【同步练习】高中生物学人教版（2019）必修2 3.2 DNA的结构(解析版)

第二节 DNA的结构
一、选择题
1．高中生物学教材中多次以“骨架”或“支架”表述相关知识，下列有关生物学中“骨架”或“支架”的描述错误的是（ ）
A．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构
B．细胞膜的基本支架是磷脂双分子层
C．DNA分子以碱基对为基本骨架
D．生物有机大分子以碳链为骨架
【答案】C
【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，A正确；B、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，B正确；C、DNA分子以磷酸和脱氧核糖为基本骨架，C错误；D、生物有机大分子以碳链为骨架，D正确。
2．玉米叶肉细胞所含的核酸中，含有碱基A、C、T的核苷酸种类共有（ ）
A．8 B．5 C．7 D．4
【答案】B
【详解】玉米细胞同时含有DNA和RNA，所以含有碱基A的核苷酸有2种（腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸），含有碱基C的核苷酸有2种（胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸），含有碱基T的核苷酸有1种（胸腺嘧啶脱氧核苷酸），所以玉米细胞中含有碱基A、C、T的核苷酸共有5种，B正确。
3．猴痘病毒是一种DNA病毒，人感染后通常会出现发烧、头痛、皮疹或皮肤损伤等症状。下列有关叙述正确的是（ ）
A．猴痘病毒DNA复制只发生在有丝分裂的间期
B．猴痘病毒DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸
C．猴痘病毒蛋白质是由病毒体内自身的核糖体合成的
D．可以通过检测病人是否出现发热症状，从而确诊是否被病毒感染
【答案】B
【详解】A、猴痘病毒无细胞结构，所以无细胞周期；B、DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸；C、猴痘病毒无细胞结构，所以猴痘病毒蛋白质是由宿主细胞提供的；D、很多疾病会引起发热的症状，所以不能通过检测病人是否出现发热症状，从而确诊是否被病毒感染，D错误。
4．研究发现，细胞中一些不需要的蛋白质是通过泛素（一种多肽）调节被降解的。对于人体一些不需要的致病蛋白质，泛素分子会主动在这些蛋白质上留下标记，被标记的蛋白质很快就会运送到一种称为蛋白质酶体的复合物中被降解掉。下列分析不合理的是（ ）
A．泛素和被标记的死亡蛋白质的合成都受DNA控制
B．泛素分子的降解发生在在蛋白质酶体复合物中
C．细胞质和细胞核中都可能存在蛋白质酶体复合物
D．蛋白质酶体具有酶的催化活性，催化断裂的化学键是肽键
【答案】B
【详解】A、根据题目信息泛素是一种多肽，多肽和蛋白质的合成都受DNA控制，A正确；B、泛素是一种多肽，其合成过程发生在核糖体，但蛋白质酶体的降解具有专一性，只降解被泛素标记的蛋白质，不能得出泛素在蛋白质酶体降解的结论，B错误；C、不论细胞质还是细胞核都存在不需要的致病蛋白质，它们都需要被标记后被蛋白质酶体降解，C正确；D、蛋白质酶体具有降解致病蛋白质的功能，降解是酶催化下把蛋白质分解的过程，因此，蛋白质酶体具有酶的催化功能，其催化断裂的化学键是肽键，D正确。
5．某DNA分子有400个碱基对，其中胸腺嘧啶120个，那么DNA分子中含有的氢键和游离的磷酸基数分别是（　　）
A．400个、2个 B．400个、4个
C．920个、800个 D．1080个、2个
【答案】D
【详解】DNA分子是由两条脱氧核糖核苷酸链组成的两条链之间的碱基通过氢键连接形成碱基对，碱基对之间遵循A与T配对，G与C配对的配对原则，配对的碱基数量相等。由题意知，某DNA分子中含有400个碱基对，800个碱基，胸腺嘧啶T是120个，那么腺嘌呤A=T=120个，该DNA分子中G=C=（800-120×2）÷2=280个，又因为A=T对含有2个氢键，G=C对3个氢键，所以氢键数=120×2+280×3=1080个；根据DNA分子的结构特点可知一个双链的链状DNA分子有2个游离的磷酸基团，D正确。
6．下图为某DNA分子的部分结构示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A．DNA分子中的每个磷酸都连接2个脱氧核糖
B．④的化学名称是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
C．②和③交替连接构成了DNA分子的基本骨架
D．DNA分子是所有生物的遗传物质
【答案】B
【详解】A、DNA分子中，大多数磷酸均连接着2个脱氧核糖，只有每条链一个末端的磷酸基团只连接一个脱氧核糖，A错误；B、④是由磷酸、脱氧核糖和胞嘧啶组成的，其化学名称是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，B正确；C、①表示脱氧核糖，③表示磷酸，①和③交替连接构成了DNA分子的基本骨架，C错误；D、DNA分子是绝大多数生物的遗传物质，但某些病毒的遗传物质是RNA，D错误。
