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2026人教版高中生物学必修2
第2节　DNA的结构
基础过关练　　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　DNA双螺旋结构模型的构建
1.(2025河南郑州月考)如图1为富兰克林拍摄的DNA衍射图谱,图2为基于其研究结果建立的DNA双螺旋结构模型简图。下列关于双链DNA结构的叙述,正确的是(　　)
　
A.图1、2均属于物理模型
B.根据衍射图像的交叉现象,沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构
C.沃森和克里克最先发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量
D.双螺旋模型中由于碱基对的不同,不同区段DNA分子的直径也不同
2.(2025辽宁大连模拟)某同学要构建链状DNA平面结构模型。用带孔的小圆片、五边形木片、长方形木片分别表示磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,数量各50个;用铁丝和订书钉分别代表化学键和氢键,数量充足。下列叙述错误的是(　　)
A.应先构建出脱氧核苷酸模型
B.长方形木片排列在模型内侧
C.每个五边形连接2个小圆片
D.模型中碱基对最多可以有25个
题组二　DNA的结构及特点
3.(2025江苏南通月考)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是(　　)
A.DNA分子的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接
B.DNA分子中两条链的5'端在同一侧
C.线粒体、叶绿体中的环状DNA无游离的磷酸基团
D.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47%
4.(教材习题改编)20世纪50年代初,查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析,发现的值如表。结合所学知识,你认为能得出的结论是(　　)
DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾
1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
A.若小麦和猪的DNA碱基数量相等,则猪的DNA稳定性高于小麦
B.小麦和鼠的DNA中的碱基排列顺序相同
C.小麦DNA中(A+T)的数量是鼠DNA中(C+G)数量的1.21倍
D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
5.(2025山东济宁月考)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　　　　(填序号),图2中④和⑤代表的物质分别是　　　、　　　。　　　(填序号)交替连接,排列在外侧,构成了DNA分子的　　　　　。
(2)⑤⑥通过　　　　　　原则形成碱基对,⑤⑥可以表示的碱基对是　　　　　。
(3)若图2中甲链的某段序列是5'-GATACC-3',那么它的互补链乙链的序列是5'-　　　　-3'。
能力提升练　　　　　　　　　　　　　　　　
题组　DNA的结构与计算
1.(2025江西南昌期中)科学家宣布在人体快速分裂的活细胞如癌细胞中发现了DNA的四螺旋结构。形成该结构的DNA单链中富含G,每4个G之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G-4平面”,继而形成立体的“G-四联体螺旋结构”(如图),下列有关叙述正确的是　(　　)
A.该结构的四联体与双螺旋DNA的二联体形成原理相同
B.该结构中含有1个游离的磷酸基团
C.该DNA每个磷酸连接两个脱氧核糖
D.组成该结构的基本单位为鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
2.(2025河北模拟)eccDNA是一组游离于染色体外的环状DNA分子,且不像染色体那样高度压缩。某eccDNA分子含有n个碱基对,其中碱基T占a%。下列有关叙述错误的是(　　)
A.加热会破坏DNA分子间的氢键,使eccDNA分子变性
B.若某eccDNA有100个碱基,其中A有20个,则其氢键有130个
C.染色体上的DNA分子有两个游离的磷酸基团
D.该eccDNA分子中A占50%-a%
3.(2025吉林东北师范大学附中质量检测)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,下列说法正确的是(　　)
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46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10个脱氧核苷酸
4.(2025山东淄博月考)在一个DNA分子中,腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%,若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%,胸腺嘧啶占30%,则在其互补链上,胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　　)
A.12%和34%　　　　　　B.21%和24%
C.34%和12%　　　　　　D.58%和30%
5.(教材习题改编)检测某双链DNA分子得知碱基A的数目为x,其所占比例为y,以下推断正确的是(　　)
A.鸟嘌呤的数目为x(0.5y-1)
