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課時(shí)分層作業(yè)(十) DNA分子的結(jié)構(gòu) (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)練] 1．下列有關(guān)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)特征的表述，錯(cuò)誤的是(　　) A．兩條主鏈上的對(duì)應(yīng)堿基以氫鍵連接成對(duì) B．配對(duì)堿基的互補(bǔ)關(guān)系為A－G，T－C C．各個(gè)堿基對(duì)的平面之間呈平行關(guān)系 D．堿基對(duì)排列在雙螺旋的內(nèi)側(cè) B　[DNA分子中堿基對(duì)是以氫鍵連接，并排列于雙螺旋內(nèi)側(cè)，且堿基對(duì)平面是平行的。堿基互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系是A－T，G－C。] 2．下列關(guān)于沃森和克里克、富蘭克琳、查哥夫等人在DNA分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面的突出貢獻(xiàn)的說(shuō)法中，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632130】 A．富蘭克琳提供了DNA分子的電子顯微鏡圖像 B．沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 C．查哥夫提出了A與T配對(duì)、C與G配對(duì)的正確關(guān)系 D．富蘭克琳和查哥夫發(fā)現(xiàn)A的量等于T的量、C的量等于G的量 B　[在DNA分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面，富蘭克琳提供了DNA分子衍射圖譜；查哥夫發(fā)現(xiàn)了A的量總是等于T的量，C的量總是等于G的量；沃森和克里克在此基礎(chǔ)上提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。] 3．由一對(duì)氫鍵連接的兩個(gè)脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)有一個(gè)腺嘌呤，則它的其他組成成分應(yīng)是(　　) A．3個(gè)磷酸、3個(gè)脫氧核糖和1個(gè)胸腺嘧啶 B．2個(gè)磷酸、2個(gè)脫氧核糖和1個(gè)胞嘧啶 C．2個(gè)磷酸、2個(gè)脫氧核糖和1個(gè)胸腺嘧啶 D．1個(gè)磷酸、1個(gè)脫氧核糖和1個(gè)胸腺嘧啶 C　[A與T配對(duì)，之間由兩個(gè)氫鍵連接，除了一個(gè)腺嘌呤外，還有一個(gè)胸腺嘧啶(T)、兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖。] 4．已知在甲DNA分子的一條單鏈中(A＋G)/(T＋C)＝m，乙DNA分子的一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)＝n，分別求甲、乙兩DNA分子中各自的另一條鏈中對(duì)應(yīng)的堿基比例分別為(　　) A．m、1/n　　　　 B．1/m、n C．m、1 D．1、n B　[根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，DNA分子一條鏈中(A＋G)/(T＋C)的值與互補(bǔ)鏈中的該比值互為倒數(shù)，所以甲DNA分子另一條鏈中(A＋G)/(T＋C)的值為1/m；DNA分子的一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)的值等于其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中的該比值，所以乙DNA分子另一條鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值為n。] 5．經(jīng)檢測(cè)得知，一雙鏈DNA分子中鳥(niǎo)嘌呤的數(shù)目為x，其占?jí)A基總量的比例是y，以下推斷正確的是(　　) A．與鳥(niǎo)嘌呤互補(bǔ)的堿基所占的比例是(1－y) B．該DNA分子的嘌呤堿基和嘧啶堿基的比值是x/y C．該DNA分子的堿基之間的氫鍵數(shù)是x(1＋2/y) D．與鳥(niǎo)嘌呤不互補(bǔ)的堿基數(shù)目是x(1－2y)/y D　[與鳥(niǎo)嘌呤互補(bǔ)的堿基的比例和鳥(niǎo)嘌呤的堿基比例相等均為y，A錯(cuò)誤；DNA分子中嘌呤堿基和嘧啶堿基互補(bǔ)配對(duì)，二者比值為1，B錯(cuò)誤；該DNA分子中鳥(niǎo)嘌呤數(shù)目為x，因此G—C堿基對(duì)的數(shù)目為x，腺嘌呤＝胸腺嘧啶＝(x/y－2x)2，由于G—C堿基對(duì)之間的氫鍵是3個(gè)，A－T堿基對(duì)之間的氫鍵是2個(gè)，因此該DNA分子的堿基之間的氫鍵數(shù)是3x＋[(x/y－2x)2]2＝x(1＋1/y)，C錯(cuò)誤；與鳥(niǎo)嘌呤不互補(bǔ)的堿基是腺嘌呤和胸腺嘧啶，它們的數(shù)目為x/y－2x＝x(1－2y)/y，D正確。] 6．在DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之間有2個(gè)氫鍵，胞嘧啶與鳥(niǎo)嘌呤之間有3個(gè)氫鍵。現(xiàn)有4種DNA樣品，根據(jù)樣品中堿基的百分含量判斷下列最有可能來(lái)自嗜熱菌(生活在高溫環(huán)境中)的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632131】 A．含胸腺嘧啶32%的樣品 B．含腺嘌呤17%的樣品 C．含腺嘌呤30%的樣品 D．