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第二節　遺傳信息編碼在DNA分子上
基礎鞏固
1.下列表示某同學制作的脫氧核苷酸結構模型(表示脫氧核糖、表示堿基、表示磷酸基團),其中表示正確的是(　　)
2.某同學在實驗室嘗試搭建DNA分子模型,他用一種長度的塑料片代表A和G,用另一種長度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型將是 (　　)
A.粗細相同,因為嘌呤堿基必定與嘧啶堿基互補
B.粗細相同,因為嘌呤堿基與嘧啶堿基的空間尺寸相似
C.粗細不同,因為嘌呤堿基不一定與嘧啶堿基互補
D.粗細不同,因為嘌呤堿基與嘧啶堿基的空間尺寸不同
3.在DNA分子雙螺旋結構中,腺嘌呤與胸腺嘧啶之間有2個氫鍵,胞嘧啶與鳥嘌呤之間有3個氫鍵。現有4種DNA樣品,請根據樣品中各堿基的百分比含量判斷,下列最有可能來自嗜熱菌(生活在高溫環境中)的是(　　)
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
4.下列有關DNA分子結構的敘述,錯誤的是(　　)
A.DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接
B.DNA分子由4種脫氧核苷酸組成
C.DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息
D.磷酸基團與脫氧核糖交替連接形成DNA分子主鏈的基本骨架
5.有一個DNA分子中含1 000個脫氧核苷酸,共有1 200個氫鍵,則該DNA分子中含有胞嘧啶脫氧核苷酸(　　)
A.150個 B.200個
C.300個 D.無法確定
6.從某生物中提取出DNA進行化學分析,發現鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的46%,又知該DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,與H鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的(　　)
A.26% B.24%
C.14% D.11%
7.若一個雙鏈DNA分子中有200個堿基對,其中腺嘌呤有90個,則該DNA分子中含有游離磷酸基團的數目和氫鍵的數目依次為(　　)
A.200個和400個　 B.400個和510個
C.2個和510個　 D.2個和400個
8.下列關于堿基互補配對的相關敘述,錯誤的是(　　)
A.DNA分子中有一個嘌呤就會有一個與之相配對的嘧啶
B.DNA分子中一條鏈的嘌呤數或嘧啶數一定等于另一條鏈的嘌呤數或嘧啶數
C.DNA分子中嘌呤總數一定等于嘧啶總數且各占50%
D.DNA分子中任何一種堿基所占總堿基數的百分比是兩條單鏈上該堿基所占百分比的平均數
9.下圖為DNA片段的結構圖,請據圖回答下列問題。
(1)填出圖中部分結構的名稱:
[①]　　　　　　　　　　　　,[④]　　　　　　　　　　。
(2)從圖甲可以看出DNA分子主鏈的基本骨架是由　　　　　　和　　　　　　交替連接而形成的。
(3)連接堿基對的鍵是　　　　　　。堿基配對的方式有　　　　　　與　　　　　　配對、　　　　　　與　　　　　　配對。
(4)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分子的兩條鏈相互纏繞成　　　　　　的　　　　　　結構。
10.根據下圖,回答相關問題。
(1)若圖中A為糖類,則A是　　　　　　,C是　　　　,G是　　　　　　　　。
(2)F的基本組成單位是圖中的　　　　。
(3)F和H的關系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在細胞核中,H與F在數量上有兩種比例關系:　　　　　　和　　　　　　。
(5)在D構成的長鏈中,與1分子A相連接的有　　　　分子的B和　　　　　　分子的C。
(6)生物的性狀遺傳主要通過H上的　　　　　　(填圖中字母,下同)傳遞給后代,實際上是通過　　　　　　的排列順序來傳遞遺傳信息。
能力提升
1.某生物堿基中嘌呤堿基總數為56%,嘧啶堿基總數為44%,此生物不可能是(　　)
A.T2噬菌體 B.煙草花葉病毒
C.禽流感病毒 D.果蠅
2.有3個核酸分子,經分析共有5種堿基、8種核苷酸、4條核苷酸長鏈,它的組成是(　　)
A.1個RNA,2個DNA
B.3個DNA
C.1個DNA,2個RNA
D.3個RNA
3.分析一個DNA分子時,發現30%的脫氧核苷酸含有腺嘌呤,由此可知該DNA分子的一條鏈上鳥嘌呤所占比例的最大值為(　　)
A.20% B.30% C.40% D.70%
4.下列關于雙鏈DNA分子的敘述,錯誤的是(　　)
