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（8）DNA的结构
——高一生物学人教版（2019）必修二期末易错题集训
【易错点分析】
1.沃森、克里克——双螺旋结构模型。根据富兰克林提供的 DNA 的 X 射线衍射图推算出 DNA 分子呈螺旋结构，根据查哥夫提出：A 的量总是等于 T 的量，推出 A 与 T 配对，C 与 G 配对。
2.DNA分子双螺旋结构的主要特点是：①DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。②DNA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。③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律:A一定与T配对；G一定与C配对。碱基互补配对原则是指碱基之间的A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应的关系。
3.由教材P50图3-8可看出，互补配对的碱基间的氢键有数量差别，G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个；脱氧核苷酸的脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作l'-C，与磷酸基团相连的碳叫作5'-C。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'-端，另一端有一个羟基（一OH），称作3'-端。DNA单链的方向是从5'端到3'端的。
【易错题训练】
1.下列有关细胞内双链DNA分子的叙述，正确的是（ ）
A.不同DNA分子中嘌呤数与嘧啶数的比例不具有特异性
B.位于一对同源染色体上的两个DNA分子的A+T与G+C的比值往往相等
C.含有m个碱基、n个腺嘌呤的DNA分子片段中，共含有（m-n）个氢键
D.一条链中C：T=1：2，则互补链中G：A=2：1
2.下图表示某DNA片段。下列有关叙述错误的是（ ）
A.图中①②③不能构成一个DNA的基本单位
B.⑧的名称是尿嘧啶
C.①和②交替排列构成DNA分子的基本骨架
D.DNA分子中碱基对⑨越多，其热稳定性越低
3.下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（ ）
A.若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47%
B.双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高
C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
4.某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料。下列操作或分析正确的是（ ）
A.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
B.制成的模型上下粗细相同，是因为A——T碱基对与G——C碱基对的形状和直径相同
C.在构建的不同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多化学结构越稳定
D.观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，无法看出DNA两条链方向相反
5.下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段（其中“O”代表磷酸），下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是（ ）
A.甲说:“该图有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
B.乙说:“该图有一处错误，就是U应改为T”
C.丙说:“该图没有什么物质和结构上的错误”
D.丁说:“如果说他画的是RNA双链则该图就是正确的”
6.下图是某同学制作的含4个碱基对的DNA平面结构模型。下列叙述错误的是（ ）
A.搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖
B.⑨、⑩分别为鸟嘌呤和胸腺嘧啶
C.①、②交替排列构成DNA分子基本骨架
D.①为3′端，⑥为5′端④
7.下列关于DNA分子结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A.双链DNA分子中一条链上的磷酸和五碳糖是通过氢键连接的
B.DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧
C.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连
D.存在于细胞核、叶绿体、线粒体中的DNA均能够储存遗传信息
8.DNA双螺旋结构具有不同的构象，常见的有B型和Z型，两种DNA的相关参数如下表。下列叙述错误的是（ ）
类型 螺旋方向 直径（A） 螺距（A） 每圈碱基对数
B-DNA 右 2.0 3.4 10
Z-DNA 左 1.8 4.5 12
A.两种类型DNA均为双螺旋结构，都遵循碱基互补配对原则
B.若B-DNA与Z-DNA等长，则B型DNA螺旋的圈数更多
C.两种类型DNA的遗传信息均储存在碱基对的排列顺序中
D.Z-DNA上基因的碱基数目多于B-DNA上基因的碱基数目
9.在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则下列正确的是（ ）
①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m
②碱基之间的氢键数为3m-2n/2
③一条链中A+T的数量为n
④鸟嘌呤的数量为m-n
A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.①②③
10.某双链（α链和β链）DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%，α链中腺嘌呤占28%。下列关于该DNA分子中各碱基数量及其相互关系的叙述，错误的是（ ）
