1、遗传信息编码在DNA分子上 (20分钟70分)一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)1.下列哪项不是沃森和克里克构建的模型()A.碱基在外侧的双螺旋结构模型B.同种碱基配对的三螺旋结构模型C.碱基在外侧的三螺旋结构模型D.碱基互补配对的双螺旋结构模型【解析】选B。沃森和克里克最先提出了碱基在外侧的双螺旋和三螺旋结构模型,后来又提出了碱基在内侧的双螺旋结构模型,并且同种碱基配对。最后提出了碱基互补配对的双螺旋结构模型。2.在下列DNA结构的模式图中,正确的是()【解析】选A。一看DNA外侧的基本骨架是否由磷酸与脱氧核糖交替连接而成,据此可知,D错误;二看两条单链是否反向平行,据此可知,B错
2、误;三看内侧碱基之间是否遵循碱基互补配对原则,如出现“同配”“错配”均不正确,C错误。3.下列关于核酸的叙述中,正确的是()A.DNA和RNA中的五碳糖相同B.组成DNA与ATP的元素种类不同C.大肠杆菌的遗传信息储存在RNA中D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数【解析】选D。DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖,A项错误;DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成的,B项错误;大肠杆菌的遗传物质为DNA,故其遗传信息储存在DNA中,C项错误;双链DNA分子中嘌呤总与嘧啶碱基互补配对,故两者数量相等,D项正确。4.如果某DNA的一条链上的某段碱基排列顺序是5-AGATCGAT-3,则另一
3、条链上对应的碱基排列顺序是()A.5-AGATCGAT-3B.5-GAGTCGTA-3C.3-TCTAGCTA-5D.3-CTCGCTAT-5【解析】选C。DNA的两条单链反向平行,且根据碱基互补配对原则,即A与T配对,C与G配对,可对应写出另一条链的碱基排列顺序应该为3-TCTAGCTA-5。5.如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时,制作的一条脱氧核苷酸链如图,下列表述不正确的是()A.能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a 或bB.图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有 1 个C.相邻脱氧核苷酸之间通过化学键连接起来D.从碱基上看,缺少的碱基是T【解题指南】解答本题的关键有以下两点:(1)
4、明确DNA分子的组成单位。(2)明确各单位之间连接的方式。【解析】选A。图中所示只有a表示的是一个完整的脱氧核苷酸;图中与五碳糖直接相连的碱基只有1个;表示连接相邻脱氧核苷酸的化学键;脱氧核苷酸中的碱基共有4种,即A、G、C、T。6.1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于()证明DNA是主要的遗传物质确定DNA是染色体的组成成分发现DNA如何储存遗传信息为DNA复制机制的阐明奠定基础A. B. C. D.【解析】选D。DNA分子双螺旋结构模型中,碱基排列在内侧,碱基对的排列顺序代表遗传信息,正确;DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制,DNA分子双螺旋结构模型为D
5、NA复制机制的阐明奠定了基础,正确。7.某生物核酸的碱基组成中,嘌呤碱基占52%,嘧啶碱基占48%,此生物不可能是()A.烟草花叶病毒 B.T2噬菌体C.肺炎双球菌 D.酵母菌【解析】选B。DNA分子一般都是双链结构,双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等,RNA分子一般是单链,其分子中嘌呤总数与嘧啶总数一般不相等,选项中烟草花叶病毒的核酸是RNA,肺炎双球菌和酵母菌中既有DNA又有RNA,T2噬菌体的核酸是双链DNA,故此生物不可能是T2噬菌体。8.地球上的生物多种多样,不同生物的DNA不同,每一种生物的DNA又具有特异性。决定DNA分子特异性的是()A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特
6、点B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值C.碱基互补配对的原则D.碱基排列顺序【解析】选D。生物的遗传信息储存在DNA的碱基排列顺序中,所以说DNA的特异性取决于它的碱基排列顺序。9.在DNA分子模型搭建实验中,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型()A.粗细相同,因为嘌呤必定与嘧啶互补B.粗细相同,因为嘌呤与嘧啶的空间尺寸相似C.粗细不同,因为嘌呤不一定与嘧啶互补D.粗细不同,因为嘌呤与嘧啶的空间尺寸不同【解析】选A。A和G都是嘌呤碱基,C和T都是嘧啶碱基,在DNA分子中,总是A=T,G=C,依题意,用一种长度的塑料片代表A和G,用另