A.一條鏈中A和T的數量相等,則互補鏈中A和T的數量也相等
B.一條鏈中G為C的2倍,則互補鏈中G為C的1/2
C.一條鏈中C∶T=1∶2,則互補鏈中G∶A=2∶1
D.一條鏈中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,則互補鏈中相應的堿基比為2∶1∶4∶3
5.下面圖甲是用DNA測序儀測出的某DNA片段上一條脫氧核苷酸鏈中的堿基排列順序(TGCGTATTGG),請回答下列問題。
(1)據圖甲推測,此DNA片段上的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數量是　　　　　　個。
(2)根據圖甲中脫氧核苷酸鏈中的堿基排列順序,推測圖乙中顯示的脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序為　　　　　　　　　　(從上往下)。
(3)圖甲所顯示的DNA片段與圖乙所顯示的DNA片段中的(A+G)/(T+C)總是為　　　　,由此證明DNA分子中堿基的數量關系是　　　　　　　　　　。圖甲中的DNA片段與圖乙中的DNA片段中的A/G分別為　　　　　　、　　　　　　,由此說明了DNA分子具有特異性。
6.下圖表示制作DNA雙螺旋結構模型的過程圖,請回答下列問題。
(1)在制作模型前進行的準備工作中,甲處應考慮具備　　　　種材料,它們分別是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;其中五邊形材料表示　　　　　　。
(2)乙表示的物質是　　　　　　,a位置的元素是　　　　。制作一個乙用到了　　　　　種材料。
(3)由乙連接成丙的過程,需注意的地方主要有:兩條鏈中五邊形材料的頂角應呈　　　　　　(填“同向”或“反向”)關系;若一條鏈的下端是磷酸,則另一條鏈的上端應該是　　　　,這樣制作的目的是體現DNA雙鏈　　　　　的特點。
(4)隨機將班里某兩名同學制作的單鏈連接成雙鏈,不合理的地方最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)丙到丁過程體現了DNA分子　　　　　　的特點,丁中排在外側的物質是　　　　　　　　　　　　。
答案解析
基礎鞏固
1.下列表示某同學制作的脫氧核苷酸結構模型(表示脫氧核糖、表示堿基、表示磷酸基團),其中表示正確的是(　　)
答案:D
解析:脫氧核苷酸是由1分子脫氧核糖、1分子磷酸基團和1分子堿基構成的,堿基可能是A、C、G、T,不可能是U,A項錯誤。脫氧核糖是五碳糖,其中1號碳上連著堿基,5號碳上連著磷酸基團,B、C兩項錯誤,D項正確。
2.某同學在實驗室嘗試搭建DNA分子模型,他用一種長度的塑料片代表A和G,用另一種長度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型將是 (　　)
A.粗細相同,因為嘌呤堿基必定與嘧啶堿基互補
B.粗細相同,因為嘌呤堿基與嘧啶堿基的空間尺寸相似
C.粗細不同,因為嘌呤堿基不一定與嘧啶堿基互補
D.粗細不同,因為嘌呤堿基與嘧啶堿基的空間尺寸不同
答案:A
解析:A和G都是嘌呤堿基,C和T都是嘧啶堿基,在DNA分子中,總是A與T配對,G與C配對。依題意,用一種長度的塑料片代表A和G,用另一種長度的塑料片代表C和T,則DNA的粗細相同。
3.在DNA分子雙螺旋結構中,腺嘌呤與胸腺嘧啶之間有2個氫鍵,胞嘧啶與鳥嘌呤之間有3個氫鍵。現有4種DNA樣品,請根據樣品中各堿基的百分比含量判斷,下列最有可能來自嗜熱菌(生活在高溫環境中)的是(　　)
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
答案:B
解析:在DNA分子雙螺旋結構中,A與T之間可以形成2個氫鍵,而G與C之間可以形成3個氫鍵。氫鍵的含量越多,分子穩定性越強,在高溫環境中越不易破裂,因此G與C含量多的DNA分子的穩定性大于G與C含量少的DNA分子的穩定性。
4.下列有關DNA分子結構的敘述,錯誤的是(　　)
A.DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接
B.DNA分子由4種脫氧核苷酸組成
C.DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息
D.磷酸基團與脫氧核糖交替連接形成DNA分子主鏈的基本骨架
答案:A
解析:DNA單鏈上相鄰堿基以“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連接。
5.有一個DNA分子中含1 000個脫氧核苷酸,共有1 200個氫鍵,則該DNA分子中含有胞嘧啶脫氧核苷酸(　　)
A.150個 B.200個
C.300個 D.無法確定
答案:B
