3.2 遗传信息编码在DNA分子上 同步练（含答案） 2024-2025学年浙科版高中生物学必修2

3.2 遗传信息编码在DNA分子上
一、单选题
1．如图为某链状DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是( )
A.④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.DNA聚合酶可催化⑥或⑦形成
C.解旋酶可断开⑤，因此DNA的稳定性与⑤无关
D.A链和B链的方向相反，该DNA分子共具有2个游离的磷酸基团
2．制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液H2O和4种脱氧核苷酸（dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP）的反应管①~④中，分别加入如表所示的适量单链DNA已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有( )
反应管 加入的单链DNA
① 5'-GCCGATCTTTATA-3'3'-GACCGGCTAGAAA-5'
② 5'-AGAGCCAATTGGC-3'
③ 5'-ATTTCCCGATCCG-3'3'-AGGGCTAGGCATA-5'
④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3'
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
3．近年来，我国已将近千名在韩中国人民志愿军烈士遗骸带回了祖国。为了让英雄魂归故里，人们从遗骸中提取残存的DNA与相关人员进行比对，从而准确地找到烈士的亲属。该方法主要利用了( )
A.DNA分子具有特异性 B.DNA分子具有高效性
C.DNA分子具有变异性 D.DNA分子具有统一性
4．下列关于生物体内DNA分子中碱基之间的数量关系的叙述，错误的是( )
A.碱基序列不同的双链DNA分子，其（A+C）/（G+T）的值相同
B.（A+T）/（G+C）的值越小，双链DNA分子的稳定性相对越高
C.当（A+T）/（G+C）=1时，可判断该DNA分子是双链DNA
D.双链DNA分子中A+C所占比例、A+G所占比例、T+C所占比例均相等
5．某生物体内的嘌呤碱基占碱基总数的44%，嘧啶碱基占碱基总数的56%，该生物不可能是( )
A.HIV B.T2噬菌体 C.大肠杆菌 D.大猩猩
6．S-2L噬菌体侵入细菌后，会利用自身基因合成dATPase和PurZ两种酶。dATPase直接降解宿主细胞中含A碱基的脱氧核苷酸，阻止其参与DNA的合成。PurZ和细菌的酶促进dZTP（二氨基嘌呤脱氧核苷酸）形成。随后，S-2L噬菌体自身的DNA聚合酶以dZTP为底物，在新合成的噬菌体DNA中添加dZTP形成Z-DNA，碱基Z与T间含三个氢键。下列有关叙述正确的是( )
A.Z-DNA中5种碱基和脱氧核糖交替连接构成其基本骨架
B.Z-DNA中磷酸和脱氧核糖数量相等，含1个游离的磷酸基团
C.S-2L噬菌体自身的DNA聚合酶能在其DNA中添加dZTP
D.与正常DNA比，Z-DNA中嘌呤碱基的比例较大，结构较稳定
7．DNA分子双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。在DNA分子双螺旋结构模型中，与腺嘌呤（A）配对的碱基是( )
A.鸟嘌呤（G） B.胞嘧啶（C） C.尿嘧啶（U） D.胸腺嘧啶（T）
8．某同学欲制作一个DNA片段模型，现准备了15个碱基A塑料片，8个碱基T塑料片，40个脱氧核糖和40个磷酸塑料片，为了充分利用现有材料，还需准备碱基C塑料片( )
A.8个 B.24个 C.16个 D.12个
9．λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化（如图），该线性分子两端能够相连的主要原因是( )
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对 D.自连环化后两条单链方向相同
10．下面关于分子结构的叙述正确的是( )
A.分子任一条链中，
B.每个碱基均连接着一个磷酸基团和一个脱氧核糖
C.每个脱氧核糖都直接和两个磷酸基团相连
D.双链分子中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等
11．在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占( )
A.12%和34% B.21%和24% C.34%和12% D.58%和30%
12．一个DNA分子中，含有2000个碱基，其中腺嘌呤所占的比例是20%，那么胸腺嘧啶所占的碱基个数
