期末复习——3.2DNA分子的结构（知识点+练习）

必修２《遗传与进化》复习提纲
第三章 基因的本质
第二节 DNA分子的结构
知识点回顾：
DNA分子的化学组成
（1）基本组成元素：C、H、O、N、P。
（2）基本单位
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方式不变；两条链间碱基互补配对方式不变。
（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。
3. DNA双螺旋结构的特点：
（1）主要特点
①两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。
②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。
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，例如：
遵循碱基互补配对原则
（2）空间结构：规则的双螺旋结构。
4. 相关计算
（1）A=T C=G
（2）（A+ C ）/ （T+G ）= 1 或 A+G / T+C = 1
（3）如果（A1+C1 ） / （ T1+G1 ）=b 那么（A2+C2 ） / （T2+G2 ） =1/b
（4） （A+ T ） / （ C +G ）
=（A1+ T1 ） / （ C1 +G1 ）
= （ A2 + T2 ） / （ C2+G2 ）
= a
判断核酸种类
（1）如有U无T，则此核酸为RNA；
（2）如有T且A=T C=G，则为双链DNA；
（3）如有T且A≠ T C≠ G，则为单链DNA ；
（4）U和T都有，则处于转录阶段。
6. DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤
解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：
（1）搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。
（2）画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。
（3）根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
好题精练：
1．如图是 DNA 片段的部分结构示意图，下列叙述正确的是（　　）
A．该片段中碱基与碱基之间不一定通过氢键连接
B．①②③按序排列，构成了DNA 分子的基本骨架
C．①③交替排列是导致 DNA 多样性的原因之一
D．④的名称是鸟嘌呤脱氧核苷酸
【答案】A
【分析】
1、DNA分子双螺旋结构的主要特点：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA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，碱基排列在外侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤一定与胞嘧啶配对，碱基之间这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
2、分析题图：图示为DNA分子结构示意图，其中①是磷酸、②是含氮碱基、③是脱氧核糖、④表示包含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子鸟嘌呤。
【详解】
A、DNA分子一条链中的两个相邻的碱基并不直接相连，两条链上相对应的碱基才通过氢键连接，A正确；
B、①磷酸和③脱氧核糖的交替排列构成了DNA分子的基本骨架，B错误；
C、导致DNA分子多样性的原因是组成DNA的脱氧核苷酸的数量和排列顺序，①③交替排列构成了DNA分子的基本骨架，不是导致 DNA 多样性的原因之一，C错误；
D、图中④由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子胞嘧啶组成，但不能表示鸟嘌呤脱氧核苷酸，D错误。
故选A。
2．DNA分子由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。长链的一端是磷酸基，称为P端，另一端是无碳糖称为C端。如果DNA分子的一条链上某碱基序列从P端至C端是—AGCTGCG—，则另一条链与之配对的部分从P端至C端序列是（ ）
A．—CGCAGCT— B．—TCGACGC—
C．—UCGACGC— D．—CGCAGCU—
【答案】A
3．在含有4 种碱基的某DNA片段中，有腺嘌呤a 个，占全部碱基的比例为b，则( )
A.b≤0.5
B.b≥0.5
C.胞嘧啶为a （1/2b-1）个
D.胞嘧啶为b （1/2b-1）个
【答案】C
【解析】由题意可知，该DNA分子含有4 种碱基，腺嘌呤所占的比例是b，因此胸腺嘧啶所占的比例也是b，b<0.5，A、B错误；腺嘌呤有a 个，占该片段全部碱基的比例为b，所以该DNA片段的碱基总数是a/b，故胞嘧啶的数目为a/2b-a，C正确，D错误。
4．已知一个 DNA 分子中有 1000 个碱基对，其中鸟嘌呤有 600 个，这个 DNA 分子中脱氧核苷酸数目和腺嘌呤的数目依次是( )
A.2 000 个和200 个 B.2 000 个和 400 个
C.1 000 个和 400 个 D.1 000 个和 600 个
【答案】B
【解析】（1）一个脱氧核苷酸含有1 个碱基，因此DNA分子中碱基数目与脱氧核苷酸数目相同。已知1 个DNA分子中有1 000 个碱基对，则这个DNA中含有2 000 个脱氧核苷酸；
（2）双链DNA中，非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半。已知一个DNA中有1 000 个碱基对，其中鸟嘌呤有600 个，则这 DNA 中数目为1 000-60=400个；故选B。
5． DNA指纹技术是法医物证学上进行个人认定的主要方法，DNA “指纹”是指DNA分子的( )
A.双螺旋结构
B.磷酸和脱氧核糖的排列顺序
C.脱氧核苷酸的排列顺序
D.碱基互补配对方式
【答案】C
6．已知DNA分子中,碱基对A与T之间形成两个氢键,C与G之间形成三个氢键。在一个双链DNA分子片段中有200个碱基对,其中腺嘌呤有90个。则该DNA片段中含有游离的磷酸基团的数目和氢键的数目依次为( )
A.200个和400个 B.44个和510个
C.2个和400个 D.2个和510个
【答案】D
【解析】每个链状DNA分子中含有游离的磷酸基团的数目为2个；由于DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个，则胸腺嘧啶有90个，胞嘧啶和鸟嘌呤各有110个，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键共有180个，胞嘧啶和鸟嘌呤之间的氢键共有330个，故该DNA分子中氢键的数目为510个。
7．在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
【答案】D
【解析】审题时应扣住“一条脱氧核苷酸链中.相邻的城基与之间的连接结构”,相邻的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连接,因此两个碱基之间的连接结构是脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖.
