2024-2025学年新教材高中生物第3章基因的本质2DNA的结构课时素养评价含解析新人教版必修2

PAGE8-DNA的结构(20分钟·70分)一、选择题(共9小题，每小题4分，共36分)1.在制作DNA双螺旋结构模型时，所供应的卡片种类和数量如表，下列相关叙述正确的是 ()卡片种类磷酸脱氧核糖碱基ATCG卡片数量12123342A.构成的DNA片段，最多含有氢键12个B.最多可构建45种碱基序列的DNAC.最多可构建5种脱氧核苷酸D.DNA中每个脱氧核糖均与一分子磷酸相连【解析】选A。这些卡片最多可形成3对A—T碱基对，2对C—G碱基对，而A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有12个氢键，A正确；由于碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数远少于45种，B错误；表中所给碱基共有4种，因此最多可构建4种脱氧核苷酸，C错误；DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，D错误。2.1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型，两位科学家于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖。关于DNA分子双螺旋结构的特点，叙述错误的是()A.DNA分子由两条反向平行的链组成B.脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧C.DNA分子中A+T的数量确定等于G+C的数量D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对【解析】选C。DNA分子是由两条链组成的，这两条链是反向平行的，A正确；DNA分子的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，B正确；依据碱基互补配对原则，碱基的数量关系为A=T，C=G，A+G=C+T，但是A+T不确定等于C+G，C错误；两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，D正确。3.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【解析】选C。①代表ATP中的核糖和腺嘌呤，即腺苷；②是DNA上一个基本单位，即腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；③是RNA上一个基本单位，即腺嘌呤核糖核苷酸；④是核糖核苷酸的组成成分腺嘌呤，C正确。4.地球上的生物多种多样，不同生物的DNA不同，每一种生物的DNA又具有特异性。确定DNA遗传特异性的是 ()A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值C.碱基互补配对的原则D.碱基排列依次【解析】选D。每种生物的DNA都有特定的碱基排列依次，这确定了DNA具有特异性。5.在DNA分子中，碱基A和T通过两个氢键形成碱基对，碱基G和C通过三个氢键形成碱基对。有一个DNA分子含1000个脱氧核苷酸，共有1200个氢键，则该DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸多少个 ()A.150个 B.200个C.300个 D.无法确定【解析】选B。设胞嘧啶脱氧核苷酸(C)有x个，则G有x个，A=T=500-x，依据氢键数可知存在如下关系式：3x+2×(500-x)=1200，求得x=200。6.DNA由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。假如DNA的一条链上某碱基序列是5′-AGCTGCG-3′，则另一条链与之配对的部分是()A.5′-CGCAGCT-3′B.5′-TCGACGC-3′C.5′-AGCTGCG-3′D.5′-GCGTCGA-3′【解析】选A。双链DNA的两条单链通过碱基互补配对，且两条单链方向相反。7.在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则下列有关叙述正确的是()①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m②碱基之间的氢键数为(3m-2n)/③一条链中A+T的数量为n④G的数量为m-nA.①②③④ B.②③④C.③④ D.①②③【解析】选D。在该DNA分子中，脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m，①正确；由A=T，C=G，可推出(A1+T1)=n，③正确；C=G=(m-2n)/2，④错误；由于C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，故一共有氢键数为3×(m-2n)/2+2×n=(3m-2n)/2，②8.经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以推断 ()A.此生物体内的核酸确定是DNAB.该生物确定不含DNA而只含RNAC.若此生物只含DNA，则确定是单链的D.若此生物含DNA，则确定是双链的【解析】选C。因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有RNA，或同时含有DNA和RNA，或只含单链DNA。【误区警示】关于DNA分子结构的两点提示(1)并非全部的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。(2)原核细胞中的DNA分子为“双链环状”，而不是链状，环状DNA中没有游离的磷酸基团。【补偿训练】下列有关DNA结构的说法中，正确的是()A.相邻的碱基被相邻的两个核糖连在一起B.每个磷酸基团上都连着两个五碳糖C.DNA分子中碱基对的排列依次是固定不变的D.只有嘌呤与嘧啶配对，才能保证DNA两条长链之间的距离不变【解析】选D。DNA分子中一条链上相邻的碱基被“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连在一起，两条链上配对的碱基被氢键连在一起；DNA两条链一端的磷酸基团上连着一个五碳糖；碱基对排列依次的千变万化形成了DNA分子的多样性。9.如图为细胞内某基因(15N标记)部分结构示意图，G占全部碱基的26%。下列说法错误的是 ()A.该基因的组成元素是C、H、O、N、PB.该基因的碱基(C+G)/(A+T)为13/12C.DNA分子中G—C碱基对的比例越高，越耐高温D.由于碱基对的排列依次多种多样，因而该基因具有多样性【解析】选D。基因的组成元素只有C、H、O、N、P，A正确；因G占全部碱基的26%，则C也占26%，A与T各占24%，该基因的碱基(C+G)/(A+T)=52%/48%=13/12，B正确；DNA分子中G—C碱基对的氢键为3个，A—T碱基对的氢键为2个，故G—C比例越高，DNA分子结构越稳定，就越耐高温，C正确；该基因的碱基对的排列依次是特定的，D错误。二、非选择题(共2小题，共34分)10.(14分)如图为DNA的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答：(1)从主链上看，两条单链__________平行；从碱基关系看，两条单链__________________。