是( )
A.200 B.400 C.600 D.300
13．限制性内切核酸酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键断开，断开的化学键是下图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
14．高危型人乳头状瘤病毒（HPV）持续感染是宫颈癌的主要病因，HPV（DNA病毒）基因组整合到人体基因组被认为是HPV持续感染的分子基础，也是引发宫颈癌的关键步骤。近期，浙江大学陆燕、刘鹏渊进行了研究，揭示了HPV在宫颈癌基因组中的精细整合结构及其新致癌机制。下列说法错误的是( )
A.HPV的整合可能会导致细胞发生基因突变
B.HPV的整合将导致原癌基因和抑癌基因表达受阻
C.基因整合过程中会有磷酸二酯键的断裂和形成
D.子宫颈细胞癌变后，细胞的形态结构会发生改变
15．当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起、形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的片段，仍然是两条游离的单链，如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A.DNA分了中G与C相对含量越多、形成的杂合双链区越多
B.杂合双链区中的嘌呤碱基总数比嘧啶碱基总数少
C.形成杂合双链区的部位越多、说明这两种生物的亲缘关系越近
D.杂合双链区是基因片段。游离单链区是非基因片段
16．某双链DNA分子中有p个碱基G，其中一条链上的嘌呤碱基数量是嘧啶碱基数量的m倍。下列叙述正确的是( )
A.该DNA分子中嘌呤碱基的数量是嘧啶碱基数量的m倍
B.该DNA分子中每条链上都含2个游离的磷酸基团
C.该DNA分子中两个游离的磷酸基团都与五碳糖3'端的C原子相连
D.DNA一条链上碱基T突变成A，连续复制8次后，突变DNA占50%
二、填空题
17．DNA双螺旋结构模型的构建
（1）构建者：______________。
（2）构建依据和模型
依据1：DNA分子是以______________为单位连接而成的长链，这______________分别含有____________四种碱基。
依据2：据________________________的DNA衍射图谱→沃森和克里克推算出DNA分子呈螺旋结构。
→模型1：碱基位于____________的双螺旋和三螺旋结构模型。
→模型2：__________________为骨架安排在螺旋外部，______安排在螺旋内部的双链螺旋，相同碱基进行配对。
依据3：查可夫提供信息：_________的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，________的量总是等于胞嘧啶（C）的量。
→模型3：A与____配对，G与____。配对的双螺旋结构模型。结果发现：A-T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，组成的DNA分子具有些的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系，也能解释DNA的复制。
18．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中：碱基排列顺序的千变万化和碱基的特定的排列顺序，分别构成了DNA分子的______________性。
19．下图表示从某生物体内提取出的一段核苷酸长链，据图回答下列问题：
（1）若该生物是一种有细胞结构的生物，则图示长链主要分布于_______；若该生物是无细胞结构的病毒，则其遗传信息储存在_______之中。
（2）图示物质的中文全称是_______，初步水解的产物是_______。[4]彻底水解的产物有3种，分别是[_______]_______，[_______]_______，[_______]_______。
20．科学家解题思路了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如以下两表所示。据表回答下面的问题。
来源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶
人 1.56 1.43 1.00 100 1.0
鲱鱼 1.43 143 1.02 102 1.02
小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99
结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1
生物 猪 牛
