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第二节 遗传信息编码在DNA分子上
课标阐释
学法指导
1.理解DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成,通过DNA的平面和立体示意图加深对DNA结构和特点的理解。(生命观念)
2.在进行制作DNA双螺旋结构模型时,运用建构模型的科学方法认识DNA结构。(科学探究)
1.认识并绘制脱氧核苷酸组成图,通过课本DNA的平面和立体示意图加深理解DNA的结构和特点。
2.通过制作DNA双螺旋结构模型,加深对DNA分子结构特点的认识和理解。
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
1.DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。组成脱氧核苷酸的碱基只有4种,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。脱氧核苷酸也有4种,即腺嘌呤脱氧核苷酸、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。
2.DNA分子双螺旋结构模型特点
(1)DNA分子是由两条长链组成的,这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。其中每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合,形成主链的基本骨架,并排列在主链的外侧,碱基则位于主链内侧。
(2)DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对,由氢键连接。
(3)在DNA分子中,A(腺嘌呤)和T(胸腺嘧啶)的数目相等,G(鸟嘌呤)和C(胞嘧啶)的数目相等,但A+T的量不一定等于G+C的量。
3.碱基互补配对原则与卡伽夫法则
(1)碱基互补配对原则:腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连,鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连。
(2)卡伽夫法则:腺嘌呤与胸腺嘧啶数目相等,鸟嘌呤与胞嘧啶数目相等。
预习反馈
1.判断正误
(1)DNA在分子结构和生物合成的方式上满足了遗传物质多样化和基本恒定的双重要求。(
√
)
(2)DNA分子的一条单链上,相邻两个脱氧核苷酸之间的碱基通过磷酸直接相连。(
×
)
(3)DNA分子中A+T的数量一定等于G+C的数量。(
×
)
(4)DNA分子的一条链中,一个脱氧核糖连接一个磷酸基团。(
×
)
(5)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。(
√
)
2.(2020金华十校高二上学期期末)下列关于DNA分子结构的图示中,正确的是( )
解析:DNA的两条链是反向平行的,A项错误,B项正确;DNA的基本单位是脱氧核苷酸,磷酸基团与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架,C、D两项的连接方式不对,C、D两项错误。
答案:B
二、制作DNA双螺旋结构模型
1.原理
DNA分子双螺旋结构的主要特点。
2.材料用具
选取材料,用不同形状和颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。注意选取作为支架和连接的材料要有一定的强度和韧性,注意选取合适的工具。
3.方法步骤
(1)用所选材料制成不同形状、不同大小和不同颜色的物体,用来代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。
(2)将代表不同化合物的物体连接、组装在一起。
预习反馈
1.判断正误
(1)制作DNA结构模型时,同一条链中相邻两个碱基的连接方式是脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖,而两条链中相邻两个碱基的连接方式是氢键。(
√
)
(2)两条DNA单链模型的位置关系应为反向平行。(
√
)
(3)制作时外侧的脱氧核糖和磷酸的相间排列方式多种多样,内侧碱基配对的方式也不同。(
×
)
(4)连接两条相邻脱氧核苷酸链时,A与T之间需要两个相同材料作为氢键相连。(
√
)