含胞嘧啶15%的樣品 B　[DNA分子中氫鍵的數(shù)量越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，A—T含2個(gè)氫鍵，G—C含3個(gè)氫鍵，因此G—C堿基對(duì)越多的DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。四個(gè)選項(xiàng)中含腺嘌呤17%的樣品中堿基G、C的含量最多，其結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。] 7．如圖為核苷酸的模式圖，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．DNA與RNA在核苷酸上的不同點(diǎn)只在②方面 B．如果要構(gòu)成ATP，只要在①位置上加上兩個(gè)磷酸基團(tuán) C．③在超級(jí)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)中只有4種 D．DNA分子中每個(gè)②均與一個(gè)①相連 C　[①～③分別是磷酸、五碳糖和堿基，DNA和RNA的區(qū)別不僅②種類不同，③的種類也有所不同。如果②為核糖，③是腺嘌呤，在①的位置加兩個(gè)磷酸基團(tuán)，形成ADP，再加一個(gè)磷酸基團(tuán)則形成ATP，但如果②為脫氧核糖則不能形成ADP或ATP。③為含氮堿基，細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA，DNA中只有4種堿基：A、G、T、C。] 8．如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖。下列對(duì)該圖的描述正確的是(　　) A．②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架 B．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 C．⑦代表的堿基為T D．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 D　[圖中①表示磷酸，②表示脫氧核糖，③表示胞嘧啶。磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架；②下方的磷酸基團(tuán)與②③才共同構(gòu)成一個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸；⑨表示氫鍵，⑦代表的堿基為C；DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息。] 9．假設(shè)一個(gè)DNA分子片段中，堿基T共312個(gè)，占全部堿基的26%，則該DNA片段中堿基G所占百分比和數(shù)目分別是 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632132】 A．26%,312個(gè) B．24%,288個(gè) C．24%,298個(gè) D．12%,144個(gè) B　[DNA分子的堿基數(shù)目和比例嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A＝T，C＝G。根據(jù)這個(gè)原理可知G＝＝24%；又知T共312個(gè)，占26%，則可知該DNA分子片段中共有堿基31226%＝1 200(個(gè))；前面已計(jì)算出G占24%，則G的數(shù)目是1 20024%＝288(個(gè))。] 10．如圖是DNA分子片段的結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)填寫有關(guān)結(jié)構(gòu)的名稱(中文名稱)： ③________；⑤________；⑦_(dá)_______。 (2)該圖所示DNA分子片段中，有________個(gè)脫氧核苷酸分子。 (3)有人形象地將DNA的平面結(jié)構(gòu)比喻為一架“梯子”，那么組成這個(gè)“梯子”的“扶手”的物質(zhì)是_____________________________________ 和________，它形成了DNA分子的基本骨架；相當(dāng)于兩個(gè)“扶手”間“階梯”的物質(zhì)是________________，它的形成靠________________相連，并嚴(yán)格遵循______________________________________________原則。 (4)若以⑨這條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)的規(guī)律，形成的另一條鏈上堿基的排列順序，從上到下依次為_(kāi)_______。 [解析]　根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，知①②③④分別為C、A、G、T，⑤為磷酸，⑥為堿基，⑦為脫氧核糖，共同構(gòu)成⑧，⑧為DNA的基本單位——脫氧核苷酸。兩條脫氧核苷酸鏈外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接，組成“梯子”的“扶手”，“階梯”就是兩條鏈之間的堿基對(duì)。 [答案]　(1)鳥(niǎo)嘌呤　磷酸　脫氧核糖　(2)8 (3)磷酸　脫氧核糖　堿基對(duì)　氫鍵　堿基互補(bǔ)配對(duì) (4)GACT 11．如圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)據(jù)圖回答。 (1)圖甲是DNA片段的________結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的________結(jié)構(gòu)。 (2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：[2]________，[3]________，[5]________。 (3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)怯蒧_______和________交替連接構(gòu)成的。 (4)連接堿基對(duì)的化學(xué)鍵是________，堿基配對(duì)的方式如下：即________與________配對(duì)；________與________配對(duì)。 (5)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是________的，從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互盤繞成________結(jié)構(gòu)。 [解析]　(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸單鏈片段，3表示脫氧核糖，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結(jié)構(gòu)可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成了基本骨架。(4)DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，且有一定規(guī)律：A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。(5)根據(jù)圖甲可以判斷：組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模粡膱D乙可以看出組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈相互盤繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 [答案]　(1)平面　立體(或空間) (2)一條脫氧核苷酸單鏈片段　脫氧核糖　腺嘌呤脫氧核苷酸 (3)脫氧核糖　磷酸 (4)氫鍵　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鳥(niǎo)嘌呤)　C(胞嘧啶) (5)反向平行　規(guī)則的雙螺旋 12．下圖是制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的過(guò)程圖，請(qǐng)回答下面的問(wèn)題。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632133】 (1)在制作模型前進(jìn)行的設(shè)計(jì)中，甲處應(yīng)考慮具備________種材料，它們分別是__________________________________________________。 其中五邊形材料表示____________。 (2)乙表示的物質(zhì)是__________，a位置的元素是__________。制作一個(gè)乙用到了__________種材料。 (3)由乙連接成丙的過(guò)程，需考慮的主要有：兩條鏈中五邊形材料的頂角應(yīng)呈________(填“同向”或“反向”)關(guān)系；若一條鏈的下端是磷酸，則另一條鏈的上端應(yīng)該是________，這樣制作的目的是體現(xiàn)DNA雙鏈________的特點(diǎn)。 (4)隨機(jī)將班里某兩位同學(xué)制作的單鏈DNA連接成雙鏈，不合理的地方最可能是_______________________________________________________ __________________________________________________。 (5)丙到丁過(guò)程體現(xiàn)了DNA分子________的特點(diǎn)，丁中排在外側(cè)的物質(zhì)是__________________________________________________。 [解析]　(1)甲處有4種含氮堿基(?)、磷酸(○)和脫氧核糖()六種材料。 (2)乙表示脫氧核苷酸，a位置的元素是O，制作一個(gè)乙用到了3種材料。 (3)由于DNA雙鏈反向平行，因此兩鏈中五邊形材料的頂角應(yīng)反向，一條鏈下端是磷酸，另一條的上端應(yīng)該是磷酸。 (4)DNA雙鏈中的堿基嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，隨機(jī)將兩位同學(xué)制作的單鏈連接成雙鏈往往使堿基無(wú)法正常配對(duì)。 (5)丙到丁體現(xiàn)了DNA分子雙螺旋的特點(diǎn)，丁中排在外側(cè)的物質(zhì)是交替連接的磷酸和脫氧核糖。 [答案]　(1)6　磷酸、脫氧核糖、四種堿基　脫氧核糖 (2)脫氧核苷酸　氧　3 (3)反向　磷酸　反向平行 (4)雙鏈間的堿基配對(duì)不遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 (5)(雙)螺旋　交替連接的脫氧核糖和磷酸 [沖A挑戰(zhàn)練] 13.在制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，下圖為兩個(gè)脫氧核苷酸分子的模型，圓代表磷酸。下列敘述正確的是(　　) A．長(zhǎng)方形可能代表A、T、C、U四種含氮堿基 B．兩個(gè)圓可用別針連接，以形成DNA的側(cè)鏈 C．別針應(yīng)連接在一個(gè)核苷酸的五邊形和另一個(gè)核苷酸的圓上 D．如果兩個(gè)脫氧核苷酸分別位于鏈的兩側(cè)，兩個(gè)模型方向相同 C　[圖中長(zhǎng)方形表示的是含氮堿基，有A、T、G、C四種，沒(méi)有U；圓表示的是磷酸，五邊形表示的是脫氧核糖，在DNA的一條單鏈中，相鄰脫氧核苷酸之間通過(guò)3′，5′磷酸二酯鍵相連，即別針應(yīng)連接在一個(gè)核苷酸的五邊形和另一個(gè)核苷酸的圓上，而不是兩個(gè)圓之間；兩條DNA單鏈模型的位置關(guān)系應(yīng)為反向平行。] 