考點28 DNA分子的結(jié)構(gòu)高考頻度： 難易程度：1DNA分子的化學(xué)組成（1）基本組成元素：C、H、O、N、P。（2）基本單位2DNA分子的結(jié)構(gòu)（1）主要特點兩條脫氧核苷酸長鏈反向平行盤旋而成。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)。兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，例如：遵循堿基互補(bǔ)配對原則（2）空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。3DNA分子的特性（1）相對穩(wěn)定性：DNA分子中磷酸和脫氧核糖交替連接方式不變；兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對方式不變。（2）多樣性：不同的DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目不同，排列順序多種多樣。若某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種。（3）特異性：每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA的特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。考向一 DNA分子的結(jié)構(gòu)分析1下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的說法，正確的是A一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的兩個堿基A和T之間靠形成氫鍵連接B每個磷酸基團(tuán)上都連著兩個核糖C堿基對排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的特異性D一條雙鏈DNA片段有兩個游離的磷酸基【參考答案】D【試題解析】一條單鏈中相鄰的堿基A與T是通過脫氧核糖磷酸脫氧核糖連接的，A錯誤；DNA鏈末端的磷酸基團(tuán)上連著一個五碳糖，B錯誤；堿基對排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性，C錯誤；雙鏈DNA分子含有兩個游離的磷酸基團(tuán)，分別位于DNA分子的兩端，D正確；解題必備把握DNA結(jié)構(gòu)的3個?？键c（1）（2）（3）2如圖表示一個DNA分子的片段，下列有關(guān)表述正確的是A代表的物質(zhì)中儲存著遺傳信息B不同生物的DNA分子中的種類無特異性C轉(zhuǎn)錄時該片段的兩條鏈都可作為模板鏈DDNA分子中A與T堿基對含量越高，其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定【答案】B【解析】遺傳信息蘊藏在4種脫氧核苷酸的排列順序之中，單個核苷酸不能儲存遺傳信息，A項錯誤；不同生物的DNA均由4種脫氧核苷酸(包括)組成，B項正確；轉(zhuǎn)錄時以其中的一條鏈為模板，C項錯誤；由于CG堿基對含3個氫鍵，所以CG堿基對含量越高，DNA越穩(wěn)定，D項錯誤?？枷蚨?DNA分子結(jié)構(gòu)中的堿基計算3下列關(guān)于DNA分子的計算，正確的是A同種生物不同個體的細(xì)胞中，DNA分子的（A+T)/(G+C)的值一般相同B不同種生物的不同細(xì)胞中，DNA分子的（A+G)/(T+C)的值一定不同C若DNA的一條鏈中（A+G)/(T+C)=0.5，則其互補(bǔ)鏈中(A+G)/(T+C)=0.5D10對AT堿基對和20對CG堿基對，可構(gòu)成的DNA分子種類數(shù)小于430種【參考答案】D【試題解析】DNA分子具有特異性，同種生物不同個體的DNA分子一般是不同的，因此它們的細(xì)胞中DNA分子的（A+T)/(G+C)的值一般不同，A錯誤；DNA分子中，A與T配對，G與C配對，因此不同種生物的不同細(xì)胞中，DNA分子的（A+G)/(T+C)的值一般都等于1，B錯誤；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，在雙鏈DNA分子中，（A+G)/(T+C)的值在兩條單鏈中互為倒數(shù)，因此若DNA的一條鏈中（A+G)/(T+C)=0.5，則其互補(bǔ)鏈中(A+G)/(T+C)=2，C錯誤；30個堿基對構(gòu)成的DNA分子種類數(shù)最多430種，若已知10對AT堿基對和20對CG堿基對，則構(gòu)成的DNA分子種類數(shù)肯定小于430種，D正確。解題技巧DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的解題步驟解DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的試題時要分三步進(jìn)行：（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(biāo)出已知和所求的堿基。