Question

14．如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图（片段）．请据图回答问题：

（1）图中1表示磷酸，2表示脱氧核糖，1、2、3结合在一起的结构叫脱氧核糖核苷酸．图中3有2种．
（2）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个．请回答：
①该DNA片段中共有腺嘌呤40个，C和G共60对．
②该片段复制4次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸900个．
③在DNA分子稳定性的比较中，G/C 碱基对的比例高，DNA分子稳定性高．
（3）DNA复制的方式是半保留复制，场所是细胞核、叶绿体、线粒体．
（4）假定大肠杆菌只含¹⁴N的DNA的相对分子质量为a；只含¹⁵N的DNA的相对分子质量为b．现将只含¹⁵N的DNA培养到含¹⁴N的培养基中，子一代DNA的平均相对分子质量为$\frac{1}{2}$（a+b），子二代DNA的平均相对分子质量为$\frac{1}{4}$（3a+b）．

Answer 1

分析 1、分析题图：图示为大肠杆菌DNA分子结构的一条脱氧核苷酸长链，其中1为磷酸，2为脱氧核糖，3为含氮碱基，这三者共同构成DNA分子的基本组成单位，即脱氧核糖核苷酸．不同的碱基排列顺序代表不同的遗传信息．
2、DNA的双螺旋结构：
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的．
②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内测．
③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则．

解答 解：（1）由图可知，1是磷酸、2是脱氧核糖，1、2、3结合在一志的结构叫脱氧核苷酸．DNA分子中，A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键，图中有三个氢键，所以3是鸟嘌呤或胞嘧啶．
（2）①已知某DNA片段含有200个碱基，碱基间的氢键共有260个，且A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键，假设该DNA分子含有腺嘌呤N个，则胞嘧啶的数量为100-N，所以2N+3（100-N）=260，N=40个，所以1DNA片段中共有40个腺嘌呤，共有60对C和G．
②由以上计算可知该片段含有60个胞嘧啶脱氧核苷酸，所以其复制4次需胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为（2⁴-1）×60=900个．
③由于A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键，所以C和G碱基对的比例越高，DNA分子稳定性也越高．
（3）DNA复制的方式是半保留复制，场所是细胞核、叶绿体、线粒体．
（4）只含¹⁴N的DNA的相对分子质量为a，所以含有¹⁴N的每条链相对分子质量为$\frac{a}{2}$，只含¹⁵N的DNA的相对分子质量为b，所以含有¹⁵N的每条链相对分子质量为$\frac{b}{2}$，将只含¹⁵N的DNA培养到含¹⁴N的培养基中，根据半保留复制原则，子一代DNA分子中一条是¹⁴N链，一条是¹⁵N链，所以子一代DNA的平均相对分子质量为$\frac{a+b}{2}$．子二代共有4个DNA分子，含有¹⁵N的链为2条，含有¹⁴N链为6条，所以总相对分子质量为b+3a，故每个DNA的平均相对分子质量为$\frac{1}{4}$（3a+b）．
故答案为：
（1）磷酸   脱氧核糖     脱氧核糖核苷酸     2
（2）①40      60
②900
③G/C
（3）半保留复制      细胞核、叶绿体、线粒体
（4）$\frac{1}{2}$（a+b）       $\frac{1}{4}$（3a+b）

点评 本题结合大肠杆菌DNA分子结构的一条脱氧核苷酸长链，考查DNA分子结构的主要特点，要求考生识记DNA分子结构的主要特点，能准确判断图中各结构的名称，再结合所学的知识准确答题，属于考纲识记层次的考查．