2025年上學期高三生物DNA分子結構圖分析試題一、選擇題（一）DNA分子基本結構分析單鏈中相鄰堿基的連接方式在DNA分子的一條單鏈中，相鄰堿基A與T的連接是通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”實現(xiàn)的。這一結構體現(xiàn)了DNA鏈的基本骨架組成：磷酸和脫氧核糖交替排列形成鏈狀結構，堿基則通過糖苷鍵連接在脫氧核糖的1號碳原子上。例如，若單鏈中堿基序列為…A—T—C…，則A的脫氧核糖與T的脫氧核糖通過一個磷酸分子連接，形成穩(wěn)定的線性結構。DNA分子平面結構圖的識別（如圖為某DNA分子部分平面結構圖，數(shù)字①~⑤代表不同結構）①氫鍵：連接兩條互補鏈的堿基對（A-T含2個氫鍵，G-C含3個氫鍵），除解旋酶外，高溫也可使其斷裂（如PCR技術中95℃變性步驟）。②脫氧核糖：五碳糖分子，其3號碳原子上的羥基（-OH）可與下一個核苷酸的磷酸基團形成磷酸二酯鍵。③磷酸二酯鍵：連接相鄰脫氧核苷酸的化學鍵，存在于一條單鏈內部，由DNA聚合酶或DNA連接酶催化形成。④胞嘧啶脫氧核苷酸：由磷酸、脫氧核糖和胞嘧啶組成，是DNA的基本組成單位之一。⑤磷酸基團：每個核苷酸中含一個磷酸基團，位于脫氧核糖的5號碳原子上，一條單鏈的5'端有游離磷酸基團。錯誤選項分析：若某選項表述“③是連接DNA單鏈上2個核糖核苷酸的磷酸二酯鍵”，則該說法錯誤，因為DNA中含脫氧核糖而非核糖，且磷酸二酯鍵連接的是脫氧核苷酸。DNA分子穩(wěn)定性的影響因素不同雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性存在差異，主要取決于G-C堿基對的比例。G-C堿基對含3個氫鍵，A-T含2個氫鍵，因此G-C比例越高，DNA分子越穩(wěn)定。例如，生活在高溫環(huán)境中的嗜熱菌，其DNA中G-C含量顯著高于普通生物。若某DNA樣品中腺嘌呤占17%，則胞嘧啶占33%（A=T=17%，C=G=33%），G-C總比例為66%，該樣品最可能來自嗜熱菌。（二）堿基數(shù)量計算規(guī)律雙鏈DNA分子中的堿基關系嘌呤總數(shù)=嘧啶總數(shù)（A+G=T+C），即嘌呤/嘧啶=1?；パa堿基之和的比例在兩條單鏈中相等，且與雙鏈整體比例一致。例如，若DNA一條鏈中（A+T）/（G+C）=b，則互補鏈及整個DNA分子中該比例均為b。非互補堿基之和的比例在兩條單鏈中互為倒數(shù)。例如，若一條鏈中（A+G）/（T+C）=x，則互補鏈中該比例為1/x，雙鏈中該比例為1。實例計算已知某DNA片段中堿基A與T之和占48%，則：A=T=24%（因為A=T），G=C=（100%-48%）/2=26%，故整個DNA中堿基C占26%。若該DNA分子一條鏈中（G+T）/（A+C）=0.5，則互補鏈中（G+T）/（A+C）=2（互為倒數(shù)），雙鏈中該比例為1。（三）DNA復制與同位素標記半保留復制的驗證實驗將含15N標記的大腸桿菌置于14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，各代DNA離心結果如下：親代DNA：均含15N，離心后呈重帶（位置⑤）。子一代（F1）：每個DNA分子含一條15N鏈和一條14N鏈，呈中帶（位置②）。子二代（F2）：1/2DNA分子為中帶（15N-14N），1/2為輕帶（14N-14N），離心后呈兩條帶（位置①）。子三代（F3）：1/4為中帶，3/4為輕帶，離心后中帶與輕帶比例為1:3（位置④）。復制過程中的游離核苷酸消耗某DNA分子含a個堿基，其中胞嘧啶（C）有m個，該DNA復制n次時：需游離胸腺嘧啶（T）數(shù)=（2?-1）×（a/2-m）（因為T=A=（a-2m）/2）。需游離胞嘧啶（C）數(shù)=（2?-1）×m?？傁挠坞x脫氧核苷酸數(shù)=（2?-1）×（a/2）（因A+T+C+G=a，且A+G=T+C=a/2）。實例：若DNA分子含2000個堿基，其中C=400個，復制3次后：T=（2000-2×400）/2=600個，需游離T=（23-1）×600=4200個。