14．下圖表示某同學(xué)在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，制作的一條脫氧核苷酸鏈，下列表述正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632134】 A．能表示一個(gè)完整脫氧核苷酸的是圖中的a或b B．圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的堿基只有1個(gè) C．圖中②總是與兩個(gè)磷酸相連 D．如圖所示的脫氧核苷酸鏈中A＝T，C＝G B　[圖中a表示一個(gè)完整的脫氧核苷酸，b中的磷酸在脫氧核糖上的連接位置不對(duì)，不是一個(gè)脫氧核苷酸；一端的脫氧核糖只能與一個(gè)磷酸相連；脫氧核苷酸單鏈中，一般不存在A＝T，C＝G的關(guān)系。] 15．若一個(gè)雙鏈DNA分子的G占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的27%，并測(cè)得DNA分子一條鏈上的A占這條鏈堿基總數(shù)的18%，則另一條鏈上的A的比例是(　　) A．9% B．27% C．28% D．46% C　[G占整個(gè)DNA分子的27%，依堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：G＝C＝27%，G＋C＝54%，那么A＋T＝1－54%＝46%。那么任何一條鏈中A＋T＝46%，其中一條鏈中A＝18%，則此鏈中T＝46%－18%＝28%，另一條鏈中A＝28%。] 16．分析以下材料，回答有關(guān)問(wèn)題。 材料一　在沃森和克里克提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之前，人們已經(jīng)證實(shí)了DNA分子是由許多脫氧核苷酸構(gòu)成的長(zhǎng)鏈，自然界中的DNA并不以單鏈形式存在，而是由兩條鏈結(jié)合形成的。 材料二　在1949年到1951年期間，科學(xué)家查哥夫研究不同生物的DNA時(shí)發(fā)現(xiàn)，DNA分子中的嘌呤脫氧核苷酸的總數(shù)始終等于嘧啶脫氧核苷酸的總數(shù)，且A的總數(shù)等于T的總數(shù)，G的總數(shù)等于C的總數(shù)，但(A＋T)與(G＋C)的比值是不固定的。 材料三　根據(jù)富蘭克琳等人對(duì)DNA晶體的X射線衍射分析表明，DNA分子由許多“亞單位”組成，而且每一層的間距為0.34 nm，而且整個(gè)DNA分子長(zhǎng)鏈的直徑是恒定的。 以上科學(xué)研究成果為1953年沃森和克里克提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型奠定了基礎(chǔ)。 (1)材料一表明DNA分子是由兩條_______________________________ 組成的，其基本單位是____________。 (2)嘌呤脫氧核苷酸的總數(shù)始終等于嘧啶脫氧核苷酸的總數(shù)，說(shuō)明__________________________________________________。 (3)A的總數(shù)等于T的總數(shù)，G的總數(shù)等于C的總數(shù)，說(shuō)明__________________________________________________。 (4)A與T的總數(shù)和G與C的總數(shù)的比值不固定，說(shuō)明 __________________________________________________。 (5)富蘭克琳等人提出的DNA分子中的“亞單位”事實(shí)上是________；亞單位的間距都為0.34 nm，而且DNA分子的直徑是恒定的，這些特征表明__________________________________________________。 (6)基于以上分析，沃森和克里克提出了各對(duì)應(yīng)堿基之間的關(guān)系是__________________，并成功地構(gòu)建了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 [解析]　本題考查DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建。材料一表明了當(dāng)時(shí)科學(xué)界對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)是：DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結(jié)構(gòu)。嘌呤脫氧核苷酸的總數(shù)始終等于嘧啶脫氧核苷酸的總數(shù)，且A的總數(shù)等于T的總數(shù)，G的總數(shù)等于C的總數(shù)，說(shuō)明二者可能是一種對(duì)應(yīng)關(guān)系，而A與T的總數(shù)和G與C的總數(shù)的比值不固定則說(shuō)明A與T之間的對(duì)應(yīng)和G與C之間的對(duì)應(yīng)是互不影響的。所以沃森和克里克提出了各對(duì)堿基之間的關(guān)系是A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與各種事實(shí)相符，從而獲得了成功。 [答案]　(1)脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈　脫氧核苷酸 (2)DNA分子中嘌呤與嘧啶之間一一對(duì)應(yīng) (3)A與T一一對(duì)應(yīng)，G與C一一對(duì)應(yīng) (4)A與T之間的對(duì)應(yīng)和G與C之間的對(duì)應(yīng)互不影響 (5)堿基對(duì)　DNA分子的空間結(jié)構(gòu)非常規(guī)則 (6)A與T配對(duì)，G與C配對(duì)