（3）根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算。4下列是一組有關(guān)雙鏈DNA分子中含氮堿基的問題，請回答：（1）若A占20%，則G占_。（2）若雙鏈DNA中A占20%，且一條鏈中的A占20%，則此鏈中C所占比例的最大值是_。（3）一條鏈中(AC)/(TG)0.4，互補(bǔ)鏈中的此值是_。（4）一條鏈中(AT)/(CG)0.4，互補(bǔ)鏈中的此值是_。（5）若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則該DNA分子中的G有_個?！敬鸢浮浚?）30%（2）60%（3）2.5（4）0.4（5）1.5 P【解析】（1）由雙鏈DNA分子的嘌呤堿基數(shù)占總堿基數(shù)的一半可知：AG50%，因而G占30%。（2）由雙鏈DNA分子A占20%可知：該DNA分子中(AT)占40%，(CG)占60%，對任意一條鏈而言，某種堿基所占比例的最大值即該對堿基所占的比例，因而，C最多占該鏈的60%。（3）由雙鏈DNA中，一條鏈中的(AC)/(TG)與另一條鏈中的該比值互為倒數(shù)可知：其互補(bǔ)鏈中的(AC)/(TG)1/0.42.5。（4）由于雙鏈DNA及任意一條鏈中的(AT)/(CG)為一定值，可知其互補(bǔ)鏈中的(AT)/(CG)0.4。（5）若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則DNA分子的總堿基數(shù)為P/20%5P(個)，而由雙鏈DNA分子的嘌呤堿基數(shù)占總堿基數(shù)的一半可知：G占總堿基數(shù)的50%20%30%，則G有5P×30%1.5 P (個)。1下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述正確的是ADNA分子的任一條鏈中AT，GCB每個堿基分子上均連接著一個磷酸和一個脫氧核糖C每個磷酸分子都和兩個脫氧核糖相連DDNA分子兩條鏈上的A與T通過氫鍵連接2如圖為DNA分子部分結(jié)構(gòu)示意圖，以下敘述正確的是A解旋酶可以斷開鍵，因此DNA的穩(wěn)定性與無關(guān)B是一個鳥嘌呤脫氧核苷酸CDNA連接酶可催化或鍵形成DA鏈、B鏈的方向相反，磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本骨架3從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析錯誤的是A堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性B堿基對特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性C一個含2 000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式有41 000種D人體內(nèi)控制珠蛋白合成的基因由l 700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41 700種4DNA熔解溫度(Tm)是使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開一半時所需要的溫度，不同種類DNA的Tm值不同。如圖表示DNA分子中GC含量(占全部堿基的比例)與Tm的關(guān)系。下列有關(guān)敘述，不正確的是A一般地說，DNA分子的Tm值與GC含量呈正相關(guān)BTm值相同的DNA分子中GC的數(shù)量有可能不同C維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵有磷酸二酯鍵和氫鍵DDNA分子中G與C之間的氫鍵總數(shù)比A與T之間多5已知1個DNA分子中有4 000個堿基對，其中胞嘧啶有2 200個，這個DNA分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是A4 000個和900個 B4 000個和1 800個C8 000個和1 800個 D8 000個和3 600個62013年1月，英國劍橋大學(xué)科學(xué)家宣布在人體快速分裂的活細(xì)胞如癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了DNA的四螺旋結(jié)構(gòu)。形成該結(jié)構(gòu)的DNA單鏈中富含G，每4個G之間通過氫鍵等作用力形成一個正方形的“G4平面”，繼而形成立體的“G四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”(如圖），下列有關(guān)敘述正確的是A該結(jié)構(gòu)是沃森和克里克首次發(fā)現(xiàn)的B該DNA結(jié)構(gòu)不遵循堿基互補(bǔ)配對原則C該DNA分子中每個磷酸連接兩個脫氧核糖D該結(jié)構(gòu)中（A+G)/(T+C)的比值一定為17已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的40%，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的35%和18%。