2025年上學(xué)期高三生物DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建試題一、選擇題（每題6分，共30分）DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)是生物學(xué)研究的重要里程碑，下列關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的敘述，正確的是（）A.兩條多核苷酸鏈以相同的方向平行纏結(jié)，依賴堿基對(duì)之間的氫鍵結(jié)合形成雙螺旋狀B.親水的脫氧核糖基和磷酸基骨架位于雙鏈的內(nèi)側(cè)，堿基位于外側(cè)C.DNA一條鏈的走向是5’到3’，另一條鏈的走向是3’到5’，體現(xiàn)了反向平行的特點(diǎn)D.堿基平面與雙螺旋鏈成平行狀，順長軸方向每隔0.34nm有一個(gè)核苷酸某興趣小組擬制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，搭建一個(gè)含26個(gè)核苷酸的DNA片段，其中含有5個(gè)腺嘌呤（A），需要胸腺嘧啶（T）的個(gè)數(shù)是（）A.5B.8C.16D.21含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段，其中一條鏈的A+T占40%，它的互補(bǔ)鏈中G與T分別占22%和18%，則該DNA含有胞嘧啶堿基數(shù)量為（）A.30個(gè)B.60個(gè)C.90個(gè)D.100個(gè)已知某DNA分子中，（G+C）占全部堿基的35.8%，其中一條鏈上的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則該鏈的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占互補(bǔ)鏈堿基總數(shù)的（）A.32.9%和7.1%B.17.1%和32.9%C.18.7%和1.3%D.31.3%和18.7%某小組同學(xué)想搭建DNA分子的結(jié)構(gòu)模型，用訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個(gè)DNA雙鏈片段，現(xiàn)提供的卡片類型和數(shù)量如下表所示。下列說法正確的是（）類型脫氧核糖磷酸堿基A堿基T堿基G堿基C數(shù)量3050614128A.搭建的最長的DNA片段中有24個(gè)磷酸均連接了兩個(gè)訂書釘B.搭建的最長的DNA片段需要的訂書釘?shù)臄?shù)量為118個(gè)C.能搭建出4種不同的DNA分子模型D.該DNA片段中（A+T）/（G+C）的比值為1.5二、非選擇題（共70分）（15分）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建是生物學(xué)發(fā)展史上的重要事件，沃森和克里克在綜合多位科學(xué)家研究成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過不懈努力，最終提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。請(qǐng)回答下列問題：（1）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)包括：兩條多核苷酸鏈以__________方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；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__________連接成堿基對(duì)，并且遵循__________原則。（2）DNA分子一條鏈上的堿基排列順序確定后，另一條鏈的堿基排列順序也就確定了，這是因?yàn)開___________________。若一條鏈的堿基序列為5’-ATGCGGCTTA-3’，則其互補(bǔ)鏈的堿基序列為__________。（3）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性維系機(jī)制包括橫向穩(wěn)定和縱向穩(wěn)定，其中橫向穩(wěn)定靠__________維系，縱向穩(wěn)定靠__________維持。（20分）某研究小組進(jìn)行"制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型"的活動(dòng)，使用不同顏色和形狀的材料分別代表脫氧核糖、磷酸和四種堿基，用訂書釘作為連接物。請(qǐng)回答下列問題：（1）在制作脫氧核苷酸模型時(shí)，每個(gè)脫氧核苷酸分子由__________、__________和__________三部分組成，其中磷酸基團(tuán)應(yīng)連接在脫氧核糖的__________位碳原子上，堿基應(yīng)連接在脫氧核糖的__________位碳原子上。（2）若要制作一個(gè)含有10個(gè)堿基對(duì)的DNA片段模型，需要脫氧核糖__________個(gè)，磷酸__________個(gè)，堿基__________個(gè)。在這些堿基中，若含有3個(gè)腺嘌呤，則需要胞嘧啶__________個(gè)，需要?dú)滏I__________個(gè)（A-T之間有2個(gè)氫鍵，G-C之間有3個(gè)氫鍵）。（3）在搭建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)，發(fā)現(xiàn)所用材料中堿基A的數(shù)量比堿基T多2個(gè)，這種情況是否可能？為什么？