1．图1为富兰克林拍摄的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 衍射图谱，图2为基于其研究结果建立的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋结构模型简图。下列关于双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 结构的叙述，正确的是（ ）
图1 图2
A. 研究 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子结构时，运用了构建概念模型的方法
B. 根据 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 衍射图谱的有关数据，沃森和克里克推算出 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 呈螺旋结构
C. 查哥夫发现在 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 中，腺嘌呤（A）的量总是等于胞嘧啶（C）的量
D. 双螺旋模型中由于碱基对的不同，不同区段 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子的直径也不同
答案：B
解析：物理模型以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，研究 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子结构时，运用的是构建物理模型的方法， $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋结构模型属于物理模型， $ \mathrm{A} $ 错误；沃森和克里克根据 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 衍射图谱的有关数据，推算出 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 呈螺旋结构，这是他们构建 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋结构模型过程中的重要一步， $ \mathrm{B} $ 正确；查哥夫通过大量的实验数据发现了 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 中碱基含量的规律，即 $ \mathrm{A}=\mathrm{T} $ ， $ \mathrm{G}=\mathrm{C} $ ， $ \mathrm{C} $ 错误； $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋模型中， $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子的直径是恒定的，因为不同的碱基对具有相同的形状和直径， $ \mathrm{D} $ 错误。
2．某生物兴趣小组欲用如图所示的卡片搭建链状 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋结构模型，活动前他们准备了“ $ \mathrm{P} $ ”50个，“D”40个，“ $ \mathrm{G} $ ”10个，其他卡片充裕，曲别针若干，卡片之间需要用一个曲别针连接。以下说法正确的是（ ）
A. “D”表示脱氧核糖，一个“D”与两个“ $ \mathrm{P} $ ”相连
B. 若充分利用所给材料，该 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 片段中碱基排列顺序有 $ {4}^{20} $ 种
C. 同一条链上相邻的“ $ \mathrm{T} $ ”与“A”之间需要4个曲别针连接
D. 若充分利用所给材料，该 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 片段中四种碱基的比例不同
答案：C
解析：“ $ \mathrm{D} $ ”表示脱氧核糖，在 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子中，大多数脱氧核糖与两个“ $ \mathrm{P} $ ”相连，但位于每条单链 $ 3\prime $ 端的脱氧核糖只与一个“ $ \mathrm{P} $ ”相连， $ \mathrm{A} $ 错误；若充分利用所给材料，“ $ \mathrm{P} $ ”有50个，“ $ \mathrm{D} $ ”有40个，所以最多能搭建含20个碱基对的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 片段，又由于“ $ \mathrm{G} $ ”有10个，故碱基排列顺序远小于 $ {4}^{20} $ 种， $ \mathrm{B} $ 错误；同一条链上相邻的“ $ \mathrm{T} $ ”与“ $ \mathrm{A} $ ”之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，需要4个曲别针连接， $ \mathrm{C} $ 正确；若充分利用所给材料，则搭建的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 片段中“ $ \mathrm{G}—\mathrm{C} $ ”碱基对有10个，“ $ \mathrm{A}—\mathrm{T} $ ”碱基对有10个，所以该 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 片段中四种碱基的比例相同， $ \mathrm{D} $ 错误。
3．下列关于 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋结构的叙述错误的是（ ）
A. 组成 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 两条单链的碱基数相等且反向平行
B. 脱氧核糖、磷酸、碱基交替连接，构成 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 基本骨架
C. 每条单链一端有一个游离磷酸基团，这一端称作 $ 5\prime $ 端
D. $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子中磷酸基团总数与四种碱基的总和相等
答案：B
解析： $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 两条单链通过碱基互补配对形成双螺旋结构，两条单链的碱基数相等且反向平行， $ \mathrm{A} $ 正确； $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成，碱基不参与基本骨架的构成， $ \mathrm{B} $ 错误； $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 单链的 $ 5\prime $ 端为游离的磷酸基团， $ 3\prime $ 端为羟基，每条单链仅一端有游离的磷酸基团， $ \mathrm{C} $ 正确； $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子中磷酸、脱氧核糖和碱基的数目相同，所以磷酸基团总数与四种碱基的总和相等， $ \mathrm{D} $ 正确。
4． $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋结构模型的提出在遗传学中具有里程碑式的意义，图1为 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 的基本单位——脱氧核苷酸示意图，图2为某双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子片段的平面结构示意图。回答相关问题：
图1 图2
（1） 图1中磷酸基团位于 （填“①”或“②”）。
（2） 图2中④代表的物质是 ，⑤（或 $ ⑥ $ ）代表的一类物质是 。③和④交替连接，排列在外侧，构成了 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子的 。
（3） ⑤⑥通过氢键连接形成碱基对，排列在内侧，并且遵循 原则。若⑤代表胸腺嘧啶 $ (\mathrm{T}) $ ，则⑥应该是 。一条脱氧核苷酸单链上的相邻两个碱基之间通过“ ”连接。
（4） 若该双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 片段中，A占 $ 23\% $ ，其中一条链中的C占该单链的 $ 24\% $ ，则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例为 。
（5） 若图2中甲链的某段 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 的序列是 $ 5\prime -\mathrm{G}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{C}\mathrm{C}-3\prime $ ，那么它的互补链（乙链）对应的序列是 $ 5\prime - $ $ -3\prime $ 。
答案：（1） ②
（2） 脱氧核糖；碱基（或含氮碱基）；基本骨架
（3） 碱基互补配对；腺嘌呤（或A）；—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
（4） $ 30\% $
（5） $ \mathrm{G}\mathrm{G}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{C} $
解析：（1） 图1脱氧核苷酸分子中，含氮碱基与 $ 1\prime -\mathrm{C} $ 相连，磷酸基团与 $ 5\prime -\mathrm{C} $ 相连，所以磷酸基团位于②。
（2） 图2为某双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子片段的平面结构示意图，③代表磷酸基团，④代表脱氧核糖，⑤和⑥代表（含氮）碱基，磷酸和脱氧核糖交替连接，构成了 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子的基本骨架。
（3） 图2中⑤和⑥代表碱基，通过氢键连接形成碱基对，排列在内侧，并且遵循碱基互补配对原则。若⑤代表胸腺嘧啶 $ (\mathrm{T}) $ ，与胸腺嘧啶配对的⑥是腺嘌呤 $ (\mathrm{A}) $ 。一条脱氧核苷酸单链上的相邻两个碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。
（4） 双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 中，任意两种不互补碱基数量之和占碱基总数的 $ 50\% $ ，若该双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 片段中， $ \mathrm{A} $ 占 $ 23\% $ ，即 $ \mathrm{T} $ 也占 $ 23\% $ ，则 $ \mathrm{C} $ 占 $ 27\% $ ，由于 $ \mathrm{C}=\dfrac{{\mathrm{C}}_{1}+{\mathrm{C}}_{2}}{2} $ ，已知其中一条链中的 $ \mathrm{C} $ 占该单链的 $ 24\% $ ，假设 $ {\mathrm{C}}_{1}=24\% $ ，则另一条链中的 $ \mathrm{C} $ 占该单链碱基总数的比例为 $ 27\%×2-24\%=30\% $ 。
（5） $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子的两条单链是反向平行且碱基互补配对的，若图2中甲链中某片段的碱基序列是 $ 5\prime -\mathrm{G}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{C}\mathrm{C}-3\prime $ ，则它的互补链（乙链）相应的碱基序列是 $ 5\prime -\mathrm{G}\mathrm{G}\mathrm{T}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{C}-3\prime $ 。