器官 肝 脾 胰 肺 肾 胃
(A+T/(G+C) 1.43 1.43 1.42 1.29 1.29 1.30
（1）碱基G的中文名称是___________；不同生物DNA分子中嘌呤/嘧啶的值均接近于1，这是因为________________。
（2）不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例________（填“相同”或“不同”）。这说明DNA的碱基排列顺序具有___________特点。
（3）同一生物不同器官细胞的DNA中（A+T）/（G+C）的值基本相同。这是因为______________。
21．在含四种游离的脱氧核苷酸、酶和ATP的条件下，分别以不同生物的DNA为模板，合成新的DNA。问：
（1）分别以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间，（A＋C）︰（T＋G）的比值_______（填“相同”或“不相同”），原因是______________________________。
（2）分别以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异的根本来源是________________________________________。
（3）在一个新合成的DNA中，（A＋T）︰（C＋G）的比值，与它的模板DNA任一单链的_______（填“相同”或“不相同”）
（4）有人提出:“吃小鼠的DNA后人体内就可能出现小鼠的DNA”，你__________（填：“赞成”或“不赞成”）这种观点，试从DNA合成的角度简要说明理由。 。
参考答案
1．答案：D
解析：A、①是胸腺嘧啶脱氧核苷酸中的磷酸，①②③不是一个鸟嘌呤脱核苷酸的组成部分，故④不能构成脱氧核苷酸，A错误；B、⑥是磷酸二酯键，⑦是脱氧核苷酸内连接脱氧核糖和磷酸的化学键，DNA聚合酶可催化⑥形成，但是不能催化⑦形成，B错误；C、DNA分子的稳定性与⑤氢键有关，C错误；D、A、B是DNA分子的两条单链，两条单链方向相反，每一条链上含有一个游离的磷酸基团，D正确。故选D。
2．答案：D
解析：PCR——解题思路反应管①~④中分别加入的适量单链DNA在可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列（10个连续碱基对），但双链DNA区之外的3'端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针;②中单链DNA分子内具有互补的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，故该条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的序列（5'-TCT-3'）中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列（10个连续碱基对），且双链DNA区之外的5'端有凸出的碱基（含碱基T），因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，结合题中信息知该条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的5'端有凸出的碱基（含碱基T），因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④，故答案选D。
3．答案：A
解析：ABCD、每个人的DNA分子的碱基序列都是特定的，即利用DNA分子的特异性进行身份确认，D正确，BCD错误。
故选A。
4．答案：C
解析：由于双链DNA分子中A=T、G=C，因此（A+C）（G+T）为恒值1，A正确：A一T之间有2个氢键，C一G之间有3个氢键，故G+C数目相对越多，双链DNA分子的稳定性相对越高，即（A+T）/（G+C）的值越小，双链DNA分子的稳定性相对越高，B正确；当（A+T）/（G+C）=1时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误；双链DNA分子中A+C所占比例、A+G所占比例、T+C所占比例均相等，均等于碱基总数的一半，D正确。
5．答案：B
解析：A、HIV是RNA病毒，嘌呤不一定与嘧啶相等，因此该生物可能是HIV，A不符合题意；
B、T2噬菌体是DNA病毒，只含有双链DNA一种核酸因此嘌呤与嘧啶相等，该生物不可能是T噬菌体，B符合题意；
CD、大肠杆菌和大猩猩都含有DNA和RNA两种核酸嘌呤可能与嘧啶不等，因此该生物可能是大肠杆菌或人体细胞，CD不符合题意。
故选B。
6．答案：C
解析：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，碱基排列在内侧，A错误；