2.某同学在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中,制作了甲~丁四种相关化合物的模型(如图所示),①②表示化学键连接的位点。下列相关叙述正确的是( )
A.化合物甲、乙、丙可组成DNA的基本单位
B.化合物甲、乙位于DNA双螺旋结构的外侧
C.连接化合物丙与丁的化学键位于①②之间
D.在双链DNA分子中甲的数量等于丁的数量
解析:DNA的基本单位是脱氧核苷酸,由磷酸基团、脱氧核糖、碱基组成,即甲、丁、乙或丙,A项错误;DNA双螺旋结构的外侧由脱氧核糖和磷酸基团交替连接构成,即甲和丁,B项错误;连接化合物丙(碱基)与丁(脱氧核糖)的化学键不在①②之间,C项错误;在双链DNA分子中,磷酸(甲)的数量=碱基(乙、丙)的数量=脱氧核糖(丁)的数量,D项正确。
答案:D
三、碱基排列顺序编码了遗传信息
1.DNA分子多样性和特异性
(1)不同的DNA分子由不同数量的脱氧核苷酸组成,碱基数目不同,排列方式也不同。自然界每个DNA分子的碱基有成千上万个,它们的排列方式构成了巨大的数字,因而表现出DNA的多样性。
(2)每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,构成了DNA分子的特异性。
2.遗传信息
(1)DNA分子中不同的碱基排列顺序可以储存不同的遗传信息。两种生物的亲缘关系越近,它们细胞内DNA的核苷酸序列也越相似。
(2)通过对DNA中核苷酸的序列分析,可以判断各种生物进化中的亲缘关系,可以对两人的血缘关系做出参考性的结论,可以鉴定案件中的人物身份。
预习反馈
1.判断正误
(1)组成DNA的脱氧核苷酸有4种,对应的DNA分子有4种。(
×
)
(2)有100个碱基对的脱氧核苷酸链,便有4100种排列方式。(
√
)
(3)由于同一种生物DNA的核苷酸序列极为接近,才能使得“种瓜得瓜,种豆得豆”。(
√
)
(4)DNA中碱基的不同排列顺序可以储存不同的遗传信息。(
√
)
(5)DNA的不同,是由于碱基的排列顺序不同,并非是核苷酸数量的不同。(
×
)
2.马和鼠体细胞具有相同数目的染色体,但性状差异很大,原因是( )
A.生活环境不同
B.DNA分子中碱基对排列顺序不同
C.DNA分子中碱基配对方式不同
D.着丝粒数目不同
解析:马和鼠性状差异很大的原因是DNA分子中遗传信息不同,即DNA分子中碱基对的排列顺序不同,携带的遗传信息不同。
答案:B
探究点一
探究点二
DNA分子的结构及特点
问题情境
下图是DNA分子结构模式图。思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
1.填写名称。
①磷酸基团,②脱氧核糖,③胞嘧啶,④鸟嘌呤,⑤腺嘌呤,⑥胸腺嘧啶,⑦胞嘧啶脱氧核苷酸,⑧碱基对,⑨氢键。
2.从图来看,DNA分子平面模式图就如同一把“梯子”,在外侧的“扶手”是由脱氧核糖和磷酸基团交替连接而成的,内侧的“横档”是由碱基通过氢键相连组成的碱基对,因此在结构上具有一定的稳定性。从图中还能看出:一个双链DNA分子的两条长链是反向平行的,其中一个脱氧核苷酸是由一个磷酸基团、一个脱氧核糖、一个碱基三部分连接而成的。
探究点一
探究点二
典例剖析
某大肠杆菌拟核区的环状DNA所有碱基都含14N,下图是该DNA分子中一条脱氧核苷酸链的一段。下列有关叙述正确的是( )
A.①②构成脱氧核苷
B.③是胞嘧啶或胸腺嘧啶
C.该DNA分子中有两个游离的磷酸基团
D.NA分子中脱氧核苷酸链的不同在于碱基的数量不同
探究点一
探究点二
解析:②③构成脱氧核苷;③的碱基只含有一个环,应该是胞嘧啶或胸腺嘧啶;该DNA分子是环状DNA,所以不存在游离的磷酸基团;DNA分子中脱氧核苷酸链的不同在于碱基的数量、排列顺序不同。
答案:B
探究点一
探究点二
归纳提升
1.DNA分子的化学组成
(1)基本组成元素有C、H、O、N、P
5种元素。
(2)基本组成单位:4种脱氧核苷酸(腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸)。
2.DNA分子的平面结构
(1)一条脱氧核苷酸单链中,一分子脱氧核苷酸中的脱氧核糖与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过磷酸二酯键相连接。
(2)两条单链之间配对的碱基以氢键相连,A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键,因此C、G含量越多,DNA分子越稳定。
探究点一
探究点二
3.DNA分子的立体结构——规则的双螺旋结构
?