7．在一个 DNA 分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的 42%。若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的 24%，则另一条链上，胞嘧啶占该链碱基总数的（ ）
A．21% B．30% C．34% D．58%
【答案】C
【详解】由题意知，DNA分子中A+T=42%，根据碱基互补配对原则，DNA分子的每一条单链中均为A+T=42%，DNA分子中一条链C=24%，则T=30%，因此DNA分子中一条链中的A=42%-30%=12%，G=1-42%-24%=34%，则另一条DNA单链中胞嘧啶C=34%。
8．某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，下列叙述不正确的是（ ）
A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连
C．制成的模型中，所含的嘌呤碱基数量等于嘧啶碱基数量
D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧
【答案】A
【详解】A、在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；B、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）之间形成3个氢键，B正确；C、DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A=T、C=G，故在制作的模型中A+G（嘌呤碱基）=C+T（嘧啶碱基），C正确；D、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，碱基在内侧，D正确。
9．某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比率为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则下列说法正确的是（ ）
A．该双链DNA分子每条链上都含2个游离的磷酸基团
B．互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比率为(a-b)/2
C．(A+G)/(T+C)的比值体现了DNA分子的特异性
D．互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶之和在该链上所占的比例也为a
【答案】D
【详解】A、该双链DNA分子每条链上都含1个游离的磷酸基团，A错误；B、DNA中鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之和占全部碱基的比率为a，DNA单链中G+C占比为a，一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，由于C=G，互补链中C占b，G占a-b，B错误；C、由于A=T，G=C，任何DNA双链分子中(A+G)/(T+C)=1，不能体现DNA分子的特异性，C错误；D、由于两条单链上C+G的数量相等，两条链碱基数量相等，因此互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶之和在该链上所占的比例也为a，D正确。
10．从分子水平上对生物多样性或特异性的分析，不正确的是（　　）
A．碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性
B．碱基对特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子基因的特异性
C．一个含有2000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列顺序有41000种
D．人体内控制β 珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种
【答案】D
【详解】A、DNA分子中碱基对的排列顺序的千变万化，因而构成了DNA分子的多样性，进而其中的基因也具有多样性，A正确；B、碱基对的特定的排列顺序，决定了每一个DNA分子基因的特异性，B正确；C、由于DNA分子中碱基对可能的存在方式有4种，因此，一个含2000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41000种，C正确；D、β珠蛋白基因碱基对的排列顺序，是β珠蛋白所特有的，因此，人体内控制β 珠蛋白的基因尽管由1700个碱基对组成，但其碱基对的排列方式只是有一种，D错误。
11．DNA是主要的遗传物质，储存有大量的遗传信息，DNA分子杂交术可以用来比较不同种细胞生物DNA分子的差异。下列关于DNA分子的叙述错误的是（ ）
A．DNA分子中的碱基排列顺序千变万化构成DNA分子的多样性
B．烟草花叶病毒浸染烟草实验证明遗传物质并不都是DNA
C．每种DNA分子的（A+G）与（T+C）比值相等，A+T与G+C的比值一般不相等，体现了DNA的特异性
D．利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA的差异，杂交环越多，说明差异越小，亲缘关越近
【答案】D