8．双螺旋结构模型有多种形式，其中B－DNA是Watson－Cick的DNA双螺旋结构模型，是右手螺旋。在正常生理状态时，DNA大都属于这种形式，碱基的平面对DNA分子的中轴是垂直的。细胞内每转一圈平均包括10个核苷酸对，也可说是10个碱基对。下列关于该螺旋结构叙述错误的是（ ）
A．两条链是反向平行的，一条走向是3′→5′，另一条链是5′→3′
B．DNA分子的稳定性取决于碱基互补配对形成的氢键
C．DNA的一条单链具有两个末端，有一个磷酸基团的末端为5′端
D．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A＋G）/（T＋C）＝1
【答案】B
【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。
【详解】
A、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，一条走向是3′→5′，另一条链是5′→3′，A正确；
B、DNA分子的稳定性取决于磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，B错误；
C、DNA分子具有方向性，通常将其羟基末端称为3′端，而磷酸基团末端称为5′端，C正确；
D、在DNA的双链结构中，A=T、G=C，碱基的比例总是（A＋G）/（T＋C）＝1，D正确。
故选B。
9．DNA熔解温度（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。下列有关叙述错误的是（　　）
A．一般来说，在一定范围内，DNA分子的Tm值与（G＋C）含量呈正相关
B．DNA双螺旋结构有利于维持DNA的稳定性
C．Tm值相同的DNA分子中（G＋C）数量也相同
D．若DNA分子中（G＋C）/（A＋T）＝1，则G与C之间的氢键总数比A与T之间多
【答案】C
【分析】
分析曲线图：DNA熔解温度（Tm）是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，图示表示的DNA分子中G+C含量（占全部碱基的比例）与Tm的关系，Tm值越大，C+G含量越高，即DNA分子的Tm值与C+G含量呈正相关。
【详解】
A、由图可知，在一定范围内，DNA分子的Tm值与C+G含量呈正相关，A正确；
B、DNA双螺旋结构有利于维持DNA的稳定性，B正确；
C、两DNA分子若Tm值相同，则它们所含（C＋G）比例相同，但（C＋G）的数量不一定相同，C错误；
D、由于C-G之间有3个氢键，A-T碱基对之间有2个氢键，因此DNA分子中G+C/A+T=1，则G与C之间的氢键总数比A与T之间多， D正确。
故选C。
10．如图是DNA片段的结构图,请据图回答:
（1）图甲是DNA片段的__________结构,图乙是DNA片段的__________结构。
（2）从图甲可以看出组成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。
（3）从图中可以看出DNA分子中的两条长链是由__________和__________交替连接的。
（4）连接碱基对的化学键是__________, 碱基配对的方式为:__________与__________配对;__________与__________配对。
（5）填出图中部分结构的名称:[2]__________、[5]__________。
【答案】（1）平面; 空间;
（2）反向平行; 双螺旋;
（3）脱氧核糖; 磷酸;
（4）氢键; A(腺嘌呤); T(胸腺嘧啶); G(鸟嘌呤); C(胞嘧啶)
（5）一条脱氧核苷酸长链的片段; 腺嘌呤脱氧核苷酸
【解析】（1）分析题图可知,甲是DNA分子的平面结构.乙是DNA分子的双螺旋结构,即空间结构。
（2）从图甲可以看出,组成DNA分子的两条链是反向平行的,DNA分子的空间结构是规则的双螺旋结构。
（3）DNA分子的两条链的磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成基本骨架。
（4）DNA分子之间的碱基通过氢键连接成碱基对,7为碱基对之间的氢键;DNA分子中碱基对的配对方式是A与T 配对，G与C配对。
（5）分析题图可知,2是DNA分子的一条脱氧核苷酸长链的片段,3是脱氧核糖,5由脱氧核糖、腺嘌呤和磷酸组成, 是腺嘌呤脱氧核苷酸。