主 链
碱基对
构成
方式
①脱氧核糖与磷酸基团交替排列
②两条主链呈反向平行
③盘绕成规则的双螺旋结构
①主链上对应碱基以氢键连接成对
②碱基互补配对(A—T,G—C)
位置
双螺旋外侧
双螺旋内侧
探究点一
探究点二
4.DNA分子的形成
探究点一
探究点二
活学活练
1.下面关于DNA分子结构的叙述,错误的是( )
A.每个双链DNA分子通常都会含有四种脱氧核苷酸
B.每个碱基分子上连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C.每个DNA分子中碱基数=磷酸数=脱氧核糖数
D.双链DNA分子中的一段含有40个胞嘧啶,就一定会同时含有40个鸟嘌呤
解析:在双链DNA分子内部,碱基之间通过氢键连接形成碱基对,对一个碱基来说,一侧连接着一个脱氧核糖,另一侧通过氢键和另一个碱基相连。
答案:B
探究点一
探究点二
2.下图为用相应材料构建的某核苷酸长链片段模型,下列关于该长链的叙述,正确的是( )
A.2表示核糖或脱氧核糖
B.4为一个完整的核苷酸
C.1与2组成的结构称为核苷
D.若构建好5的互补链后,需加上7个氢键
解析:图中含有胸腺嘧啶,是DNA特有的碱基,说明该片段是DNA链的一段,因此2只能表示脱氧核糖,A项错误;4由脱氧核糖、胞嘧啶、磷酸组成,为胞嘧啶脱氧核苷酸,是组成DNA的基本单位,B项正确;核苷是由2脱氧核糖和3含氮碱基组成的,C项错误;若构建好5的互补链后,需加上2+3+3=8(个)氢键,D项错误。
答案:B
探究点一
探究点二
卡伽夫法则及其应用
问题情境
某真核生物DNA片段的结构示意图如下。思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
1.①②各代表什么结构?
提示:①是氢键,②表示腺嘌呤(A)。
2.α链和β链是什么位置关系?构成其基本单位是什么?
提示:α链和β链呈反向平行,构成其基本单位为脱氧核苷酸。
3.若α链中A+T占48%,则DNA分子中G占多少?
提示:若α链中A+T=48%,则β链中A+T=48%,推出在整个DNA分子中A+T=48%,则C+G=52%,因为C=G,所以G占26%。
探究点一
探究点二
典例剖析
双链DNA分子的一条单链中(A+G)/(T+C)=0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别为( )
A.0.4、0.6
B.2.5、1
C.0.4、0.4
D.0.6、1
解析:根据碱基互补配对原则,在整个DNA分子中,因为A=T,G=C,所以(A+G)/(T+C)为1。在双链DNA分子中,一条链上的(A+G)/(T+C)与另一条链上的(T+C)/(A+G)相等,为0.4,因而互补链中(A+G)/(T+C)=2.5,与已知链的该比值互为倒数。
答案:B
探究点一
探究点二
归纳提升
1.卡伽夫法则
在DNA分子中,A(腺嘌呤)和T(胸腺嘧啶)的数目相等,G(鸟嘌呤)和C(胞嘧啶)的数目相等,但A+T的量不一定等于G+C的量,这就是DNA中碱基含量的卡伽夫法则。
2.碱基计算的一般规律
(1)双链DNA分子中
①A=T,G=C。
②A+G=T+C,(A+G)/(T+C)=1,即嘌呤总数=嘧啶总数。
③A+G=T+C=A+C=T+G,(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1,即DNA分子中任一非互补碱基之和相等,且占DNA碱基总数的50%。
注意:上述①~③在不同物种中无特异性。
探究点一
探究点二
(2)在DNA两互补链之间
①(A1+G1)/(T1+C1)=(T2+C2)/(A2+G2),即一条链与另一条链(A+G)/(T+C)的比值互为倒数。
②(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A总+T总)/(G总+C总),即互补碱基之和在一条链上,在互补链上和在整个DNA分子中所占比例相同。此比例在不同DNA分子中有特异性。
探究点一
探究点二
活学活练
1.在一条双链DNA分子中,G占27%,其中一条链中A占22%,那么它的对应链中A占( )
A.22%
B.23%
C.24%
D.无法计算