A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%
B.β链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例相等，均是28%
C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%，占双链DNA分子的8%
D.α链中（G+C）/（A+T）=14/11，β链中（A+T）/（G+C）=11/14
11.图甲是大肠杆菌的质粒（环状DNA）共有6×105个碱基对，其中A占全部碱基的30%，图乙是其部分详细结构。下列叙述错误的是（ ）
A.①、②交替排列构成DNA分子基本骨架
B.③可以是腺嘌呤或胸腺嘧啶
C.该大肠杆菌质粒每个磷酸都连接1个脱氧核糖
D.该DNA分子的一条链中A与T之和占该链碱基总数的比例为60%
12.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
13.在搭建DNA结构模型的实验中，若4种碱基塑料片共30个，其中6个C，10个G，6个A，8个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物18个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，下列说法错误的是（ ）
A.最多能搭建出30个游离的脱氧核苷酸
B.所搭建的DNA分子最长为5个碱基对
C.所搭建的最长DNA分子有45种碱基的排列顺序
D.若搭建DNA的一条单链，则该链最长含有9个脱氧核苷酸
14.如图为DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是（ ）
A.DNA的稳定性与⑤有关，生物体内DNA解旋酶、DNA聚合酶、加热等可以断开⑤
B.④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸，DNA的多样性与碱基对的排列顺序有关
C.DNA连接酶可催化⑤的形成
D.A链、B链的方向相反，骨架是磷酸和脱氧核糖
15.DNA双螺旋结构模型的提出在遗传学中具有里程碑式的意义，图1为DNA的基本单位脱氧核苷酸示意图，图2为某双链DNA分子片段的平面结构示意图。回答相关问题：
（1）图1中磷酸基团的结合位点在____（填“①”或“②”）。
（2）图2中④和⑤代表的物质分别是____和____。③和④交替连接，排列在外侧，构成了DNA分子的____。
（3）⑤、⑥通过氢键连接形成碱基对，排列在内侧，并且遵循____原则。若⑤代表胸腺嘧啶（T），则⑥应该是____。
（4）若该双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例为____。
（5）若图乙中a链的某段DNA的序列是5′-GATACC-3′，那么它的互补链b的序列是5′____3′。
答案以及解析
1.答案：A
解析：双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，因此不同DNA分子中嘌呤数与嘧啶数的比例不具有特异性，A项正确。位于一对同源染色体上的两个DNA分子可含不同的等位基因，不同基因中碱基对的数量和排列顺序不同，A+T与G+C的比值往往不相等，B项错误。A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，含有m个碱基、n个腺嘌呤的DNA分子片段中，A=T=n，C=G=（m-2n）/2，因此共含有2n+3×（m-2n）/2=（3m/2-n）个氢键，C项错误。一条链中C：T=1：2，则互补链中G：A=1：2，D项错误。
2.答案：B
解析：图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分，所以①②③不能构成一个DNA的基本单位，A项正确。⑧的名称是胸腺嘧啶，B项错误。①和②交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，C项正确。DNA分子中碱基对⑨越多，氢键的相对含量越少，其热稳定性越低，D项正确。
3.答案：D
解析：A、互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G+C占47%，则另一条链的G+C也占47%，A+T占1-47%=53%，A错误；B、双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；C、DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；D、DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，D正确。故选D。
4.答案：B
解析：A、DNA的每条脱氧核苷酸除了3'端的脱氧核糖外，其余的脱氧核糖都是连接着两个磷酸，A错误；
B、A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，制成的模型上下粗细相同，B正确；
C、在构建的相同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多，形成的氢键越多，化学结构越稳定，C错误；
D、DNA的两条链反向平行，具有方向性，具有游离磷酸基团的一端为该脱氧核苷酸链的5'一端，所以当观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反，D错误。
故选B。
5.答案：A
解析：题图有三处错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，与碱基A互补配对的是碱基T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是一个核苷酸的脱氧核糖与另一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，A正确，B、C错误；如果说他画的是RNA双链，则该图有一处错误；两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。