B、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，所以Z-DNA中磷酸和脱氧核糖数量相等，且Z-DNA由两条DNA单链构成，每条单链各有1个游离的磷酸基团，所以Z-DNA中共含2个游离的磷酸基团，B错误；
C、据题中信息解题思路知，S-2L噬菌体自身的DNA聚合酶以dZTP为底物，在新合成的噬菌体DNA中添加dZTP形成Z-DNA,C正确；
D、由于Z-DNA中的Z和T之间有三个氢键，因此，与人体细胞中的DNA相比，Z-DNA分子结构更稳定，但据题中信息解题思路知，S-2L噬菌体自身的DNA聚合酶以dZTP为底物，在新合成的噬菌体DNA中添加dZTP形成Z-DNA，2-氨基腺嘌呤（Z）会取代部分腺嘌呤（A），与胸腺嘧啶（T）形成具有三个氢键的新碱基对，但Z-DNA中碱基的种类没有变，嘌呤碱基的比例也没有增加，D错误。
故选C。
7．答案：D
解析：在DNA分子双螺旋结构模型中，与腺嘌呤（A）配对的是胸腺嘧啶（T）。
故选D。
8．答案：D
解析：DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以40个脱氧核糖和40个磷酸的塑料片能形成20个碱基对。在双链DNA中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C，所以15个碱基A塑料片，8个碱基T塑料片，能形成8个A—T碱基对。因此，为了充分利用现有材料，还需准备12个碱基C塑料片，以形成12个C—G碱基对。
9．答案：C
解析：AB、单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定该线性DNA分子两端能够相连，AB错误；C、据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C正确；D、DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。故选C。
10．答案：D
解析：A、DNA两条链上的碱基A与T配对、G与C配对，存在A=T，G=C，但在任一单链中未必存在A=T、C=G，A错误；B、DNA分子中每个碱基分子上均连接着一个脱氧核糖，不连接磷酸分子，B错误C、DNA分子中，每条链的中间部分，每个脱氧核糖都直接和两个磷酸基团相连，C错误；D、双链DNA分子中两条链互补，即存在A=T，G=C，因此在DNA分子中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等，D正确。故选D。
11．答案：C
解析：因为腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42%，由于A=T，则A=T=21%，G=C=29%.设这条DNA分子的碱基数量是2a，则第一条链上胞嘧啶数量设为C1，第二条链上胞嘧啶的数量为C2，则(C1+C2)÷2a=29%，又由已知C1=24%a,则C2÷a=34%，也就是另外一条链上胞嘧啶的含量是34%;设第一条链上的胸腺嘧啶的数量是T1，即T1=30%a，第二条链上胸腺嘧啶的数目是T2，则(T1+T2)÷2a=21%，T2÷a=12%;故选C。
12．答案：B
解析：DNA分子中A=T，G=C，若一个DNA分子中，含有2000个碱基，其中腺嘌呤A所占的比例是20%，那么胸腺嘧啶T=A=2000×20%=400个，B正确，ACD错误。
故选B。
13．答案：B
解析：限制性内切核酸酶能识别特定的序列，并在特定位点切割，断裂的化学键是磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，且DNA的结构有方向性，因此断裂的磷酸二酯键是脱氧核糖3号位上碳与下一个脱氧核糖5号位上的磷酸形成的磷酸二酯键，即图中②，B正确，ACD错误。故选B。
14．答案：B
解析：A、细胞发生癌变的原因是基因突变，HPV（DNA病毒）基因组整合到人体基因组被认为是HPV持续感染的分子基础，也是引发宫颈癌的关键步骤，故HPV的整合可能会导致细胞发生基因突变，A正确；B、原癌基因突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强，可能导致细胞癌变，故HPV的整合可能导致原癌基因表达过量，而引发细胞癌变，B错误；C、HPV会整合到人的基因组中，该过程中涉及DNA的重组，DNA单链之间的化学键是磷酸二酯键，故基因整合过程中会有磷酸二酯键的断裂和形成，C正确；D、子宫颈细胞癌变后，细胞的形态结构会发生改变，且会出现糖蛋白减少，黏着性降低等现象，D正确。故选B。
15．答案：C
