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- 2021-09-24 发布
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考点28 DNA分子的结构
高考频度:★★★☆☆ 难易程度:★★★☆☆
1.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分子的结构
(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。
3.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。
考向一 DNA分子的结构分析
1.下列关于DNA结构的叙述中,错误的是
A.大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构
B.外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基
C.DNA两条链上的碱基间以氢键相连,且A与T配对,C与G配对
D.DNA的两条链反向平行
【参考答案】A
解题必备
把握DNA结构的3个常考点
(1)
(2)
(3)
2.如图表示一个DNA分子的片段,下列有关表述正确的是
A.④代表的物质中储存着遗传信息
B.不同生物的DNA分子中④的种类无特异性
C.转录时该片段的两条链都可作为模板链
D.DNA分子中A与T碱基对含量越高,其结构越稳定
【答案】B
考向二 DNA分子结构中的碱基计算
3.某双链DNA分子中含有200个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子
A.四种含氮碱基A∶T∶G∶C=4∶4∶7∶7
B.若该DNA分子中A为p个,占全部碱基的(m>2n),则G的个数为-p
C.碱基排列方式共有4200种
D.含有4个游离的磷酸
【参考答案】B
【试题解析】该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,另一条链上A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3,整个DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7;若该DNA中A为p个,占全部碱基的,则碱基总数为个,则G===-p;该DNA分子中碱基比例已经确定,所以碱基排列方式少于4100种;一个DNA分子由两条DNA链组成,含2个游离的磷酸。
解题技巧
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。学&科网
(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。
4.下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题,请回答:
(1)若A占20%,则G占________。
(2)若双链DNA中A占20%,且一条链中的A占20%,则此链中C所占比例的最大值是________。
(3)一条链中(A+C)/(T+G)=0.4,互补链中的此值是________。
(4)一条链中(A+T)/(C+G)=0.4,互补链中的此值是________。
(5)若A有P个,占全部碱基数的20%,则该DNA分子中的G有________个。
【答案】(1)30%
(2)60%
(3)2.5
(4)0.4
(5)1.5P
DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知:G占总碱基数的50%-20%=30%,则G有5P×30%=1.5P (个)。
1.下列关于DNA分子结构的叙述正确的是
A.DNA分子中的每条链都有两个游离的磷酸基团
B.DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架
D.在DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连
2.如图为DNA分子部分结构示意图,以下叙述正确的是
A.解旋酶可以断开⑤键,因此DNA的稳定性与⑤无关
B.④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸
C.DNA连接酶可催化⑥或⑦键形成
D.A链、B链的方向相反,磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架
3.DNA分子的特异性是指不同生物的DNA分子中含有
A.特定的碱基种类
B.特定的核苷酸种类
C.特定的核苷酸数目
D.特定的核苷酸排列顺序
4.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,不正确的是
A.一般地说,DNA分子的Tm值与G+C含量呈正相关
B.Tm值相同的DNA分子中G+C的数量有可能不同
C.维持DNA双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键
D.DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多
5.已知1个DNA分子中有4 000个碱基对,其中胞嘧啶有2 200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.4 000个和900个 B.4 000个和1 800个
C.8 000个和1 800个 D.8 000个和3 600个
6.如图为核苷酸链结构图,下列关于该链的表述不正确的是
A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B.图中五碳糖为脱氧核糖或核糖
C.相邻的核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D.若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是T
7.在一个DNA分子中有鸟嘌呤500个,腺嘌呤与鸟嘌呤之比是2∶1,则这个DNA分子中含有脱氧核糖的数目为
A.2 000 个 B.3 000 个
C.4 000 个 D.8 000 个