6.答案：D
解析：A、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，故搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖，A正确；B、根据碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，⑨、⑩分别为鸟嘌呤和胸腺嘧啶，B正确；C、①为磷酸，②为脱氧核糖，二者交替排列构成DNA分子的基本骨架，C正确；D、①⑥为游离的磷酸基团，均为5′端，D错误。故选D。
7.答案：D
解析：本题考查DNA分子结构的主要特点。DNA分子中磷酸与脱氧核糖之间通过磷酸二酯键相连，A错误；DNA分子的两条链是反向平行的，但游离的磷酸基团位于两条单链的相反端，B错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，C错误；DNA分子中特定的碱基排列顺序代表遗传信息，D正确。
8.答案：D
解析：A、两种类型DNA均为反向平行的双螺旋结构，均遵循碱基互补配对原则，A正确；B、由图可知，B-DNA螺距更短，若B-DNA与Z-DNA等长，则B型DNA螺旋的圈数要更多，B正确；C、DNA是遗传信息的携带者，遗传信息就储存在碱基对的排列顺序中，C正确；D、题干中无法得出Z-DNA上基因与B-DNA上基因的长度，因此无法判断出Z-DNA上基因的碱基数目多于B-DNA上基因的碱基数目，D错误。故选D。
9.答案：D
解析：每个脱氧核苷酸分子均有一个五碳糖、一个磷酸基团和一个碱基，故DNA分子中，脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m，①正确；A和T碱基之间为2个氢键，C和G碱基之间为3个氢键，腺嘌呤数为n，则胸腺嘧啶数为n，碱基总数为m，则胞嘧啶与鸟嘌呤数均为m-2n/2，放氢键数为2n+3（m-2n）/2=3m-2n/2，②正确，④错误；腺嘌呤总数为n，且双链DNA分子中A=T，故两条链中A+T=2n，又由于DNA两条链中的A+T数量相同，故一条链中A+T=n，③正确。综上所述，选D。
10.答案：B
解析：A、DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%，则腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占全部碱基总数的44%，互补碱基之和在单双链中比值相等，A正确；
B、根据鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比例不能确定每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例，两者不一定是等分的，B错误；
C、α链中胸腺嘧啶所占的比例是1-56%-28%=16%，则占双链中的比例是16%÷2=8%，C正确；
D、根据碱基互补配对原则，α链中的G与链中的C配对，α链中的C与链中的G配对，同理A与T也是一样，因此若α链中（G+C）/（A+T）=14/11，则β链中（A+T）/（G+C）=11/14，D正确。
故选B。
11.答案：C
解析：该大肠杆菌质粒为环状DNA分子，每个磷酸都连接两个脱氧核糖，C错误
12.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。
13.答案：A
解析：由题意可知，共有30个碱基，脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有18个，因此最多能搭建出18个游离的脱氧核苷酸，A错误；设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为（2n-1），该DNA分子共需连接物（2n-1）×2个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有18个，则n最大为5，所以只能搭建出一个含5个碱基对的DNA分子片段，B正确；由B项分析可知，搭建的DNA分子最长有5个碱基对，则DNA分子的碱基排列顺序有4种，C正确；脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有18个，而碱基有30个，若搭建一条DNA单链，设最多有个碱基，则需要脱氧核糖与磷酸间的连接物为（2n-1）个，n最大为9，故该链最长含有9个脱氧核苷酸，D正确。
14.答案：D
解析：图中⑤为氢键，DNA聚合酶不能断开氢键，A项错误。④中的①是胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，B项错误。⑤为氢键，DNA连接酶可催化磷酸二酯键的形成，C项错误。DNA分子的两条单链反向平行，其基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成，D项正确。
15.答案：（1）②
（2）脱氧核糖；碱基（或含氮碱基）；基本骨架
（3）碱基互补配对；腺嘌呤（A）
（4）30%
（5）-GGTATC-
解析：（1）图1中在脱氧核苷酸分子中，含氮碱基与1＇碳相连，磷酸基团与5＇碳相连，所以，磷酸基团的结合位点在②。
（2）图2为某双链DNA分子片段的平面结构，③代表磷酸基团，④代表脱氧核糖，⑤和⑥代表碱基，磷酸和脱氧核糖交替连接，构成了DNA分子的基本骨架。
（3）⑤和⑥代表碱基，通过氢键连接形成碱基对，排列在内侧，并且遵循碱基互补配对原则，若⑤代表胸腺嘧啶（T），与胸腺嘧啶配对的是A（腺嘌呤），⑥是A（腺嘌呤）。
（4）若该双链DNA片段中，A占23%，双链DNA中，任意不互补碱基之和占碱基总数的50%，即A%+C%=50%，即则C占27%，C%=（C1%+C2%）/2，其中一条链中的C占该单链的24%，假设为C1%=24%，则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例C2%=30%。
（5）DNA分子的双链是反向平行的，若图乙中a链的某段DNA的序列是5′-GATACC-3′，根据碱基互补配对原则，那么它的互补链b的序列是5′-GGTATC-3′。

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