7、一长度的塑料片代表C和T,则DNA的粗细相同。【补偿训练】某同学想利用如表所示的不同类型塑料片制作一DNA片段模型,他还应准备脱氧核糖的塑料片数至少是()塑料片碱基G碱基C碱基A碱基T磷酸数量/个1016121852A.36 B.40 C.44 D.52【解析】选C。根据碱基互补配对原则,该DNA分子中应该有10个C-G碱基对,12个A-T碱基对,共22个碱基对, 44个碱基,由于一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,因此还应该准备44个脱氧核糖, C正确。二、非选择题(共2小题,共25分)10.(10分)染色体是遗传信息的主要载体,生物的遗传主要与染色体有关。如图
8、为染色体的组成和结构,据图回答相关问题。(1)若图中A为糖类,则A是_,C是_。(2)F的基本组成单位是图中的_。(3)在D构成的长链中,与1分子A相连接的有_分子的B和_分子的C。(4)生物的性状遗传主要通过H上的_(填图中字母,下同)传递给后代,实际上是通过_的排列顺序来传递遗传信息。【解析】(1)脱氧核苷酸是由碱基、磷酸和脱氧核糖组成,而A表示糖类,因此推测A代表脱氧核糖,C为磷酸;(2)F代表DNA,其基本组成单位为脱氧核苷酸,即D;(3)一条脱氧核苷酸链中,一分子的A脱氧核糖连接有1分子B碱基和1或2分子的C磷酸基团;(4)DNA(F)分子中脱氧核苷酸(D)的排列顺序代表遗传信息。答
9、案:(1)脱氧核糖磷酸(2)D(3)11或2 (4)FD11.(15分)如图是DNA片段的结构图,请据图回答下列问题:(1)图甲是DNA分子片段的_结构,图乙是DNA分子片段的立体结构。(2)写出图中各部分的名称:1_、2_、3_、4_、5_。(3)从图中可以看出,DNA分子中的两条长链是由_交替连接的。(4)连接碱基对的化学键是_,碱基配对的方式是严格的,即_配对,且DNA分子中碱基对的排列顺序千变万化,这决定了DNA分子结构的_性。(5)就某一确定的DNA分子而言,其碱基的排列顺序一般是固定不变的,这决定了DNA分子结构的_性。【解析】(1)由结构图的特点可以看出:图甲是DNA分子片段的平
10、面结构。(2)1表示两条单链间的碱基对(或G-C对)、2表示一条脱氧核苷酸单链片段、3表示脱氧核糖、4表示磷酸(或磷酸基团)、5表示腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图中可以看出,DNA分子中的两条长链由脱氧核糖和磷酸交替连接,构成DNA的基本骨架,排列在外侧。(4)根据碱基互补配对原则,A与T配对、G与C配对,碱基对之间通过氢键连接。不同DNA分子碱基对的排列顺序不同,碱基对的排列顺序千变万化决定了DNA分子的多样性。(5)碱基的特定排列顺序决定了DNA分子结构的特异性。答案:(1)平面(2)碱基对(或G-C对)一条脱氧核苷酸单链片段脱氧核糖磷酸(或磷酸基团)腺嘌呤脱氧核苷酸(3)脱氧核糖和磷酸(4
11、)氢键A与T、G与C多样 (5)特异【补偿训练】已知多数生物的DNA是双链的,但也有个别生物的DNA是单链的。有人从两种生物中提取出DNA,分析它们的碱基比例如表,请据表分析下列问题:生物ATCG甲25331921乙31311919(1)从生物_的碱基比例来看,它的DNA的结构应为_链,是极少数病毒具有的。(2)从生物_的碱基比例来看,它代表着大多数生物种类DNA的结构,其碱基数量关系为_。(3)现有四种DNA样品,根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是()A.含胸腺嘧啶32%的样品B.含腺嘌呤17%的样品C.含腺嘌呤30%的样品D.含胞嘧啶15%的样品【解析】
12、(1)(2)双链DNA碱基之间遵循碱基互补配对原则,即A=T,G=C,若AT,GC,则说明该DNA不是双链,而是单链,单链DNA存在于极少数病毒中。(3)DNA双螺旋结构中,A与T之间可以形成2个氢键,而G与C之间可以形成3个氢键,氢键越多DNA的稳定性越强,因此,G和C含量多的生物,稳定性大于G与C含量少的生物。答案:(1)甲单(2)乙A=T,G=C(3)B (10分钟30分)1.(5分)在一个双链DNA中,碱基总数为m,腺嘌呤碱基数为n,G与C之间形成3个氢键,A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是()脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2一条链中A
13、+T的数量为nG的数量为m-nA. B.C. D.【解析】选D。每个脱氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基,故中的等量关系正确;因G与C之间形成3个氢键,A与T之间形成2个氢键,故氢键数为2n+3(m-2n)/2=(3m-2n)/2,正确;因两条链中A+T的总量为2n,故一条链中的A+T的数量应为n,正确;G的数量为(m-2n)/2=m/2-n,错误。2.(5分)某双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上ATGC=1234。下列表述正确的是()A.该DNA分子的另一条链上ATGC=1234B.该DNA分子共有腺嘌呤60个C.该DNA分子共有鸟嘌呤160个D.其中一条链中(