8.已知在甲DNA分子中的一条单链中(A+G)/(T+C)=m,乙DNA分子中的一条单链中(A+T)/(G+C)=n,则甲、乙两DNA分子中各自的另一条链中对应的碱基比例分别为
A.m、1/n B.1/m、n
C.m、1 D.1、n
9.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
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)填出图中部分结构的名称:[2]________,[3]________,[5]________。
(3)从图中可以看出DNA分子中的两条链是由________和________交替连接构成的。
(4)连接碱基对的化学键是________,碱基配对的方式如下:即________与________配对;________与________配对。
(5)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________结构。
11.(2017·海南卷)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是
A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同
B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高
C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链
D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1
12.(2016·上海卷)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 10对碱基(A有6个)的DNA双链片段,那么使用的订书钉个数为
A.58 B.78
C.82 D.88
1.【答案】C
2.【答案】D
【解析】DNA分子的氢键越多,DNA的稳定性越高,A错误;④不能表示一个脱氧核苷酸,应是②③和下面的磷酸构成鸟嘌呤脱氧核苷酸,B错误;DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;DNA分子的两条链反向平行构成双螺旋结构,磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架,D正确。
3.【答案】D
【解析】DNA分子中碱基种类、核苷酸种类相同,DNA分子的特异性是指不同生物的DNA分子中含有特定的核苷酸排列顺序,特定的核苷酸排列顺序代表了遗传信息。学&科@网
4.【答案】D
【解析】分析图示,G+C含量越高,则DNA熔解所需温度越高,所以A项正确;Tm值与DNA分子中G+C含量有关,而不能说明G+C的数量,B项正确;DNA两条链通过氢键相连,脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接成DNA单链,C项正确;G与C之间形成三个氢键,A与T之间形成两个氢键,但由于DNA分子中(A+T)/(C+G)比值不定,所以不能确定哪组碱基对间的氢键总数更多,D项错误。
5.【答案】C
【解析】已知该DNA分子中有4 000个碱基对,即有8 000个碱基,而每个脱氧核苷酸中有一个碱基,故共有8 000个脱氧核苷酸;其中胞嘧啶有2 200个,根据碱基之间的互补配对原则可推知,A+C=DNA碱基总数的一半,故这个DNA分子中应含有的腺嘌呤A的数目为4 000-2 200=1 800个。因此,C项正确,A、B、D项错误。
6.【答案】A
7.【答案】B
【解析】由题意分析可知,双链DNA分子中G=500个,A=500×2=1 000个,由于A=T,G=C,因此则这个DNA分子中的碱基数是1 000×2+500×2=3 000个,碱基数与脱氧核糖数目相同,故选B。
8.【答案】B
【解析】根据碱基互补配对原则,DNA分子一条链中(A+G)/(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,所以甲DNA分子另一条链中(A+G)/(T+C)的比值为1/m;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,所以乙DNA分子另一条链中(A+T)/(G+C)的比值为n。故选B。
9.【答案】C
【解析】双链DNA分子中,(A+C)/(T+G)一定等于1,A项错误;当一条链中存在(A1+C1)/(T1+G1)=1时,其互补链中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C1)=1,B项错误;在DNA分子中,存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C),C项正确、D项错误。
10.【答案】(1)平面 立体(或空间)
(2)一条脱氧核苷酸单链片段 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸
(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)反向平行 规则的双螺旋
【解析】(1)分析题图可知,甲是DNA分子的平面结构,乙是DNA分子的空间结构。(2)分析题图可知,2是DNA分子的一条脱氧核糖核苷酸链,3是脱氧核糖,5是由脱氧核糖、腺嘌呤碱基和磷酸组成的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。(3)DNA分子的两条链中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)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。
11.【答案】D
12.【答案】C
【解析】构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉,20个脱氧核苷酸总共需要40个订书钉;一条DNA单链需要9个订书钉连接,两条链共需要18个;碱基A有6个,A=T=6,则G=C=4,A和T之间有2个氢键,G和C之间有3个氢键,碱基对之间的氢键需要6×2+4×3=24个订书钉连接。则共需要40+18+24=82个订书钉。