需游離C=（23-1）×400=2800個，總消耗核苷酸數(shù)=4200+2800=7000個。二、非選擇題（一）DNA分子結構圖綜合分析（下圖為DNA分子平面結構示意圖，數(shù)字①~⑨代表不同結構，請據(jù)圖回答）結構名稱填寫①__________②__________③__________④__________⑤__________（答案：①磷酸②脫氧核糖③胞嘧啶④胞嘧啶脫氧核苷酸⑤腺嘌呤）同位素標記位置若將細胞培養(yǎng)在含1?N的培養(yǎng)基中，1?N將出現(xiàn)在圖中__________（填編號）位置，因為含氮堿基（腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶）中含有氮元素。若將細胞培養(yǎng)在含32P的培養(yǎng)基中，32P將出現(xiàn)在圖中__________（填編號）位置，因為磷酸基團中含有磷元素?？臻g結構與復制特點DNA分子的空間結構是__________，由兩條反向平行的單鏈構成，每條鏈的方向是從5'端到3'端。DNA復制時，解旋酶作用于__________（填編號），使雙鏈解開；DNA聚合酶催化__________（填編號）的形成，且只能從子鏈的3'端延伸（即子鏈合成方向為5'→3'）。（二）DNA復制過程與實驗探究DNA復制的過程分析解旋階段：在解旋酶和ATP作用下，氫鍵斷裂，雙鏈解開形成兩條模板鏈。合成階段：DNA聚合酶以脫氧核苷酸為原料，根據(jù)堿基互補配對原則合成子鏈，每條子鏈與模板鏈形成雙螺旋結構。特點：半保留復制（每個子代DNA含一條母鏈和一條新鏈）、邊解旋邊復制、多起點復制（提高效率）。放射性同位素標記實驗用3H標記的脫氧胸苷（3H-dT）培養(yǎng)正在分裂的細胞，3H-dT可摻入新合成的DNA中。若某細胞在含3H-dT的培養(yǎng)基中完成一次有絲分裂后，轉移至不含3H的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂：第一次分裂：DNA復制一次，每個子代DNA均為一條鏈含3H（母鏈）、一條鏈不含3H（新鏈），所有染色體均含放射性。第二次分裂：DNA再復制一次，每條染色體的兩條姐妹染色單體中，一條含3H，一條不含3H。分裂后期著絲點分裂后，染色體隨機移向兩極，子細胞中可能有部分染色體含放射性，且放射性染色體數(shù)在0~2N之間（N為染色體數(shù)）。誤差分析與實驗結論若實驗中發(fā)現(xiàn)子細胞染色體放射性分布異常，可能的原因包括：標記時間不足，導致部分DNA未完全復制。離心速度或時間不當，導致DNA分層不清晰。細胞分裂不同步，部分細胞未進入分裂期。三、拓展應用題（一）DNA結構與基因突變某DNA分子片段中，堿基序列為…ATGCGGCT…，若發(fā)生基因突變，其中的“G”突變?yōu)椤癆”，則該片段復制后，突變鏈的互補鏈堿基序列為…TACGAAGA…，導致該位置的堿基對由G-C變?yōu)锳-T，氫鍵數(shù)量減少1個（從3個變?yōu)?個），可能影響DNA的穩(wěn)定性及后續(xù)轉錄過程。（二）堿基比例與進化關系不同物種DNA中（A+T）/（G+C）的比例存在差異，這一比例反映了物種的遺傳特性。例如，人類DNA中該比例約為1.5，而大腸桿菌約為0.9，這與物種的進化歷程及適應環(huán)境的能力密切相關。通過比較不同物種的堿基比例，可推測其親緣關系遠近：比例越接近，親緣關系越近。四、易錯點辨析脫氧核苷酸與核糖核苷酸的區(qū)別：DNA中含脫氧核糖和胸腺嘧啶（T），RNA中含核糖和尿嘧啶（U），二者的五碳糖和堿基組成不同。磷酸二酯鍵與氫鍵的位置：磷酸二酯鍵位于一條單鏈內部（連接脫氧核苷酸），氫鍵位于兩條鏈之間（連接堿基對）。DNA復制與轉錄的原料差異：DNA復制的原料是脫氧核苷酸（dATP、dTTP、dCTP、dGTP），轉錄的原料是核糖核苷酸（ATP、UTP、CTP、GTP）。堿基計算中的“單鏈與雙鏈”陷阱：若某選項表述“DNA分子一條鏈中A占30%，則整個DNA分子中A占15