第二章 遗传的分子基础
第二节 DNA分子的结构和复制
第1课时 DNA分子的结构
1．下列关于DNA结构与功能的叙述，错误的是（ ）
A．DNA分子碱基排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性
B．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连
C．DNA分子中G与C碱基对含量越高，其结构稳定性就相对越大
D．DNA分子结构相对稳定的重要原因之一是两条链上的碱基互补配对形成了氢键
【答案】B
【详解】A、DNA具有多样性的原因是DNA分子中碱基排列顺序的千变万化，A正确；
B、DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，B错误；
C、DNA分子中G-C碱基对之间有3个氢键，A-T之间有2个氢键，DNA分子中G与C碱基对含量越高，氢键越多，DNA结构越稳定，C正确；
D、DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链盘旋成规则的双螺旋结构，DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替交替排列的顺序稳定不变。DNA分子双螺旋结构中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持了双螺旋结构的稳定，D正确。
2．DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一，下列研究成果中，为该模型构建提供重要依据的是（ ）
①格里菲思的肺炎链球菌实验证明DNA是遗传物质
②查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量
③沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
④富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
A．①③ B．①② C．③④ D．②④
【答案】D
【详解】①格里菲思的肺炎链球菌实验证明DNA是遗传物质，但该实验不能为DNA双螺旋结构模型提供重要依据，①错误；
②查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量，说明了碱基配对的方式，能为模型构建提供依据，②正确；
③沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋模型提出后，③错误；
④富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱可说明DNA是螺旋结构，为模型构建提供了重要依据，④正确。综上，②④正确。
3．下列有关DNA分子结构的说法，正确的是（ ）
A．一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基被两个脱氧核糖连在一起
B．在一个DNA分子中，嘌呤数与嘧啶数相等
C．每个磷酸基团上均连着两个脱氧核糖
D．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+T）/（G+C）=1
【答案】B
【详解】A、一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基被“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连在一起，A错误；
B、在一个DNA分子中，A与T配对，C与G配对，所以嘌呤数与嘧啶数相等，B正确；
C、每条DNA单链都有一个游离的磷酸基团，所以并不是每个磷酸基团上均连着两个脱氧核糖，C错误；
D、在DNA的双链结构中，A与T配对，C与G配对，A=T,C=G,所以（A+T）和（G+C）的值不一定相等，D错误。
4．若某双链DNA分子中，碱基G占碱基总数的20％，则该分子中碱基A占碱基总数的（ ）
A．30% B．40% C．60% D．80%
【答案】A
【详解】根据碱基互补配对原则，双链DNA分子中，非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半。某双链DNA分子的碱基中，G的分子数占20%，那么A的分子数占50%-20%=30%。
5．酵母菌的 DNA 中 C 约占 18%，关于酵母菌核酸的叙述不正确的是（ ）
A．DNA 复制后 C 约占 18%
B．DNA 中（A+T）/（C+G）=1
C．DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸
D．酵母菌的核酸含有五种碱基
【答案】B
【详解】A、由于DNA是半保留复制，遵循碱基互补配对原则，所以DNA 复制后 C 约占 18%，A正确；
B、根据碱基互补配对原则可知，（A+C）/（T+G）=1，但（A+T）/（C+G）不一定等于1，B错误；
C、DNA基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖，一分子含氮碱基组成，C正确；
D、酵母菌是真核生物，含有DNA和RNA两种核酸，所以核酸含有五种碱基（A、T、C、G、U），D正确。
6．根据DNA分子双螺旋结构进行推理，下列推论正确的是（ ）
A．A和T含量高的DNA分子更加稳定
B．遗传信息多样性的原因是DNA分子中碱基种类的多样性
C．不同DNA分子中（A+G）/（T+C）的值不同，这体现了DNA分子的多样性
D．脱氧核糖与磷酸交替连接构成基本骨架，是DNA分子结构稳定的基础
【答案】D
【详解】A、A和T之间两个氢键，C和G之间三个氢键，C和G碱基对越多的DNA分子更稳定，A错误；
B、遗传信息多样性的原因是DNA分子中碱基排列顺序的多样性，B错误；
C、不同DNA分子中由于A=T，C=G，所以(A+G)/ (T+C) 的值相同，C错误。
D、脱氧核糖与磷酸交替连接构成基本骨架，是DNA分子结构稳定的基础，D正确；
7．已知一个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个， 这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（ ）
A．4000个和2000个 B．4000个和4000个
C．8000个和1800个 D．3600个和1000个
【答案】C
【详解】（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4000个碱基对，则这个DNA分子含有8000个脱氧核苷酸；
（2）双链DNA分子中，非互补配对的碱基之和占全部碱基的一半，已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，则腺嘌呤的数目为4000-2200=1800个，C正确，A、B、C错误。
8．DNA分子具有双螺旋结构，下列有关叙述错误的是（ ）
A．双螺旋结构由科学家沃森和克里克提出 B．两条链反向平行
