNA分子中，互补碱基数量两两相等，A=T，C=G，A+G=T+C，即嘌呤碱基数=嘧啶碱基数；

（2）DNA分子的一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；

（3）DNA分子的一条单链中（A+ G）与（T +C）的比值与其互补链中该种比例的比值互为倒数，在整个双链中该比值等于1；

（4）双链DNA分子中，某一碱基的比例等于其分别在两条单链中所占比例的平均值，即A=（A1+A2）÷2。

【详解】

RNA含有A、U、G、C四种碱基，已知RNA中A+U百分比为30%，则G+C占70%，根据碱基互补配对原则，其对应DNA模板链中G+C所占比例为70%，则其互补链和整个DNA分子中G+C的比例也为70%。因此A正确，BCD错误。

故选A

二、填空题

1．下图是某核苷酸链示意图，据图回答问题：

（1）1的结构名称是________________；2的结构名称是______________；3的结构名称是________________；4的结构名称是______________，5的结构是___________________________________ 。

（2）此结构中特有的碱基名称是__________________________。

【答案】磷酸    脱氧核糖    胞嘧啶    鸟嘌呤脱氧核苷酸    脱氧核苷酸链    胸腺嘧啶   

【分析】

分析题图：图示为核苷酸链示意图，该核苷酸链中含有碱基T，为脱氧核苷酸链，则1为磷酸，2为脱氧核糖，3为含氮碱基（胞嘧啶），4为胞嘧啶脱氧核苷酸，5为脱氧核苷酸链的片段。

【详解】

（1）该核苷酸链中含有碱基T，为脱氧核苷酸链，则1为磷酸，2为脱氧核糖，3为胞嘧啶。图中4为鸟嘌呤脱氧核苷酸，5为一条脱氧核苷酸链。

（2）图示为脱氧核苷酸链示意图，脱氧核苷酸链中特有的碱基名称是胸腺嘧啶。

【点睛】

本题结合图解，考查DNA分子结构的主要特点，要求考生识记DNA分子结构的主要特点，能准确判断图中各结构的名称，属于考纲识记层次的考查。

2．下图所示为一段DNA空间结构和平面结构的示意图，请据图回答问题。

（1）从图甲中可以看出DNA分子具有规则的____________结构，从图乙中可以看出DNA是由____________条平行且走向____________的长链组成的。在真核细胞中，DNA的主要载体是____________。

（2）图乙中1代表的化学键为____________。与图乙中碱基2相配对的碱基是____________（填中文名称）；由3、4、5组成的结构名称为____________。

（3）不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值____________（填“相同”或“不同”）。

（4）若在一单链中=n，则在另一条互补链中其比例为____________，在整个DNA分子中其比例为____________。

【答案】双螺旋    两    相反    染色体    氢键    鸟嘌呤    腺嘌呤脱氧核苷酸    相同    n    n   

【分析】

DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接形成脱氧核苷酸链，DNA分子一般由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，由氢键连接形成碱基对，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。

【详解】

（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。在真核细胞中，DNA的主要载体是染色体。
（2）DNA双链的碱基对之间通过氢键相连，鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对，由3、4、5组成的结构是腺嘌呤脱氧核苷酸。
（3）双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，两者的比值总是等于1，所以不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值相同。
（4）一条单链上，根据碱基互补配对原则，与该链互补的另一条链上，整个DNA分子中。

【点睛】

本题旨在考查学生对DNA分子的结构和结构特点的熟练掌握。