解析:1000個脫氧核苷酸可組成500個堿基對,假如均為A-T,則有1000個氫鍵,現有1200個氫鍵,多余的部分為200個,每一個C-G比A-T多1個氫鍵,因此有C-G200個。
6.從某生物中提取出DNA進行化學分析,發現鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的46%,又知該DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,與H鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的(　　)
A.26% B.24%
C.14% D.11%
答案:A
解析:明確DNA的兩條鏈所含堿基數目相同,且A=T,G=C,一條鏈中的A、T、G、C數目等于另一條鏈中的T、A、C、G數目,由此可列出方程組來解題:
假定每條鏈中有100個堿基,則雙鏈DNA中(G+C)=100×2×46%=92(個),所以A+T=200-92=108(個)。因為A對+TH=(A+T)-(AH+T對),AH=T對=28(個),所以A對=TH=1/2[(A+T)-(AH+T對)]=1/2[108-(28+28)]=26(個)。即A對占該鏈全部堿基數的26%。
7.若一個雙鏈DNA分子中有200個堿基對,其中腺嘌呤有90個,則該DNA分子中含有游離磷酸基團的數目和氫鍵的數目依次為(　　)
A.200個和400個　 B.400個和510個
C.2個和510個　 D.2個和400個
答案:C
解析:任何雙鏈DNA分子中,均含有2個游離的磷酸基團。由題意知:該DNA分子中有A-T堿基對90個,氫鍵數目為90×2=180(個);G-C堿基對有200-90=110(個),氫鍵數目為110×3=330(個),所以該DNA分子中的氫鍵數目為180+330=510(個)。
8.下列關于堿基互補配對的相關敘述,錯誤的是(　　)
A.DNA分子中有一個嘌呤就會有一個與之相配對的嘧啶
B.DNA分子中一條鏈的嘌呤數或嘧啶數一定等于另一條鏈的嘌呤數或嘧啶數
C.DNA分子中嘌呤總數一定等于嘧啶總數且各占50%
D.DNA分子中任何一種堿基所占總堿基數的百分比是兩條單鏈上該堿基所占百分比的平均數
答案:B
解析:在雙鏈DNA分子中,嘌呤和嘧啶互補配對,所以DNA分子中一條鏈的嘌呤數或嘧啶數一定等于另一條鏈的嘧啶數或嘌呤數。
9.下圖為DNA片段的結構圖,請據圖回答下列問題。
(1)填出圖中部分結構的名稱:
[①]　　　　　　　　　　　　,[④]　　　　　　　　　　。
(2)從圖甲可以看出DNA分子主鏈的基本骨架是由　　　　　　和　　　　　　交替連接而形成的。
(3)連接堿基對的鍵是　　　　　　。堿基配對的方式有　　　　　　與　　　　　　配對、　　　　　　與　　　　　　配對。
(4)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分子的兩條鏈相互纏繞成　　　　　　的　　　　　　結構。
答案:(1)一條脫氧核苷酸單鏈片段　腺嘌呤脫氧核苷酸
(2)脫氧核糖　磷酸基團　(3)氫鍵　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鳥嘌呤)　C(胞嘧啶)　(4)反向平行　規則
雙螺旋
10.根據下圖,回答相關問題。
(1)若圖中A為糖類,則A是　　　　　　,C是　　　　,G是　　　　　　　　。
(2)F的基本組成單位是圖中的　　　　。
(3)F和H的關系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在細胞核中,H與F在數量上有兩種比例關系:　　　　　　和　　　　　　。
(5)在D構成的長鏈中,與1分子A相連接的有　　　　分子的B和　　　　　　分子的C。
(6)生物的性狀遺傳主要通過H上的　　　　　　(填圖中字母,下同)傳遞給后代,實際上是通過　　　　　　的排列順序來傳遞遺傳信息。
答案:(1)脫氧核糖　磷酸　蛋白質
(2)D
(3)H(染色體)是F(DNA)的主要載體
(4)1∶1　1∶2
(5)1　1或2
(6)F　D
解析:基因是一段包含一個完整的遺傳信息單位的有功能的核酸分子片段,其基本組成單位是脫氧核苷酸;根據DNA的分子結構可知一分子脫氧核糖與1分子堿基和1分子或2分子磷酸連接;一個基因中含有許多個脫氧核苷酸,一個DNA分子上含有多個基因,基因中脫氧核苷酸的不同序列代表不同的遺傳信息。
能力提升
1.某生物堿基中嘌呤堿基總數為56%,嘧啶堿基總數為44%,此生物不可能是(　　)
A.T2噬菌體 B.煙草花葉病毒
C.禽流感病毒 D.果蠅
答案:A
解析:T2噬菌體只含有雙鏈DNA,堿基中嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數。