14、A+T)/(G+C)=3/7,另一条链中(A+T)/(G+C)=7/3【解题指南】解答本题的关键是明确以下两点:(1)双链DNA 分子中,两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则。(2)同一DNA 分子中,双链和单链中互补碱基和之比相等。【解析】选B。根据碱基互补配对原则,该DNA分子另一条链上ATGC=2143;则A+T占该链碱基总数比例为30%,G+C占70%,即DNA分子中A+T占30%,G+C占70%,共有A=T=400(30%2)=60个,G=C=400(70%2)=140个;该DNA分子一条链中(A+T)/(G+C)=3/7,则另一条链中(A+T)/(G+C)=3/7。【补偿训练】如图为
15、某核苷酸长链片段的示意图,下列关于该长链的相关叙述中,错误的是()A.2和3构成核苷B.嘌呤数目等于嘧啶数目C.4为胞嘧啶脱氧核苷酸D.磷酸基团的数目等于脱氧核糖的数目【解析】选B。2脱氧核糖+3含氮碱基(胞嘧啶)构成核苷,A项正确;该链为DNA单链,嘌呤数目不一定等于嘧啶数目,DNA双链中嘌呤数目等于嘧啶数目,B项错误;由以上分析知,题图中的4是胞嘧啶脱氧核苷酸,C项正确;1个磷酸分子+1个脱氧核糖+1分子含氮碱基构成1个脱氧核苷酸,其中磷酸基团的数目等于脱氧核糖的数目,D项正确。3.(5分)科学家发现DNA也有酶催化活性,他们根据共有序列设计并合成了由47个脱氧核苷酸组成的单链DNAE47
16、,它可以催化两个底物DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是()A.E47中,嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数B.在E47分子中,碱基数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数C.E47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的D.在E47分子中,每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个碱基【解析】选B。根据题意可知,E47分子是单链的,嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数,A项错误;无论是单链还是双链DNA分子,基本单位都是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸分子由一分子碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成,B项正确;E47作用的底物和DNA连接酶作用的底物是相同的,C项错误;在单链DNA分子中,除其中一端外,每个脱氧核糖上均连
17、有两个磷酸和一个碱基,D项错误。【实验探究】4.(15分)肺炎链球菌的转化实验证明了DNA是遗传物质,而蛋白质等不是遗传物质。DNA分子具有很强的稳定性,能耐较高的温度。请回答下列问题:(1)DNA分子具有稳定性,主要原因有两个:构成DNA的两条脱氧核苷酸单链间的碱基对之间通过_连接起来,使DNA分子非常稳定;构成DNA的两条脱氧核苷酸链不是以平面的结构形式存在,而是形成规则的_结构,使DNA分子更加稳定。(2)DNA分子能耐较高的温度,请你举出一个实验现象说明此问题:_。(3)DNA分子能耐较高的温度。那么DNA分子能不能耐酸(如pH=3)呢?请设计实验,探究此问题。实验假说:_。实验原理:
18、_。材料用具:活的R型肺炎链球菌,S型肺炎链球菌经分离提纯的DNA,肺炎链球菌转化实验所需的实验仪器,pH=3的酸溶液,相同生活状况的小鼠两只。实验步骤(只写出主要的思路,具体操作不要求):第一步:取适量S型菌的DNA,_,编号甲、乙两组;两只小鼠编号为1,2。第二步:甲组DNA_,乙组DNA不进行处理。第三步:将甲、乙两份DNA分别与两等份R型菌混合。第四步:_。第五步:_。结果、结论略。【解析】(1)DNA分子具有稳定性的原因有两个:碱基对间的氢键及两条单链形成的双螺旋结构。(2)加热杀死的S型菌仍能使R型菌转化为S型菌,说明加热后S型菌的DNA仍有活性。(3)要探究DNA分子是否耐酸,可将一份S型菌的DNA经pH=3的酸溶液处理后,再与R型菌混合培养,注入小鼠体内,看能否使小鼠患病死亡;同时另设对照组。答案:(1)氢键双螺旋(2)加热杀死的S型菌仍能使R型菌转化为S型菌(其他合理答案也可)(3)DNA分子能耐pH=3的酸溶液(或DNA分子不能耐pH=3的酸溶液)S型菌的DNA能使R型菌转化为S型菌;S型菌会使小鼠患病死亡平均分为两份在pH=3的酸溶液中处理适宜时间将第三步中的两等份R型菌分别注入1、2两只小鼠体内定期观察两只小鼠的生活状况并进行比较