解析:由题意可知,该双链DNA分子中,G占27%,则C占27%,那么A+T占46%,如果其中一条链中A占22%,则它的对应链中T占22%,单链中A+T所占比例与双链中所占比例相等,即A+T占46%,故它的对应链中A占46%-22%=24%。
答案:C
探究点一
探究点二
2.(2020杭州七县区高二上学期期末)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。下图表示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.双链DNA分子中的碱基含量符合卡伽夫法则
B.Tm值相同的DNA分子中G+C的数量相同
C.Tm值的大小与DNA分子中氢键的多少有关
D.在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中,应选择6种形状的材料分别表示脱氧核糖、磷酸和碱基
探究点一
探究点二
解析:分析曲线图可知Tm值越大,G+C含量越高,即DNA分子的Tm值与G+C含量呈正相关。双链DNA分子中的碱基含量符合卡伽夫法则,A项正确;两个DNA分子若Tm值相同,则它们所含G+C比例相同,但G+C的数量不一定相同,B项错误;Tm值表示DNA分子中G+C含量,G与C之间有三个氢键,因此Tm值的大小与DNA中氢键的多少有关,C项正确;在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中,应选择6种形状的材料分别表示一种脱氧核糖、一种磷酸和四种含氮碱基,D项正确。
答案:B第三章遗传的分子基础
第二节 遗传信息编码在DNA分子上
课后篇巩固提升
基础巩固
一、选择题
1.(2020嘉兴高二上学期期末)下图是细胞中DNA包装成染色体的示意图,下列叙述正确的是( )
A.DNA分子中核糖与磷酸基团交替排列,构成了其基本骨架
B.若DNA的一条单链中A占24%,则双链中A+T占48%
C.减数分裂完成后,子细胞中含亲代DNA链的染色体占1/2
D.制作DNA双螺旋结构模型,可用6种材料代表不同组成成分
2.下列表示某同学制作的构成脱氧核苷酸的小分子结构模型,下列叙述错误的是( )
A.①②③、①③④都能构成脱氧核苷酸
B.①和③可形成DNA主链的基本骨架
C.DNA单链中②和④数量相等
D.②和④通过2个或3个氢键相连
3.在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的?( )
A.—核糖—磷酸基团—核糖—
B.氢键
C.—磷酸基团—脱氧核糖—磷酸基团—
D.—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—
4.下列关于DNA的叙述,错误的是( )
A.脱氧核苷酸是由脱氧核苷和磷酸连接起来的
B.DNA分子的两条链反向平行
C.卡伽夫法则是指A与T配对,C与G配对
D.有细胞结构的生物均以DNA为遗传物质
5.同学们用不同种卡片分两组搭建DNA模型。有一组的卡片其中有20个T和40个C;另一组的卡片其中有20个A和40个G。两组所取的卡片都恰好够搭建模型,这两组同学搭建的DNA模型最可能( )
A.长度一样,顺序也一样
B.长度不一样,顺序一样
C.长度一样,顺序不一样
D.长度不一样,顺序也不一样
6.从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的54%,又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中胸腺嘧啶占28%,与H链相对应的另一条链中胸腺嘧啶占该链全部碱基数的比例是( )
A.18%
B.28%
C.14%
D.26%
7.在DNA分子模型的搭建实验中,若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含15对碱基(其中A有9个)的DNA双链片段,那么使用的订书钉个数为
( )
A.88
B.118
C.124
D.126
二、非选择题
8.如图所示为DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题。
(1)组成DNA的基本单位是[ ] 。([ ]内填数字)?
(2)若3为胞嘧啶,则4应是 。两者之间通过 键相连。?