2.有3個核酸分子,經分析共有5種堿基、8種核苷酸、4條核苷酸長鏈,它的組成是(　　)
A.1個RNA,2個DNA
B.3個DNA
C.1個DNA,2個RNA
D.3個RNA
答案:C
解析:DNA和RNA共含有5種堿基、8種核苷酸,且1個DNA分子含有兩條核苷酸鏈,而1個RNA分子只含1條核苷酸鏈。滿足條件的只有C項。
3.分析一個DNA分子時,發現30%的脫氧核苷酸含有腺嘌呤,由此可知該DNA分子的一條鏈上鳥嘌呤所占比例的最大值為(　　)
A.20% B.30% C.40% D.70%
答案:C
解析:根據堿基互補配對原則可知,該DNA分子中鳥嘌呤占堿基總數的(1-30%×2)÷2=20%,故雙鏈中G+C=40%,推知單鏈中G+C=40%。一般情況下,DNA雙鏈上都應有G分布,所以G<40%,但也有一種極端情況是G集中分布在一條鏈上(無C),而另一條鏈上沒有G(只有C),所以該DNA分子一條鏈上鳥嘌呤所占比例的最大值為40%。
4.下列關于雙鏈DNA分子的敘述,錯誤的是(　　)
A.一條鏈中A和T的數量相等,則互補鏈中A和T的數量也相等
B.一條鏈中G為C的2倍,則互補鏈中G為C的1/2
C.一條鏈中C∶T=1∶2,則互補鏈中G∶A=2∶1
D.一條鏈中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,則互補鏈中相應的堿基比為2∶1∶4∶3
答案:C
解析:由DNA分子的堿基互補配對原則可知,兩條DNA單鏈中A1=T2、T1=A2,如果A1=T1,則A2=T2,A項正確。兩條DNA單鏈中C1=G2、G1=C2,如果G1=2C1,則G2=1/2C2,B項正確。由于兩條DNA單鏈中C1=G2、、A1=T2、T1=A2,如果C1∶T1=1∶2,則互補鏈中G2∶A2=1∶2,C項錯誤。由于兩條DNA單鏈中C1=G2、G1=C2、A1=T2、T1=A2,如果A1∶T1∶G1∶C1=1∶2∶3∶4,則A2∶T2∶G2∶C2=2∶1∶4∶3,D項正確。
5.下面圖甲是用DNA測序儀測出的某DNA片段上一條脫氧核苷酸鏈中的堿基排列順序(TGCGTATTGG),請回答下列問題。
(1)據圖甲推測,此DNA片段上的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數量是　　　　　　個。
(2)根據圖甲中脫氧核苷酸鏈中的堿基排列順序,推測圖乙中顯示的脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序為　　　　　　　　　　(從上往下)。
(3)圖甲所顯示的DNA片段與圖乙所顯示的DNA片段中的(A+G)/(T+C)總是為　　　　,由此證明DNA分子中堿基的數量關系是　　　　　　　　　　。圖甲中的DNA片段與圖乙中的DNA片段中的A/G分別為　　　　　　、　　　　　　,由此說明了DNA分子具有特異性。
答案:(1)5
(2)CCAGTGCGCC
(3)1　嘌呤數等于嘧啶數　1　1/4
解析:(1)題圖甲中顯示的一條鏈上鳥嘌呤脫氧核苷酸的數量是4個,胞嘧啶脫氧核苷酸的數量是1個,根據堿基互補配對原則,其互補鏈上還有1個鳥嘌呤脫氧核苷酸。(2)根據題圖甲及其對應的脫氧核苷酸鏈的堿基序列可知,測序結果圖從左到右依次表示A、C、G、T。據此可進一步寫出圖乙對應的脫氧核苷酸鏈的堿基序列。(3)在雙鏈DNA分子中,堿基互補配對,所以嘌呤數等于嘧啶數;不同的DNA分子中A/G是不同的,體現了DNA分子的特異性。
6.下圖表示制作DNA雙螺旋結構模型的過程圖,請回答下列問題。
(1)在制作模型前進行的準備工作中,甲處應考慮具備　　　　種材料,它們分別是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;其中五邊形材料表示　　　　　　。
(2)乙表示的物質是　　　　　　,a位置的元素是　　　　。制作一個乙用到了　　　　　種材料。
(3)由乙連接成丙的過程,需注意的地方主要有:兩條鏈中五邊形材料的頂角應呈　　　　　　(填“同向”或“反向”)關系;若一條鏈的下端是磷酸,則另一條鏈的上端應該是　　　　,這樣制作的目的是體現DNA雙鏈　　　　　的特點。
(4)隨機將班里某兩名同學制作的單鏈連接成雙鏈,不合理的地方最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)丙到丁過程體現了DNA分子　　　　　　的特點,丁中排在外側的物質是　　　　　　　　　　　　。
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)雙鏈間的堿基配對不遵循堿基互補配對原則　(5)(雙)螺旋　交替連接的脫氧核糖和磷酸基團

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