則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的A25% 22%B30% 20%C50% 44%D35% 18%8某雙鏈DNA分子含有200個堿基對，其中一條鏈上ATGC=1234，則下列關(guān)于該DNA分子的敘述，錯誤的是A含有2個游離的磷酸基團(tuán)B共有140個鳥嘌呤脫氧核苷酸C4種堿基的比例為ATGC=3377D若該DNA分子中的這些堿基隨機(jī)排列，可能的排列方式共有4200種9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DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是10下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，請據(jù)圖回答下列問題：（1）6的名稱是_， 3、4代表的是_（寫出相應(yīng)的符號，不要求順序）。（2）若8代表的脫氧核苷酸鏈中（A+T）/(C+G)為36%，則（A+T）/(C+G)在整個DNA分子的比值為_。（A+T）/(C+G)的比值越_（大/?。?，DNA的熱穩(wěn)定性越高。（3）某同學(xué)制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型中，一條鏈所用的堿基模塊為ACTG=1234，則其互補(bǔ)鏈中，上述堿基模塊的比應(yīng)為_。11（2017·海南卷）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(dāng)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112（2016·上海卷）在DNA分子模型的搭建實驗中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個含 10對堿基（A有6個）的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個數(shù)為A58 B78 C82 D881【答案】D【解析】雙鏈DNA分子中，A=T、C=G，但每一條鏈上的A和T、C和G不一定相等，A錯誤；DNA分子的基本單位脫氧核苷酸中每個脫氧核糖分子上均連接著一個磷酸和一個堿基，B錯誤；在DNA兩條單鏈中，都有末端的一個磷酸分子與一個脫氧核糖相連，C錯誤；DNA分子兩條鏈上的A與T通過氫鍵連接，D正確。2【答案】D【解析】DNA分子的氫鍵越多，DNA的穩(wěn)定性越高，A錯誤；不能表示一個脫氧核苷酸，應(yīng)是和下面的磷酸構(gòu)成鳥嘌呤脫氧核苷酸，B錯誤；DNA連接酶連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，C錯誤；DNA分子的兩條鏈反向平行構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)，磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本骨架，D正確。3【答案】D【解析】堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，A正確；堿基對的特定的排列順序，構(gòu)成了每一個DNA分子基因的特異性，B正確；一個含2 000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有41 000種，C正確；-珠蛋白基因堿基對的排列順序，是-珠蛋白所特有的，D錯誤。故選D。4【答案】D【解析】分析圖示，GC含量越高，則DNA熔解所需溫度越高，所以A項正確；Tm值與DNA分子中GC含量有關(guān)，而不能說明GC的數(shù)量，B項正確；DNA兩條鏈通過氫鍵相連，脫氧核苷酸間通過磷酸二酯鍵連接成DNA單鏈，C項正確；G與C之間形成三個氫鍵，A與T之間形成兩個氫鍵，但由于DNA分子中(AT)/(CG)比值不定，所以不能確定哪組堿基對間的氫鍵總數(shù)更多，D項錯誤。5【答案】C【解析】已知該DNA分子中有4 000個堿基對，即有8 000個堿基，而每個脫氧核苷酸中有一個堿基，故共有8 000個脫氧核苷酸；其中胞嘧啶有2 200個，根據(jù)堿基之間的互補(bǔ)配對原則可推知，ACDNA堿基總數(shù)的一半，故這個DNA分子中應(yīng)含有的腺嘌呤A的數(shù)目為4 0002 2001 800個。因此，C項正確，A、B、D項錯誤。6【答案】B【解析】分析題圖：圖中DNA單鏈中富含G，每4個G之間通過氫鍵等作用力形成一個正方形的“G4平面”，繼而形成立體的“G四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”。 “G四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”是由英國劍橋大學(xué)的科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)，但不是沃森和克里克首次發(fā)現(xiàn)的，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的是DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，A錯誤；該DNA分子是單鏈的DNA，G與G之間通過氫鍵相連，因此該DNA分子不遵循堿基互補(bǔ)配對原則，B正確；該DNA分子中大多數(shù)磷酸連接兩個脫氧核糖，但是有一個末端的磷酸只連接了一個脫氧核糖，C錯誤；該單鏈DNA分子中（A+G)/(T+C)的比值不一定為1，D錯誤。7【答案】A【解析】依題意和堿基互補(bǔ)配對原則可知：某DNA分子中，CG40%（占整個DNA分子堿基總數(shù)的比例），則CG20%（占整個DNA分子堿基總數(shù)的比例），AT30%（占整個DNA分子堿基總數(shù)的比例），一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的35%和18%，即T1=35%，C1=18%，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，T=（T1+T2）÷2，所以T2=60%35%25%，同理，C2=40%18%22%，A正確，B、C、D均錯誤。8【答案】D【解析】鏈狀雙鏈DNA分子含有2個游離的磷酸基團(tuán)，A正確；該DNA分子的一條鏈上ATGC1234，另一條鏈上ATGC2143，整個DNA分子中ATGC3377，則該DNA分子中A=T=400×3/20=60個，C=G=140個，故該DNA分子含有140個鳥嘌呤脫氧核苷酸，B、C正確；該DNA分子含有200個堿基對，但是堿基比例已經(jīng)確定，因此堿基排列方式少于4200種，D錯誤。9【答案】C【解析】雙鏈DNA分子中，(AC)/(TG)一定等于1，A項錯誤；當(dāng)一條鏈中存在(A1C1)/(T1G1)1時，其互補(bǔ)鏈中存在(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/(A1C1)1，B項錯誤；在DNA分子中，存在(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)(AT)/(GC)，C項正確、D項錯誤。10【答案】（1）堿基對 G、C （2）36% 小 （3）3412 【解析】分析題圖：圖示為DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，其中1為磷酸，2為脫氧核糖，34為含氮堿基，5包括一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基，故為脫氧核苷酸，6為堿基對，7為氫鍵，8為一條脫氧核苷酸鏈的片段。（1）據(jù)圖分析可知，6包括氫鍵和兩個堿基，故6的名稱是堿基對； 3、4代表的是含氮堿基，根據(jù)3、4之間3個氫鍵，判斷3、4為G、C堿基。（2）若8代表的脫氧核苷酸鏈中（A+T）/(C+G)為36%，由于該鏈上的堿基A與對應(yīng)互補(bǔ)鏈上的堿基T配對，該鏈上的堿基G與對應(yīng)互補(bǔ)鏈上的堿基C配對，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，互補(bǔ)鏈的（A+T）/(C+G)也為36%，則（A+T）/(C+G)在整個DNA分子的比值為36%；由于G、C堿基對之間含3個氫鍵，A、T之間兩個氫鍵，氫鍵越多DNA的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，故（A+T）/(C+G)的比值越小，DNA的熱穩(wěn)定性越高。（3）某同學(xué)制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型中，一條鏈所用的堿基模塊為ACTG=1234，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，則其互補(bǔ)鏈中的A等于該鏈的T=3，C等于該鏈的G=4，T等于該鏈的A=1，G等于該鏈的C=2，即上述堿基模塊的比應(yīng)為3412。11【答案】D【解析】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格氫鍵，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。12【答案】C【解析】構(gòu)成一個脫氧核苷酸需要2個訂書釘，20個脫氧核苷酸總共需要40個訂書釘；一條DNA單鏈需要9個訂書釘連接，兩條鏈共需要18個；堿基A有6個，A=T=6，則G=C=4，A和T之間有2個氫鍵，G和C之間有3個氫鍵，堿基對之間的氫鍵需要6×24×3=24個訂書釘連接。則共需要401824=82個訂書釘。10