B.嘌呤数与嘧啶数之比为y/(1-y)
C.胸腺嘧啶的比例为
D.氢键的数目为-x
6.(2025福建福州期中)下面四个DNA分子的一条单链与其所在DNA分子中、一条单链与其互补链中碱基数目比值的关系图,错误的是(　　)
　
　
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B 2.C 3.C 4.D
1.B　图1是DNA衍射图谱,是应用X射线衍射技术获得的照片,不属于模型,A错误;查哥夫先于沃森和克里克发现DNA中腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量,C错误;双螺旋模型中由于A—T碱基对与C—G碱基对具有相同的形状和直径,不同区段DNA分子的直径相同,D错误。
2.C　DNA结构中含氮碱基排列在内侧,长方形木片表示含氮碱基,所以长方形木片排列在模型内侧,B正确;链状DNA的一条单链的3'端的五边形(脱氧核糖)只连接1个小圆片(磷酸),其余五边形连接2个小圆片,C错误;A与T配对,G与C配对,故50个含氮碱基最多可形成25个碱基对,D正确。
3.C　DNA分子的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,A错误;DNA分子的两条链是反向平行的,B错误;DNA中若一条链的G+C占47%,则该链上A+T占53%,两条链之间的碱基互补配对,故另一条链的A+T也占53%,D错误。
4.D　C和G之间可形成3个氢键,其所占的比例越大,DNA分子的稳定性就越高,由表中数据可知,猪的DNA中C—G所占比例低于小麦,DNA稳定性低于小麦,A错误;小麦和鼠的DNA中(A+T)/(C+G)的值相等,但两者DNA中的碱基排列顺序不同,DNA中含有的碱基总数不一定相同,因此小麦DNA中(A+T)的数量与鼠DNA中(C+G)的数量无法比较,B、C错误;同一生物的不同组织都由受精卵通过分裂、分化而来,其DNA碱基组成相同,D正确。
5.答案　(1)②　脱氧核糖　碱基(或含氮碱基)　③、④　基本骨架　(2)碱基互补配对　腺嘌呤与胸腺嘧啶(A—T、T—A)　(3)GGTATC
题图解读
　　(1)图1:脱氧核苷酸分子中,碱基与1'-C相连,磷酸基团与5'-C相连,则①是碱基的结合位点,②是磷酸基团的结合位点。
　　(2)图2:③代表磷酸基团,④代表脱氧核糖,⑤⑥代表碱基。
解析　(2)A—T碱基对之间有2个氢键,C—G碱基对之间有3个氢键,由图2可知,碱基⑤⑥之间有两个氢键,则⑤⑥可以表示A—T碱基对。(3)DNA分子的两条链是反向平行的,根据碱基互补配对原则进行分析,甲链的某段序列:5'-GATACC-3',互补链乙链的对应序列:3'-CTATGG-5'。
方法技巧
“五、四、三、二、一”记忆DNA的结构
能力提升练
1.B 2.D 3.B 4.C 5.D 6.C
1.B　DNA双螺旋结构是DNA的两条链之间相互作用形成的立体结构,DNA的“G-四联体螺旋结构”是DNA单链(单链DNA含有1个游离的磷酸基团),每4个G之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G-4平面”,继而形成立体的“G-四联体螺旋结构”,二者形成原理不同,A错误,B正确;该DNA分子末端的一个磷酸只连接一个脱氧核糖,C错误;“G-四联体螺旋结构”的基本组成单位为脱氧核糖核苷酸,富含G,并不是只有鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸,D错误。
2.D　若某eccDNA有100个碱基,其中A有20个,根据碱基互补配对原则,T=A=20个,G=T=30个,氢键数目为20×2+30×3=130,B正确;染色体上的DNA不是环状的,含有两个5'端,各含有1个游离的磷酸基团,C正确;该eccDNA分子中T占a%,根据碱基互补配对原则,A=T=a%,D错误。
3.B　
题干解读
　　脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有18个,而碱基有30个,由于脱氧核糖和磷酸之间的连接物不足以搭建出30个核苷酸,因此要以该连接物的数量为搭建的基础。设能搭建的DNA分子含有n个碱基对,则一条链中含有n个脱氧核苷酸,分析如下:
由上述分析可知,给定材料只能搭建出一个含5个碱基对(对应10个脱氧核苷酸)的DNA分子片段,所搭建的最长DNA分子最多有45种碱基的排列顺序,A、C错误,B正确;若搭建一条DNA单链,则2n-1=18,n=9.5,该链最长含有9个脱氧核苷酸,D错误。
4.C　DNA分子中,A+T=42%,G+C=58%。由于互补碱基之和在DNA分子中与在单链上所占比例相等,在两条链中A+T、G+C均分别占42%、58%。
方法技巧
解答DNA分子中有关碱基计算题目的“三步曲”
5.D　一个DNA分子中A=x,所占比例为y,则碱基总数为x/y,T=A=x,G=C=-x,T所占比例=A所占比例=y,氢键数目=2x+3=-x,A、C错误,D正确;双链DNA分子中嘌呤数=嘧啶数,嘌呤数与嘧啶数之比为1,B错误。
6.C　DNA分子中,根据碱基互补配对原则可知,(A+C)/(T+G)一定等于1,函数为y=1,A正确;一条单链中(A1+T1)/(G1+C1)与其互补链中(A2+T2)/(G2+C2)及DNA分子中(A+T)/(G+C)都相等,符合y=x函数,B、D正确;一条单链中(A1+C1)/(T1+G1)与其互补链中(A2+C2)/(T2+G2)互为倒数,符合y=1/x函数,如一条单链中(A1+C1)/(T1+G1)=0.5时,其互补链中(A2+C2)/(T2+G2)=2,C错误。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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