(3)图中8示意的是一条 的片段。与另一条片段的位置关系是 。?
(4)构成DNA分子的碱基有 种,但由于 排列顺序的千变万化,因此构成了DNA分子的多样性。?
能力提升
一、选择题
1.某班级分组制作DNA双螺旋结构模型时,采用了如下流程:制作脱氧核苷酸→制作脱氧核苷酸链→制作双链DNA→螺旋化。下列叙述错误的是( )
A.制作脱氧核苷酸时,将磷酸和碱基连在脱氧核糖的特定位置
B.制作脱氧核苷酸链时,相邻脱氧核苷酸的磷酸基团直接相连
C.制作双链DNA时,两条链之间的碱基A与T配对,G与C配对
D.各组DNA模型的碱基序列往往不同,反映了DNA分子的多样性
2.在搭建DNA分子模型的实验中,若有4种碱基塑料片共20个,其中4个C,6个G,3个A,7个T,脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个,脱氧核糖塑料片30个,磷酸塑料片50个,代表氢键的连接物若干,脱氧核糖和碱基之间的连接物若干,则( )
A.所有的脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连
B.所搭建的DNA分子片段最长为10个碱基对
C.A和T之间需要3个连接物,C和G之间需要2个连接物
D.能搭建出的DNA分子模型种类小于44种
3.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( )
4.一个DNA分子中,G和C之和占全部碱基数的52%,该DNA分子的一条单链中,A和G分别占该单链的24%和22%,则该DNA分子的另一条单链中,A和C占这一单链的百分比分别是( )
A.22%和30%
B.30%和24%
C.24%和22%
D.26%和24%
二、非选择题
5.下面是大肠杆菌DNA分子部分结构图,分析并回答下列问题。
(1)1、2、3构成了一个完整的脱氧核苷酸分子,据图推测其中文名称是 。?
(2)图中的碱基对5和6是 。你的判断理由是 。?
(3)每个DNA片段中有 个游离的磷酸基团。?第三章遗传的分子基础
第二节 遗传信息编码在DNA分子上
课后篇巩固提升
基础巩固
一、选择题
1.(2020嘉兴高二上学期期末)下图是细胞中DNA包装成染色体的示意图,下列叙述正确的是( )
A.DNA分子中核糖与磷酸基团交替排列,构成了其基本骨架
B.若DNA的一条单链中A占24%,则双链中A+T占48%
C.减数分裂完成后,子细胞中含亲代DNA链的染色体占1/2
D.制作DNA双螺旋结构模型,可用6种材料代表不同组成成分
解析DNA分子中脱氧核糖与磷酸基团交替排列,构成了其基本骨架,A项错误;依据DNA的一条单链中A占24%,不能得出双链中A+T所占的比例,B项错误;减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分开,可能每个子细胞都含亲代DNA链的染色体,C项错误;制作DNA模型时需具备6种材料,它们分别代表磷酸基团、脱氧核糖和4种四种含氮碱基,D项正确。
答案D
2.下列表示某同学制作的构成脱氧核苷酸的小分子结构模型,下列叙述错误的是( )
A.①②③、①③④都能构成脱氧核苷酸
B.①和③可形成DNA主链的基本骨架
C.DNA单链中②和④数量相等
D.②和④通过2个或3个氢键相连
解析①是脱氧核糖,③是磷酸,②为胞嘧啶(C)或胸腺嘧啶(T),④为腺嘌呤(A)或鸟嘌呤(G),1分子的脱氧核苷酸是由1分子的磷酸、1分子的脱氧核糖和1分子的含氮碱基所组成,即①②③、①③④都能构成脱氧核苷酸,A项正确;在双链DNA分子中,①脱氧核糖和③磷酸交替连接,排列在主链外侧,形成DNA主链的基本骨架,B项正确;②为胞嘧啶(C)或胸腺嘧啶(T),④为腺嘌呤(A)或鸟嘌呤(G),因此DNA单链中②和④的数量不一定相等,C项错误;②为胞嘧啶(C)或胸腺嘧啶(T),④为腺嘌呤(A)或鸟嘌呤(G),在双链DNA分子中,A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,所以②和④通过2个或3个氢键相连,D项正确。