若要使模型符合堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，應(yīng)該如何調(diào)整？（4）某同學(xué)在制作模型時(shí)，將其中一條鏈的方向標(biāo)記為5’→3’，另一條鏈標(biāo)記為3’→5’，這體現(xiàn)了DNA分子的__________特點(diǎn)。若該同學(xué)用紅色材料表示磷酸基團(tuán)，藍(lán)色材料表示脫氧核糖，那么在DNA分子外側(cè)，紅色和藍(lán)色材料的排列方式是__________。（15分）DNA分子中堿基的數(shù)量關(guān)系是DNA結(jié)構(gòu)和功能研究的重要內(nèi)容。請(qǐng)回答下列問題：（1）在雙鏈DNA分子中，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則使得嘌呤堿基數(shù)等于嘧啶堿基數(shù)，即__________=，因此（A+G）/（T+C）=。（2）某雙鏈DNA分子含有200個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤占全部堿基的20%，則該DNA分子中含有胞嘧啶__________個(gè)，鳥嘌呤__________個(gè)，嘌呤堿基總數(shù)為__________個(gè)。（3）若某DNA分子一條鏈中（A+T）/（G+C）=a，則其互補(bǔ)鏈中該比例為__________，整個(gè)DNA分子中該比例為__________。若該DNA分子復(fù)制n次，共需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸__________個(gè)（用含a、n和該DNA分子中腺嘌呤總數(shù)的代數(shù)式表示）。（20分）DNA折紙術(shù)是一種利用DNA分子的獨(dú)特性質(zhì)與堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)則構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)的技術(shù)，借助一條長的DNA單鏈（腳手架鏈）特定區(qū)域折疊，并用短鏈（訂書釘鏈）固定，可形成預(yù)期結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答下列問題：（1）DNA折紙術(shù)的原理是基于DNA分子的__________結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和__________原則。在形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的過程中，涉及到DNA單鏈的__________和__________（填化學(xué)鍵的斷裂與形成）。（2）某DNA折紙結(jié)構(gòu)中，腳手架鏈的某片段堿基序列為5’-ATGCGGATCC-3’，若要形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，與其互補(bǔ)的訂書釘鏈堿基序列應(yīng)為__________。該發(fā)夾結(jié)構(gòu)中含有__________個(gè)堿基對(duì)，__________個(gè)氫鍵。（3）高溫可能會(huì)破壞DNA折紙結(jié)構(gòu)，原因是高溫會(huì)使堿基對(duì)之間的__________斷裂。若要提高DNA折紙結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性，可以適當(dāng)增加__________堿基對(duì)的比例，因?yàn)開___________________。（4）DNA折紙術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，如藥物遞送、生物傳感器等。請(qǐng)舉例說明DNA折紙結(jié)構(gòu)作為藥物遞送載體的優(yōu)勢：____________________。（5）某研究小組利用DNA折紙術(shù)構(gòu)建了一個(gè)納米機(jī)器人，該機(jī)器人由DNA折紙結(jié)構(gòu)和功能DNA片段組成。若要使該納米機(jī)器人能夠識(shí)別并結(jié)合特定的腫瘤細(xì)胞表面抗原，應(yīng)在其表面修飾__________；若要使其具有靶向治療功能，可在內(nèi)部包裹__________。（10分）下圖為某DNA分子片段結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：（1）圖中①表示__________，②表示__________，③表示__________，④表示__________。（2）該DNA分子片段中，磷酸數(shù)：脫氧核糖數(shù)：含氮堿基數(shù)=__________。（3）圖中⑥表示__________，DNA分子初步水解時(shí)斷裂的位置是__________（填序號(hào)），徹底水解后可得到的產(chǎn)物有__________。（4）DNA分子的遺傳信息蘊(yùn)藏在__________中，這種遺傳信息的多樣性是由__________決定的。三、實(shí)驗(yàn)探究題（共20分）某生物興趣小組欲探究DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與堿基組成的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)材料：不同堿基組成的DNA片段、紫外分光光度計(jì)、恒溫水浴鍋、緩沖液等。實(shí)驗(yàn)原理：DNA分子在260nm處有最大吸收峰，當(dāng)DNA分子變性（雙螺旋結(jié)構(gòu)解開）時(shí)，其紫外吸收值會(huì)增加，這種現(xiàn)象稱為增色效應(yīng)。