C．脱氧核糖和磷酸交替排列构成基本骨架 D．碱基间通过肽键构成碱基对
【答案】D
【详解】A、DNA分子双螺旋结构由科学家沃森和克里克提出的，A正确；
B、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，B正确；
C、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，碱基在内侧，C正确；
D、碱基间通过氢键构成碱基对，D错误。
9．下列脱氧核苷酸的结构图中正确的是( )
答案 D
解析 组成脱氧核苷酸的各组分子间正确的连接方式是：磷酸—脱氧核糖—含氮碱基，并且含氮碱基应连接在脱氧核糖的1号碳原子上，磷酸连接在脱氧核糖的5号碳原子上。
10．下列有关核DNA结构的叙述，不正确的是（ ）
A．脱氧核糖和磷酸交替排列构成DNA的基本骨架
B．每一个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
C．DNA分子彻底水解后最多可以得到6种物质
D．DNA分子中C和G所占比例越大，结构越稳定
【答案】B
【详解】A、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，碱基在内侧，A正确；
B、DNA两条子链5'末端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，B错误；
C、DNA彻底水解后可得到四种碱基、脱氧核糖和磷酸共6种物质，C正确；
D、在DNA分子中，G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，若G和C含量高，DNA结构的稳定性越大，D正确。
11．如图表示DNA分子的一个片段。下列有关说法错误的是（ ）
A．①部位表示的是磷酸二酯键
B．②部位表示的是氢键
C．DNA分子的两条链反向平行
D．DNA分子的特异性表现在碱基的种类上
【答案】D
【详解】AB、图示表示DNA分子的一个片段，图中①为磷酸二酯键，②是氢键，AB正确；
C、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，C正确；
D、DNA分子的特异性表现在碱基排列顺序上，D错误。
12．DNA由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。如果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′
答案 A
13．某同学用卡片构建DNA平面结构模型，提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是（ ）
卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基
A T G C
卡片数量 10 10 2 3 3 2
A．最多构建4种氧核酸，5个脱氧核苷酸对
B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
D．可构建44种不同碱基序列的DNA
【答案】B
【详解】A、由表中给定的碱基A为2个，C为2个，并结合碱基互补配对原则可知最多可构建4个脱氧核苷酸对，A错误；
B、构成的双链DNA片段中A与T间的氢键共有4个（A-T共有2对，每对含有2个氢键），G与C共有6个（G-C共有2对，每对含有3个氢键），即最多有10个氢键，B正确；
C、DNA中位于一端的脱氧核糖分子与1分子磷酸相连，位于内部的脱氧核糖分子均与2分子磷酸相连，C错误；
D、A与T碱基对只有两对，G与C碱基对也只有两对，所以不能构建44种不同碱基序列的DNA，D错误。
14．下列关于双链DNA的叙述，不正确的是( )
A．若一条链上A和T的数量相等，则另一条链上的A和T数量也相等
B．若一条链上A的数量大于T，则另一条链上A的数量小于T
C．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4
D．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
答案 C
解析 根据DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则可知，两条链上互补碱基的数量关系是A＝T，G＝C。若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，对应另一条链上T∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4，调整为A∶T∶G∶C的顺序，应等于2∶1∶4∶3，C错误、D正确。
15．如图所示为刑事侦查人员为侦破案件，搜集获得的DNA指纹图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．怀疑对象中1号最可能是犯罪分子
B．DNA指纹技术可识别身份，源于DNA分子的特异性
C．可从精液、血液、毛发等样品中提取DNAD。
D．若为双胞胎，则两人的指纹相同，DNA指纹也相同
【答案】D
【详解】A、据图可知，怀疑对象1的DNA指纹图与从受害者体内分离的精液样品高度吻合，故最可能是犯罪分子，A正确；
B、DNA指纹技术可识别身份，源于DNA分子的特异性，B正确；
C、只要有细胞核的样本都可以做DNA鉴定样本，包括血液、口腔黏膜、带毛囊的毛发、精液等等， 毛发作为DNA鉴定的常规样本，C正确；
D、双胞胎包括同卵双胞胎，同卵双胎基因和染色体非常接近，但是指纹并不一样，异卵双胞胎的指纹和DNA指纹一般都不相同，D错误。
16．遗传物质的探索经历了漫长的时间，请回答有关问题：
(1)1953年，科学家沃森和克里克共同发现了DNA分子具有特殊的空间结构，即______结构，并建立了DNA的___________（填概念、数学、物理）模型，DNA分子的基本骨架是由__________构成。
(2)在遗传物质的探究过程中，赫尔希、蔡斯在做噬菌侵染细菌的实验时，他们的实验设计思路是_________。
(3)用同位素标记技术研究某病毒遗传物质的种类，需先将宿主细胞在含有放射性标记的核苷酸的培养基中培养，再用该病毒感染培养后的细胞，一段时间后收集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸是否都需要标记？____________，理由是________________。
【答案】(1) 双螺旋 物理 脱氧核糖与磷酸交替连接
(2)设法将DNA和蛋白质分开，单独地直接地研究它们的作用
(3) 不需要 如果对各种核苷酸都进行标记，则该病毒的核酸无论是DNA还是RNA，在病毒中均能检测到放射性
【详解】（1）沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构，该模型为物理模型，DNA分子磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧构成基本骨架，内部碱基由氢键连接。