答案C
3.在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的?( )
A.—核糖—磷酸基团—核糖—
B.氢键
C.—磷酸基团—脱氧核糖—磷酸基团—
D.—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—
解析相邻碱基之间连接即连接前一个核苷酸和后一个核苷酸,是通过—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—把两个相邻碱基连接起来。
答案D
4.下列关于DNA的叙述,错误的是( )
A.脱氧核苷酸是由脱氧核苷和磷酸连接起来的
B.DNA分子的两条链反向平行
C.卡伽夫法则是指A与T配对,C与G配对
D.有细胞结构的生物均以DNA为遗传物质
解析碱基互补配对原则是指A与T配对,C与G配对。卡伽夫法则是A=T,G=C,但A+T的量不一定等于G+C的量。
答案C
5.同学们用不同种卡片分两组搭建DNA模型。有一组的卡片其中有20个T和40个C;另一组的卡片其中有20个A和40个G。两组所取的卡片都恰好够搭建模型,这两组同学搭建的DNA模型最可能( )
A.长度一样,顺序也一样
B.长度不一样,顺序一样
C.长度一样,顺序不一样
D.长度不一样,顺序也不一样
解析根据题意可知,两组同学所取的卡片总数相等,因此搭建的DNA模型长度一样;但因两组同学所取的卡片中,标有不同碱基的卡片数目存在差异,而且在构建模型时,由卡片组成的碱基对是随机排列的,所以搭建的DNA模型中的卡片顺序不一样。
答案C
6.从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的54%,又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中胸腺嘧啶占28%,与H链相对应的另一条链中胸腺嘧啶占该链全部碱基数的比例是( )
A.18%
B.28%
C.14%
D.26%
解析鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的54%,则腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数的46%,该比例在整个DNA分子中和两条单链中相同。H链所含的碱基中胸腺嘧啶占28%,则腺嘌呤在该链中占18%,与H链相对应的另一条链中的胸腺嘧啶配对,则与H链相对应的另一条链中的胸腺嘧啶占该链全部碱基数的比例为18%。
答案A
7.在DNA分子模型的搭建实验中,若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含15对碱基(其中A有9个)的DNA双链片段,那么使用的订书钉个数为
( )
A.88
B.118
C.124
D.126
解析由题干信息可知,共有30个脱氧核苷酸,A与T碱基对有9个,C与G碱基对有6个。根据脱氧核苷酸和DNA分子的双螺旋结构特点可知,脱氧核糖、磷酸基团、碱基构成的脱氧核苷酸需要60个订书钉,30个脱氧核苷酸连接成DNA链,形成氢键需要9×2+6×3=36(个)订书钉,连接形成侧链需要14×2=28(个)订书钉,由此可知,使用的订书钉个数为124个。
答案C
二、非选择题
8.如图所示为DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题。
(1)组成DNA的基本单位是[ ] 。([ ]内填数字)?
(2)若3为胞嘧啶,则4应是 。两者之间通过 键相连。?
(3)图中8示意的是一条 的片段。与另一条片段的位置关系是 。?
(4)构成DNA分子的碱基有 种,但由于 排列顺序的千变万化,因此构成了DNA分子的多样性。?
