第7講 DNA的結(jié)構(gòu)-高考生物一輪復(fù)習(xí)講義（生物學(xué)必修2）（解析版）

第7講DNA的結(jié)構(gòu)考點一DNA分子的結(jié)構(gòu)及特性（一）DNA分子的結(jié)構(gòu)1.DNA分子結(jié)構(gòu)模型的建立者及DNA的組成（1）DNA雙螺旋模型構(gòu)建者：1953年由美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。（2）DNA雙螺旋模型構(gòu)建方法：物理模型構(gòu)建法。（3）DNA的組成元素：C、H、O、N、P。（4）DNA的基本單位：_脫氧核糖核苷酸。其化學(xué)組成包括磷酸、脫氧核糖、含氮堿基,構(gòu)成DNA的堿基有腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)四種。2.DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)特點（1）整體結(jié)構(gòu)：兩條鏈按反向平行方式盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）基本骨架：脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。（3）堿基配對：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，排列在內(nèi)側(cè)并且遵循堿基互補配對原則：A與T配對、G與C配對。（二）DNA分子的特性1.__穩(wěn)定__性：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架。2.__多樣__性：堿基對多種多樣的排列順序，如某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種（其中n代表堿基對數(shù)）。3.__特異__性：每種DNA分子都有特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息?？键c二DNA分子中有關(guān)堿基的計算(一)由堿基種類及比例可分析判斷核酸的種類1.若有U無T，則該核酸為RNA。2.若有T無U，且A＝T，G＝C，則該核酸一般為雙鏈DNA。3.若有T無U，且A≠T，G≠C，則該核酸為單鏈DNA。（二）雙鏈DNA分子中堿基互補配對的相關(guān)計算1.DNA分子中，互補堿基兩兩相等，即A＝T，C＝G，且嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。2.DNA分子中，任意兩不互補的堿基之和相等，即(A＋C)＝(T＋G)=(A＋G)＝(T＋C)3.DNA分子中，任意兩個不互補堿基之和的比值：一條鏈與互補鏈互為倒數(shù)，在雙鏈中為1。即若在DNA一條鏈中eq\f(A＋G,T＋C)＝b，則在其互補鏈中eq\f(A＋G,T＋C)＝1/b，而在整個DNA分子中eq\f(A＋G,T＋C)＝1。4.DNA分子中，任意兩個互補堿基之和的比值：在一條鏈與互補鏈以及雙鏈中都相等。即若在一條鏈中eq\f(A＋T,G＋C)＝n，在互補鏈及整個DNA分子中eq\f(A＋T,G＋C)＝n，（三）DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的解題步驟：1.搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例；2.畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標出已知和所求的堿基；3.根據(jù)堿基互補配對原則及其規(guī)律進行計算?！菊骖}訓(xùn)練】一、單選題1．（2022·浙江·高考真題）某同學(xué)欲制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，已準備了足夠的相關(guān)材料，下列敘述正確的是（

）A．在制作脫氧核苷酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基B．制作模型時，鳥嘌呤與胞嘧啶之間用2個氫鍵連接物相連C．制成的模型中，腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥嘌呤和胸腺嘧啶之和D．制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內(nèi)側(cè)【答案】C【詳解】A、在制作脫氧核苷酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基，A錯誤；B、鳥嘌呤和胞嘧啶之間由3個氫鍵連接，B錯誤；C、DNA的兩條鏈之間遵循堿基互補配對原則，即A=T、C=G，故在制作的模型中A+C=G+T，C正確；D、DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基在內(nèi)側(cè)，D錯誤。2．（2022·廣東·高考真題）下列關(guān)于遺傳學(xué)史上重要探究活動的敘述，錯誤的是（

）A．孟德爾用統(tǒng)計學(xué)方法分析實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律B．摩爾根等基于性狀與性別的關(guān)聯(lián)證明基因在染色體上C．赫爾希和蔡斯用對比實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)D．沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式【答案】D【詳解】A、孟德爾用統(tǒng)計學(xué)方法分析雜合子自交子代的表現(xiàn)型及比例，發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律，A正確；B、摩爾根等基于果蠅眼色與性別的關(guān)聯(lián)，證明了基因在染色體上，B正確；C、赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記T2噬菌體DNA和蛋白質(zhì)，通過對比兩組實驗結(jié)果，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，C正確；D、沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出了DNA的螺旋結(jié)構(gòu)，D錯誤。3．（2021·北京·高考真題）酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯誤的是（）A．DNA復(fù)制后A約占32% B．DNA中C約占18%C．DNA中（A+G）/（T+C）=1 D．RNA中U約占32%【答案】D【詳解】A、DNA分子為半保留復(fù)制，復(fù)制時遵循A-T、G-C的配對原則，則DNA復(fù)制后的A約占32%，A正確；B、酵母菌的DNA中堿基A約占32%，則A=T=32%，G=C=（1-2×32%）/2=18%，B正確；C、DNA遵循堿基互補配對原則，A=T、G=C，則（A+G）/（T+C）=1，C正確；D、由于RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進行轉(zhuǎn)錄而來，故RNA中U不一定占32%，D錯誤。4．（2021·廣東·高考真題）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀自然科學(xué)的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是（