【详解】A、DNA分子中遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，A正确；B、烟草花叶病毒浸染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，B正确；C、DNA分是双链，A=T，G=C，不同DNA的（A+G）/（T+C）=1，A+T//G+C值一般不等，可以体现DNA分子的特异性，C正确；D、利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA的差异，杂交环越多，说明不同的序列越多，差异越大，亲缘关系越远，D错误。
12．下图为某核苷酸长链的示意图。下列相关叙述中正确的是
A．①是磷酸、③是鸟嘌呤
B．②为核糖或脱氧核糖
C．⑤为脱氧核苷酸长链的片段
D．④为鸟嘌呤核糖核苷酸
【答案】C
【详解】A、①是磷酸、③是胞嘧啶，A错误；B、由于图中有碱基T，因此②是脱氧核糖，B错误；C、⑤是一条脱氧核苷酸链的片段，C正确；D、④是胞嘧啶脱氧核苷酸，D错误。
二、非选择题
13．如图是某核苷酸与核苷酸链的示意图，据图回答问题：
(1)已知图一中左上角的基团为碱基——腺嘌呤，则
①该核苷酸的生物学名称是______。
②该核苷酸是构成______的原料。
(2)核酸彻底水解后可得到______（填图二中的序号）。若图二表示脱氧核苷酸链的片段，则图中还缺少的碱基是______（填名称）。若图二表示核糖核苷酸链的片段，则图中还缺少的碱基是______（填名称）。
(3)绝大多数生物的遗传信息储存在______（填中文名称）分子中。
【答案】(1) 腺嘌呤核糖核苷酸 RNA (2) ①②③ 胸腺嘧啶 尿嘧啶
(3)脱氧核糖核酸
【详解】（1）该核苷酸含有核糖和腺嘌呤，为腺嘌呤核糖核苷酸；核糖核苷酸是RNA的基本单位之一。
（2）核酸初步水解得到核苷酸，彻底水解后可得到磷酸、碱基、五碳糖，可由图二中的①（磷酸）、②（五碳糖）、③（碱基）来表示；脱氧核苷酸的碱基有A、T、C、G，图中还缺少的碱基是T（胸腺嘧啶）；核糖核苷酸的碱基有A、U、C、G，图中还缺少的碱基是U（尿嘧啶）。
（3）绝大多数生物（细胞结构生物、DNA病毒）的遗传信息储存在DNA中，DNA的中文名称是脱氧核糖核酸。
14．2022年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了瑞典生物学家、进化遗传学家斯万特？帕博，（Svante Pbo），以表彰他发现了与已灭绝古人类和人类进化相关的基因组。其中，帕博最为杰出的工作就是，发现距今4.5万年历史的尼安德特人的DNA序列和现代人类的DNA序列具有相似之处。上海交通大学附属中学高一学生小刘想做一些关于尼安德特人方面的课题研究，他首先对DNA的结构进行了研究，如图所示。
注：图甲所示的分子结构式为某种核苷酸；图乙是某核苷酸链示意图。
据图回答问题：
(1)图甲中核苷酸的名称是______。
(2)图甲中核苷酸是构成______的原料，该核酸主要分布______中。
(3)图乙中2和4的名称分别是______、______。
(4)通常由______条图乙所示的核苷酸链构成一个分子。
(5)你和你的同桌长相不同，和你的父母也有一定差异，那是因为DNA决定生物的性状，DNA分子具有多样性，DNA分子具有多样性的原因是（多选）_____。
A．脱氧核苷酸种类具有多样性 B．脱氧核苷酸数量具有多样性
C．脱氧核苷酸排列顺序具有多样性 D．DNA分子空间结构具有多样性
(6)DNA分子中碱基互补配对的原则是______，位于一条DNA分子上的长度为5个碱基对的DNA片段有______种类型。
【答案】(1)腺嘌呤核糖核苷酸 (2) RNA 细胞质
(3) 胞嘧啶 胞嘧啶脱氧核苷酸 (4)2 (5)BC
(6) A-T、C-G、T-A、G-C 45
【详解】（1）图甲为某核苷酸的结构示意图，该核苷酸含有的五碳糖是核糖，含氮碱基为腺嘌呤，所以该核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸。
（2）图甲为腺嘌呤核糖核苷酸，该核苷酸是构成RNA的的原料，RNA主要分布细胞质中。
（3）图乙为某核苷酸链示意图，该核苷酸链中含有碱基T，推测该核苷酸链属于构成DNA的脱氧核苷酸链，其中1为脱氧核糖、2为含氮碱基（胞嘧啶）、3为磷酸、4是胞嘧啶脱氧核苷酸。
（4）图乙中的5为脱氧核苷酸链，DNA通常由2条脱氧核苷酸链构成。
（5）A、作为双链的DNA分子都是由四种脱氧核苷酸构成的，这不是DNA分子具有多样性的原因，A错误；B、脱氧核苷酸的数目成千上万，即不同DNA的脱氧核苷酸的数目差别很大，构成了DNA分子的多样性，B正确；C、DNA的脱氧核苷酸有很多种不同的排列顺序，即DNA中碱基的排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性，C正确；D、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，这不是DNA分子具有多样性的原因，D错误。
（6）DNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A-T、C-G、T-A、G-C。由于DNA是双链结构，所以一个具有n个碱基对的DNA分子片段理论上具有4n中变化，故位于一条DNA分子上的长度为5个碱基对的DNA片段有45种类型。