解析：A、DNA分了中G与C相对含量越多，热稳定性越强，越不容易分成单链，形成的杂合双链区越少，A错误；B、杂合双链区中的嘌呤与嘧啶配对，所以嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数相等，B错误；C、当两种生物的DNA分子的单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区，形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，C正确；D、基因是具有遗传效的DNA片段，杂合双链区是基因片段，游离单链区也是基因片段，D错误。故选C。
16．答案：D
解析：A、双链DNA分子中嘌呤碱基和嘧啶碱基互补配对，因此二者总数相等，A错误；B、该DNA分子中每条链上都含1个游离的磷酸基团，B错误；C、该DNA分子两个游离的磷酸基团都与脱氧核糖5'端的C原子相连，C错误；D、DNA复制时，以“T变成了A”的这条链为模板合成的子代DNA的结构均不同于亲代DNA，而以正常链为模板合成的子代DNA的结构均与亲代DNA相同，所以连续复制8次后，突变DNA占50%，D正确。故选D。
17．答案：沃森和克里克；4种脱氧核苷酸；4种脱氧核苷酸；A、T、C、G；威尔金斯和其同事富兰克林；螺旋外部；磷酸-脱氧核苷酸；碱基；腺嘌呤（A）；鸟嘌呤（G）；T；C
18．答案：多样性和特异
解析：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，碱基排列顺序的千变万化和碱基的特定的排列顺序，分别构成了DNA分子的多样性和特异性。
19．答案：（1）细胞质；碱基排列顺序（或核糖核苷酸的排列顺序）
（2）核糖核酸；核糖核苷酸；1；鸟嘌呤碱基；2；磷酸；3；核糖
解析： (1)该核苷酸长链中含有U(尿嘧啶)，故该长链属于核糖核苷酸长链，是RNA，若该生物是一种有细胞结构的生物，则该长链主要分布于细胞质。若该生物是无细胞结构的病毒，则该生物属于RNA病毒，遗传物质是RNA，其遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中。
(2)图示物质是RNA，其中文全称是核糖核酸。初步水解产物是种核糖核苷酸。[4]是鸟嘌呤核糖核苷酸，可以进一步被水解其彻底水解的产物是[1]含氮碱基G(鸟嘌呤)，[2]磷酸和[3]核糖。
20．答案： (1)鸟嘌呤 DNA分子中嘌呤碱基和嘧啶碱基互补配对（DNA分子中A与T配对，C与G配对）
（2）不同 多样性
(3)同一生物不同器官细胞中的DNA一般是相同的
解析： （1）DNA的四种脱氧核苷酸包括腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。由题表数据可知，不同生物的碱基比例不同，则脱氧核苷酸的比例不相同，脱氧核苷酸是DNA的基本单位，脱水缩合形成DNA，故说明DNA具有多样性的特点。
（2）由题表数据可知，同种生物不同器官细胞的碱基比例基本相同，则脱氧核苷酸的比例基本相同，说明DNA具有稳定性的特点。DNA具有稳定性的原因是同种生物的不同器官是由同一受精卵发育而来的，遗传物质相同，只是由于细胞中基因的选择性表达，才造成了其形态和功能的不同。不同生物的A、T和G、C之和的比值不一致，说明DNA分子具有特异性。DNA分子具有特异性是因为不同生物的DNA分子中碱基对的数目、种类、排列顺序不同。
（3）除少数病毒的遗传物质是RNA外，几乎所有生物的遗传物质都是DNA，都由4种相同的碱基组成，说明生物与生物之间具有一定的亲缘关系，可能来自于同一祖先。
21．答案：（1）相同 因为所有DNA双链中，A与T的数目相同，C与G的数目相同
（2）碱基的排列顺序不同
（3）相同
（4）不赞成 因为DNA被吃入后被消化成脱氧核苷酸被细胞吸收，作为合成DNA的原料，而人体内的DNA分子的序列取决于人体本身的DNA模板
解析：（1）因为所有DNA双链中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（AT、CG），即A与I的数目相同，C与G的数目相同，所以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间，（AC）：（T+G）的比值相同。
（2）以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA的碱基的数目、比例和排列顺序不同。
（3）根据碱基互补配对原则，DNA分子的一条单链中（A+T）/（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。
（4）不赞成，因为DNA被吃入后被消化成脱氧核苷酸被细胞吸收，作为合成DNA的原料，而人体内的DNA分子的序列取决于人体本身的DNA模板。