（2）赫尔希和蔡斯的实验与艾弗里的实验设计思路相同，都是将 DNA 和蛋白质分开，单独观察它们的作用。
（3）如果各种核苷酸都进行标记，则该病毒的核酸无论是 DNA 还是 RNA ，在病毒中均能检测到放射性，因此培养基中的各种核苷酸是不需要都标记。
17．2022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。
故选BC。
（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。第二章 遗传的分子基础
第二节 DNA分子的结构和复制
第1课时 DNA分子的结构
1．下列关于DNA结构与功能的叙述，错误的是（ ）
A．DNA分子碱基排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性
B．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连
C．DNA分子中G与C碱基对含量越高，其结构稳定性就相对越大
D．DNA分子结构相对稳定的重要原因之一是两条链上的碱基互补配对形成了氢键
2．DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一，下列研究成果中，为该模型构建提供重要依据的是（ ）
①格里菲思的肺炎链球菌实验证明DNA是遗传物质
②查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量
③沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
④富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
A．①③ B．①② C．③④ D．②④
3．下列有关DNA分子结构的说法，正确的是（ ）
A．一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基被两个脱氧核糖连在一起
B．在一个DNA分子中，嘌呤数与嘧啶数相等
C．每个磷酸基团上均连着两个脱氧核糖
D．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+T）/（G+C）=1
4．若某双链DNA分子中，碱基G占碱基总数的20％，则该分子中碱基A占碱基总数的（ ）
A．30% B．40% C．60% D．80%
5．酵母菌的 DNA 中 C 约占 18%，关于酵母菌核酸的叙述不正确的是（ ）
A．DNA 复制后 C 约占 18%
B．DNA 中（A+T）/（C+G）=1
C．DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸
D．酵母菌的核酸含有五种碱基
6．根据DNA分子双螺旋结构进行推理，下列推论正确的是（ ）
A．A和T含量高的DNA分子更加稳定
B．遗传信息多样性的原因是DNA分子中碱基种类的多样性
C．不同DNA分子中（A+G）/（T+C）的值不同，这体现了DNA分子的多样性
D．脱氧核糖与磷酸交替连接构成基本骨架，是DNA分子结构稳定的基础
7．已知一个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个， 这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（ ）
A．4000个和2000个 B．4000个和4000个
C．8000个和1800个 D．3600个和1000个
8．DNA分子具有双螺旋结构，下列有关叙述错误的是（ ）
A．双螺旋结构由科学家沃森和克里克提出 B．两条链反向平行
C．脱氧核糖和磷酸交替排列构成基本骨架 D．碱基间通过肽键构成碱基对
9．下列脱氧核苷酸的结构图中正确的是( )
10．下列有关核DNA结构的叙述，不正确的是（ ）
A．脱氧核糖和磷酸交替排列构成DNA的基本骨架
B．每一个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
C．DNA分子彻底水解后最多可以得到6种物质
D．DNA分子中C和G所占比例越大，结构越稳定
11．如图表示DNA分子的一个片段。下列有关说法错误的是（ ）
A．①部位表示的是磷酸二酯键
B．②部位表示的是氢键
C．DNA分子的两条链反向平行
D．DNA分子的特异性表现在碱基的种类上
12．DNA由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。如果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′
13．某同学用卡片构建DNA平面结构模型，提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是（ ）
卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基
A T G C
卡片数量 10 10 2 3 3 2
A．最多构建4种氧核酸，5个脱氧核苷酸对
B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
D．可构建44种不同碱基序列的DNA
14．下列关于双链DNA的叙述，不正确的是( )
A．若一条链上A和T的数量相等，则另一条链上的A和T数量也相等
B．若一条链上A的数量大于T，则另一条链上A的数量小于T
C．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4
D．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
15．如图所示为刑事侦查人员为侦破案件，搜集获得的DNA指纹图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．怀疑对象中1号最可能是犯罪分子
B．DNA指纹技术可识别身份，源于DNA分子的特异性
C．可从精液、血液、毛发等样品中提取DNAD。
D．若为双胞胎，则两人的指纹相同，DNA指纹也相同
16．遗传物质的探索经历了漫长的时间，请回答有关问题：
(1)1953年，科学家沃森和克里克共同发现了DNA分子具有特殊的空间结构，即______结构，并建立了DNA的___________（填概念、数学、物理）模型，DNA分子的基本骨架是由__________构成。
(2)在遗传物质的探究过程中，赫尔希、蔡斯在做噬菌侵染细菌的实验时，他们的实验设计思路是_________。
(3)用同位素标记技术研究某病毒遗传物质的种类，需先将宿主细胞在含有放射性标记的核苷酸的培养基中培养，再用该病毒感染培养后的细胞，一段时间后收集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸是否都需要标记？____________，理由是________________。
17．2022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。