通過測定DNA分子在不同溫度下的紫外吸收值，可以繪制熔解曲線，確定其解鏈溫度（Tm值）。Tm值是指DNA分子解鏈達(dá)到50%時(shí)的溫度，Tm值越高，說明DNA分子越穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)步驟：①制備四種不同堿基組成的DNA片段，分別標(biāo)記為A、B、C、D，其中A中（G+C）含量為30%，B中為40%，C中為50%，D中為60%。②將四種DNA片段分別溶于緩沖液中，調(diào)整濃度至相同。③利用紫外分光光度計(jì)測定各DNA溶液在25℃時(shí)的紫外吸收值（A260）。④將各DNA溶液分別置于恒溫水浴鍋中，從25℃開始，以每分鐘升高1℃的速度升溫，每隔2℃測定一次A260值，直至溫度達(dá)到95℃。⑤以溫度為橫坐標(biāo)，A260值為縱坐標(biāo)，繪制各DNA片段的熔解曲線，確定Tm值。請(qǐng)回答下列問題：（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是__________，因變量是__________。（2）實(shí)驗(yàn)中設(shè)置四種不同（G+C）含量的DNA片段的目的是__________。（3）根據(jù)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，預(yù)測四種DNA片段的Tm值大小順序?yàn)開_________，理由是____________________。（4）若某DNA片段的Tm值比預(yù)期低，可能的原因有哪些？（至少答出兩點(diǎn)）（5）除了堿基組成，還有哪些因素可能影響DNA分子的穩(wěn)定性？（至少答出兩點(diǎn)）（6）該實(shí)驗(yàn)方案是否存在不足之處？若有，請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)建議。四、模型分析題（共15分）下圖為某DNA分子片段的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：（1）圖中①表示__________，②表示__________，③表示__________，④表示__________。（2）該DNA分子片段中，含有__________個(gè)脫氧核苷酸，__________個(gè)堿基對(duì)。若該片段中含有6個(gè)腺嘌呤，則含有鳥嘌呤__________個(gè)，氫鍵__________個(gè)。（3）圖中DNA分子的兩條鏈?zhǔn)且訽_________方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)的，其中__________和__________交替連接構(gòu)成基本骨架，排列在外側(cè)，堿基排列在內(nèi)側(cè)。（4）若該DNA分子片段進(jìn)行復(fù)制，需要的條件有__________、__________、__________和__________等。復(fù)制過程中，DNA分子的__________結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板，__________原則保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性。（5）若該DNA分子片段中發(fā)生了堿基對(duì)的替換，這種變異屬于__________。若替換后導(dǎo)致編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，其根本原因是____________________。五、綜合應(yīng)用題（共20分）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是生物學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑，對(duì)生命科學(xué)的研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答下列問題：（1）簡述沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)。（2）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出有何重要意義？（3）DNA分子的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)，請(qǐng)舉例說明DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如何保證其遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。（4）隨著生物技術(shù)的發(fā)展，基于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如PCR技術(shù)、基因編輯技術(shù)等。請(qǐng)選擇一種技術(shù)，簡述其原理和應(yīng)用。（5）在探究DNA結(jié)構(gòu)的過程中，許多科學(xué)家做出了重要貢獻(xiàn)。請(qǐng)列舉兩位科學(xué)家及其主要貢獻(xiàn)，并談?wù)勊麄兊难芯糠椒▽?duì)我們的啟示。（6）某同學(xué)在學(xué)習(xí)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)后，提出疑問："DNA分子為什么選擇雙螺旋結(jié)構(gòu)，而不是單