解析(1)DNA的基本单位是[5]脱氧核苷酸,有4种。(2)根据碱基互补配对原则,若3为胞嘧啶,则4应为鸟嘌呤,两者之间通过氢键相连。(3)8为一条脱氧核苷酸链的片段,与另一条片段的位置关系是反向平行。(4)构成DNA分子的碱基只有4种,但碱基对的数量和排列顺序不同,决定了DNA分子的多样性。
答案(1)5 脱氧核苷酸 (2)鸟嘌呤 氢 (3)脱氧核苷酸链 反向平行 (4)4 碱基对
能力提升
一、选择题
1.某班级分组制作DNA双螺旋结构模型时,采用了如下流程:制作脱氧核苷酸→制作脱氧核苷酸链→制作双链DNA→螺旋化。下列叙述错误的是( )
A.制作脱氧核苷酸时,将磷酸和碱基连在脱氧核糖的特定位置
B.制作脱氧核苷酸链时,相邻脱氧核苷酸的磷酸基团直接相连
C.制作双链DNA时,两条链之间的碱基A与T配对,G与C配对
D.各组DNA模型的碱基序列往往不同,反映了DNA分子的多样性
解析脱氧核苷酸中,磷酸和碱基均与脱氧核糖相连;制作脱氧核苷酸链时,脱氧核苷酸的磷酸与相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖相连;DNA双螺旋结构中,碱基A与T配对,G与C配对;DNA分子的多样性源于核苷酸即碱基序列的千变万化。
答案B
2.在搭建DNA分子模型的实验中,若有4种碱基塑料片共20个,其中4个C,6个G,3个A,7个T,脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个,脱氧核糖塑料片30个,磷酸塑料片50个,代表氢键的连接物若干,脱氧核糖和碱基之间的连接物若干,则( )
A.所有的脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连
B.所搭建的DNA分子片段最长为10个碱基对
C.A和T之间需要3个连接物,C和G之间需要2个连接物
D.能搭建出的DNA分子模型种类小于44种
解析大多数的脱氧核糖都有2个磷酸基团与之相连,但是有2个脱氧核糖只有1个磷酸基团与之相连,A项错误;一条脱氧核苷酸链中需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物个数为N+N-1=2N-1(N为组成一条脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸数),则DNA分子中需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物个数为4N-2,由题干“脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个”可知,组成该DNA分子片段的脱氧核苷酸数为8个即能搭建出一个最长为4个碱基对的DNA分子片段,B项错误;A和T之间需要2个连接物,C和G之间需要3个连接物,C项错误;根据以上分析可知,该片段含有4个碱基对,而题干中不同的碱基数目是有限的,因此能搭建出的DNA分子模型种类应该小于44种,D项正确。
答案D
3.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( )
解析DNA分子中(A+C)/(T+G)应始终等于1;一条单链中(A+C)/(T+G)与其互补链中(A+C)/(T+G)互为倒数,一条单链中(A+C)/(T+G)=0.5时,互补链中(A+C)/(T+G)=2;一条单链中(A+T)/(G+C)与其互补链中(A+T)/(G+C)及DNA分子中(A+T)/(G+C)都相等。
答案C
4.一个DNA分子中,G和C之和占全部碱基数的52%,该DNA分子的一条单链中,A和G分别占该单链的24%和22%,则该DNA分子的另一条单链中,A和C占这一单链的百分比分别是( )
A.22%和30%
B.30%和24%
C.24%和22%
D.26%和24%
解析已知DNA分子中,G和C占全部碱基的52%,即C+G=52%,则C=G=26%、A=T=50%-26%=24%。又已知一条链的碱基中,A占24%,G占22%,即A1=24%、G1=22%,由此知C1=52%-22%=30%,T1=1-52%-24%=24%。则另一条链A2=T1=24%,C2=G1=22%。
答案C
二、非选择题
5.下面是大肠杆菌DNA分子部分结构图,分析并回答下列问题。
(1)1、2、3构成了一个完整的脱氧核苷酸分子,据图推测其中文名称是 。?
(2)图中的碱基对5和6是 。你的判断理由是 。?
(3)每个DNA片段中有 个游离的磷酸基团。?
解析图中1代表磷酸基团,2代表脱氧核糖,3和4之间有三个氢键代表C与G碱基对,5和6之间有2个氢键代表A与T碱基对。由于大肠杆菌DNA分子是环状的,因此没有游离的磷酸基团。
答案(1)胞嘧啶脱氧核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸 (2)A—T 5与6间有2个氢键,应为A—T碱基对,而不是G—C碱基对 (3)0