(2)__________和__________交替连接，构成了DNA分子的基本骨架。

(3)图中有__________种碱基。

(4)图中的A与ATP中的A的区分是________________________。

【解析】(1)从主链上看，两条单链是反向平行的；从碱基关系看，两条单链遵循碱基互补配对原则。(2)脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。(3)图中涉及4种碱基。(4)图中的A为腺嘌呤，而ATP中的A指腺苷。答案：(1)反向碱基互补配对(2)脱氧核糖磷酸(3)4(4)图中的A为腺嘌呤，ATP中的A为腺苷11.(20分)分析以下材料，回答有关问题：材料一在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型之前，人们已经证明白DNA分子是由很多脱氧核苷酸构成的长链，自然界中的DNA并不以单链形式存在，而是由两条链结合形成的。材料二科学家查哥夫(E.Chargaff)探讨不同生物的DNA时发觉，DNA分子中的嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，即A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，但(A+T)与(G+C)的比值不是固定的。材料三依据富兰克林(R.E.Franklin)等人对DNA的X射线衍射分析表明，DNA分子由很多“亚单位”组成，每一层的间距为3.4nm，而且整个DNA分子长链的直径是恒定的。以上科学探讨成果为1953年沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型奠定了基础。(1)材料一表明DNA分子是由两条

_________组成的，其基本组成单位是_________。

(2)嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，说明_________。

(3)A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，说明_________。

(4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定，说明_________。

(5)富兰克林等人提出的DNA分子中的亚单位事实上是________________；亚单位的间距都为3.4nm，而且DNA分子的直径是恒定的，这些特征表明________________。

(6)基于以上分析，沃森和克里克提出了各碱基之间的关系是_________，并胜利地构建了DNA分子的双螺旋结构模型。

【解析】(1)DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链回旋而成的双螺旋结构；组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。(2)嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，说明DNA分子中嘌呤与嘧啶之间一一对应。(3)A的总数等于T的总数、G的总数等于C的总数，说明A与T一一对应，C与G一一对应。(4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定，说明A与T之间的对应和C与G之间的对应互不影响。(5)富兰克林等人提出的DNA分子中的“亚单位”事实上是碱基对；“亚单位”的间距都为3.4nm，而且DNA分子长链的直径是恒定的，这些特征表明DNA分子的空间结构特别规则。(6)基于以上分析，沃森和克里克提出了各碱基之间的关系是A与T配对，C与G配对，并胜利地构建了DNA分子的双螺旋结构模型。答案：(1)脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸(2)DNA分子中嘌呤与嘧啶之间一一对应(3)A与T一一对应，C与G一一对应(4)A与T之间的对应和C与G之间的对应互不影响(5)碱基对DNA分子的空间结构特别规则(6)A与T配对，C与G配对(10分钟·30分)1.(6分)已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型，现发觉了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应当 ()A.分析碱基类型，确定碱基比率B.分析碱基类型，分析五碳糖类型C.分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型D.分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型【解析】选A。含有碱基T的核酸为DNA，含有碱基U的核酸为RNA，双链DNA中A=T，G=C。分析碱基类型和五碳糖类型只能确定是DNA还是RNA，无法确定是双链还是单链结构，所以还得确定碱基比率。【方法规律】区分核酸种类的方法(1)若含T，A≠T或嘌呤≠嘧啶：则为单链DNA。因为双链DNA分子中A=T，G=C，嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。(2)若嘌呤≠嘧啶：确定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可能为RNA)。(3)细胞全部核酸中嘌呤≠嘧啶：既有双链DNA，又有RNA。2.(6分)(多选)下列关于DNA分子模型构建的叙述中，正确的是 ()A.富兰克林的DNA衍射图谱为模型的构建供应了重要依据B.查哥夫提出腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量C.沃森和克里克最初构建的双螺旋结构中，认为磷酸和脱氧核糖排列在外部，碱基支配在内部，且A与T配对，G与C配对D.DNA分子是以四种脱氧核苷酸为单位形成的【解析】选A、B、D。对于DNA结构相识经过的历程是：基本单位是四种脱氧核苷酸→构成脱氧核苷酸链→两条脱氧核苷酸链螺旋成DNA。在这个相识过程中，起初并不知道A确定与T配对，G确定与C配对，C错误。3.(18分)图甲是用DNA测序仪测出的某DNA片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列依次(TGCGTATTGG)，请回答下列问题：(1)据图甲推想，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是__________个。

(2)依据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列依次，推想图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列依次为__________(从上往下)。

(3)图甲所显示的DNA片段与图乙所显示的DNA片段中的(A+G)/(T+C)总是为________________，由此证明DNA分子中碱基的数量关系是________________。图甲中的DNA片段与图乙中的DNA片段中的A/G分别为__________、__________，由此说明白DNA分子具有特异性。

【解析】(1)图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个，依据碱基互补配对原则，互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)看清晰各列所示的碱基种类是读脱氧核