）①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機制A．①② B．②③ C．③④ D．①④【答案】B【詳解】①赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，與構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型無關(guān)，①錯誤；②沃森和克里克根據(jù)富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜，推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，②正確；③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等，沃森和克里克據(jù)此推出堿基的配對方式，③正確；④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機制，是在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之后提出的，④錯誤。5．（2020·浙江·高考真題）某DNA片段的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是（

）A．①表示胞嘧啶B．②表示腺嘌呤C．③表示葡萄糖D．④表示氫鍵【答案】D【詳解】A、分析圖示可知，A（腺嘌呤）與①配對，根據(jù)堿基互補配對原則，則①為T（胸腺嘧啶），A錯誤；B、②與G（鳥嘌呤）配對，則②為C（胞嘧啶），B錯誤；C、DNA分子中所含的糖③為脫氧核糖，C錯誤；D、DNA兩條鏈中配對的堿基通過④氫鍵相連，D正確。6．（2019·浙江·高考真題）在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復(fù)制時，BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復(fù)制后的染色體進行染色，發(fā)現(xiàn)含半標記DNA（一條鏈被標記）的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標記DNA（兩條鏈均被標記）的染色單體熒光被抑制（無明亮熒光）。若將一個細胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測錯誤的是A．1/2的染色體熒光被抑制 B．1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C．全部DNA分子被BrdU標記 D．3/4的DNA單鏈被BrdU標記【答案】D【詳解】根據(jù)題意可知，在第三個細胞周期中期時，含半標記DNA的染色單體分別在兩個細胞中，故有兩個細胞的兩條染色單體熒光全被抑制，有兩個細胞中的一條染色單體發(fā)出明亮熒光，一條染色單體熒光被抑制，故A、B選項正確；一個DNA分子中有兩條脫氧核苷酸鏈，由于DNA為半保留復(fù)制，故不含BrdU標記的兩條脫氧核苷酸鏈分別位于兩個DNA分子中，新復(fù)制得到的脫氧核苷酸鏈必然含BrdU標記，故所有DNA分子都被BrdU標記，C選項正確；以第一代細胞中的某一條染色體為參照，在第三個細胞周期中期時一共有16條DNA單鏈，含BrdU標記的有14條，故有的DNA單鏈被BrdU標記，D選項錯誤。7．（2018·浙江·高考真題）某真核生物DNA片段的結(jié)構(gòu)示意圖如下,下列敘述正確的是

（）

①的形成需要DNA聚合酶催化B．②表示腺嘌呤脫氧核苷酸C．③的形成只能發(fā)生在細胞核D．若a鏈中A+T占48%，則DNA分子中G占26%【答案】D【詳解】A、①是氫鍵，不需要酶的催化，A錯誤；B、圖中②與A配對，表示腺嘌呤，B錯誤；C、③是DNA分子復(fù)制過程中形成的磷酸二酯鍵，DNA復(fù)制可以發(fā)生在細胞核、線粒體和葉綠體中，C錯誤；D、若a鏈中A+T占48%，則整個DNA分子中A+T=48%，因此G+C=52%，又因為G=C，所以G占26%，D正確。8．（2018·全國·專題）DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中（A+T）/（G+C）與（A+C）/（G+T）兩個比值的敘述，正確的是(

)A．堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同B．前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高C．當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈D．經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于1【答案】D【詳解】由于雙鏈DNA堿基A數(shù)目等于T數(shù)目，G數(shù)目等于C數(shù)目，故（A+C）/（G+T）為恒值1，A錯。A和T堿基對含2個氫鍵，C和G含3個氫鍵，故（A+T）/（G+C）中，（G+C）數(shù)目越多，氫鍵數(shù)越多，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B錯。（A+T）/（G+C）與（A+C）/（G+T）兩個比值相等，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C錯。經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，是雙鏈DNA，（A+C）/（G+T）=1，D正確。9．（2015·上?！じ呖颊骖}）在雙螺旋DNA模型搭建實驗中，使用代表氫鍵的訂書釘將代表四種堿基的塑料片連為一體，為了逼真起見，A與T之間以及C與G之間最好分別釘A．2和2個釘B．2和3個釘C．3和2個釘D．3和3個釘【答案】B【詳解】每個A與T之間通過2個氫鍵連接，每個C與G之間通過3個氫鍵連接，所以在雙螺旋DNA模型搭建實驗中，使用代表氫鍵的訂書釘將代表四種堿基的塑料片連為一體，為了逼真起見，A與T之間最好釘2個釘，C與G之間最好釘3個釘，故答B(yǎng)正確。10．（2014·山東·高考真題）某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DN