1．构建模型法是生物学研究的重要方法。下列有关建立减数分裂中染色体（仅展示两对同源染色体，用橡皮泥代表）变化的模型和制作 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子模型的叙述，正确的是（ ）
A. 构建减数分裂模型时，要注意处于各时期细胞中染色体形态、位置和数目的特征
B. 题干所述两种模型及电子显微镜下拍摄到的细胞分裂图像均属于物理模型
C. 构建减数分裂Ⅱ后期细胞模型时，细胞中需含两种颜色、两种长度的4条橡皮泥
D. 制作 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子模型时，代表嘌呤的卡片数一般等于代表脱氧核糖的卡片数
答案：A
解析：构建减数分裂模型的依据就是细胞中染色体形态、位置和数目的变化， $ \mathrm{A} $ 正确；电子显微镜下拍摄到的细胞分裂图像不属于物理模型， $ \mathrm{B} $ 错误；若用橡皮泥代表染色体，颜色表示来源，构建减数分裂Ⅱ后期细胞模型时，可以准备两种颜色、两种长度的4条橡皮泥，这些橡皮泥也可以是同一种颜色，因为减数分裂Ⅱ细胞中染色体的来源可能相同，也可能不同， $ \mathrm{C} $ 错误；制作 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子模型时，代表嘌呤的卡片数一般等于代表脱氧核糖的卡片数的一半， $ \mathrm{D} $ 错误。
2．在“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动中，下列有关叙述错误的是（ ）
A. 若要模拟非同源染色体的自由组合，至少需要构建两对同源染色体
B. 用两种颜色的橡皮泥制作同源染色体，分别代表来自父方和母方
C. 减数分裂Ⅰ后期，细胞中同一极的染色体颜色要相同
D. 减数分裂Ⅱ后期，细胞两极的染色体数目要相同
答案：C
解析：模拟非同源染色体的自由组合需至少两对同源染色体，才能体现不同组合的可能性， $ \mathrm{A} $ 正确；同源染色体一条来自父方，一条来自母方，用不同颜色区分符合生物学事实， $ \mathrm{B} $ 正确；减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，但同一极的染色体可能包含不同来源（颜色）的非同源染色体，因此颜色不必相同， $ \mathrm{C} $ 错误；正常情况下，减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体分离，细胞两极的染色体数目相同， $ \mathrm{D} $ 正确。
3．某同学用材料用具制作 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋结构模型，下列说法正确的是（ ）
A. 制作脱氧核苷酸时，应在磷酸上连接脱氧核糖和各种碱基
B. 制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连
C. 制作模型最终使用的代表腺嘌呤与胞嘧啶的材料数量相等
D. 制成的模型中，两条单链按相同方向平行排列后再进行扭转
答案：B
解析：脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和碱基组成，制作脱氧核苷酸模型时,应在脱氧核糖上连接磷酸和碱基， $ \mathrm{A} $ 错误；鸟嘌呤 $ (\mathrm{G}) $ 与胞嘧啶 $ (\mathrm{C}) $ 之间通过3个氢键连接，符合碱基互补配对原则， $ \mathrm{B} $ 正确；腺嘌呤 $ (\mathrm{A}) $ 与胸腺嘧啶 $ (\mathrm{T}) $ 配对，胞嘧啶 $ (\mathrm{C}) $ 与鸟嘌呤 $ (\mathrm{G}) $ 配对，腺嘌呤和胞嘧啶的数量无必然相等关系， $ \mathrm{C} $ 错误； $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 两条单链为反向平行排列，而非同向平行排列， $ \mathrm{D} $ 错误。
4．在搭建 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，分别是4个C、6个 $ \mathrm{G} $ 、3个A、7个 $ \mathrm{T} $ ，脱氧核糖和磷酸之间的连接物20个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则下列叙述正确的是（ ）
A. 能搭建出一个含7个碱基对的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子片段
B. 能搭建出一个含20个脱氧核苷酸的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 单链
C. 能搭建出 $ {4}^{5} $ 种不同的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子模型
D. 若搭建一双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子中，一条链的 $ \mathrm{G}:\mathrm{T}=a:b $ ，则另一条链的 $ \mathrm{C}:\mathrm{A}=a:b $
答案：D
解析：双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即 $ \mathrm{A}=\mathrm{T} $ 、 $ \mathrm{G}=\mathrm{C} $ ，由题可知， $ \mathrm{A}—\mathrm{T} $ 有3对， $ \mathrm{G}—\mathrm{C} $ 有4对，设能搭建的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子含有 $ n $ 个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为 $ 2n-1 $ ，两条链共需 $ (2n-1)×2 $ 个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有20个，所以只能搭建出最多含5个碱基对的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子片段， $ \mathrm{A} $ 错误；构建一个含20个脱氧核苷酸的单链，需脱氧核糖和磷酸之间的连接物 $ 20×2-1=39 $ （个），而题目中只有20个脱氧核糖和磷酸之间的连接物，所以题中所给材料不够搭建出一个含20个脱氧核苷酸的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 单链， $ \mathrm{B} $ 错误；若要搭建出 $ {4}^{5} $ 种不同的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子模型，需要每种碱基的数量足够多，由于题干中碱基的数量受限，因此能搭建出的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子模型种类会远小于 $ {4}^{5} $ 种， $ \mathrm{C} $ 错误；根据碱基互补配对原则，一条链的 $ \mathrm{G}:\mathrm{T}=a:b $ ，另一条链的 $ \mathrm{C}:\mathrm{A}=a:b $ ， $ \mathrm{D} $ 正确。
5．某班级开展制作 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 双螺旋结构模型的活动，体验科学家构建模型的过程。图1~4是某学习小组制作模型的流程图，请分析回答：
（1） 由图1的配件构成的图2结构的名称为 。图4中①所示配件的中文名称是 。
（2） 脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构， 和 交替连接构成基本骨架。
（3） 各成员制作的模型彼此不同，体现了 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子的多样性，其主要原因是
千变万化。
（4） 图4中有一处错误，请写出正确的配对方式： 。
（5） 假如某 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子中一条链 $ \mathrm{A}+\mathrm{C} $ 和 $ \mathrm{T}+\mathrm{G} $ 的比值为b ，则整个 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子中该比值为 。
（6） 某小组同学在制作过程中准备了15个碱基A塑料片、8个碱基 $ \mathrm{T} $ 塑料片、40个脱氧核糖和40个磷酸塑料片，为了充分利用现有材料，还需准备碱基C塑料片 个，脱氧核糖和磷酸之间的连接物 个。
答案：（1） 脱氧核苷酸；胞嘧啶
（2） 脱氧核糖；磷酸
（3） 碱基的排列顺序
（4） $ \mathrm{A}—\mathrm{T}( $ 或 $ \mathrm{T}—\mathrm{A}) $
（5） 1
（6） 12；78
解析：（1） 在制作 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子双螺旋结构模型活动中，由图1的配件（磷酸、脱氧核糖、碱基等）构成的图2结构称为脱氧核苷酸。 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子中两条链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，即 $ \mathrm{A} $ 与 $ \mathrm{T} $ 配对、 $ \mathrm{G} $ 与 $ \mathrm{C} $ 配对，因此图4中①表示碱基 $ \mathrm{C} $ ，中文名称为胞嘧啶。
（2） 脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双链 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子，其中脱氧核糖和磷酸交替连接构成 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子的基本骨架，排列在外侧。
（3） 各成员制作的模型彼此不同，体现了 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子的多样性，其主要原因是碱基的排列顺序千变万化。
（4） 由于碱基配对要遵循碱基互补配对原则，即 $ \mathrm{A}—\mathrm{T} $ 、 $ \mathrm{G}—\mathrm{C} $ ，所以该小组制作的模型中碱基配对有一处错误，即 $ \mathrm{T}—\mathrm{T} $ 应为 $ \mathrm{A}—\mathrm{T}( $ 或 $ \mathrm{T}—\mathrm{A}) $ 。
（5） 假如某 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子其中一条链 $ \dfrac{\mathrm{A}+\mathrm{C}}{\mathrm{T}+\mathrm{G}} $ 的比值为b ，根据碱基互补配对原则，则互补链中该比值为 $ \dfrac{1}{b} $ ；整个 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子中， $ \mathrm{A}=\mathrm{T} $ 、 $ \mathrm{G}=\mathrm{C} $ ，所以该比值为1。
（6） 在双螺旋 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 中， $ \mathrm{A} $ 与 $ \mathrm{T} $ 配对， $ \mathrm{G} $ 与 $ \mathrm{C} $ 配对。因此， $ \mathrm{A} $ 的总数等于 $ \mathrm{T} $ 的总数， $ \mathrm{G} $ 的总数等于 $ \mathrm{C} $ 的总数。现有15个 $ \mathrm{A} $ 和8个 $ \mathrm{T} $ ，为了配对，最多只能使用8个 $ \mathrm{A} $ 和8个 $ \mathrm{T} $ ，形成8个 $ \mathrm{A}—\mathrm{T} $ 碱基对。这共消耗了 $ 8+8=16 $ （个）脱氧核苷酸，模型总共有40个脱氧核苷酸，所以还剩下 $ 40-16=24 $ （个）脱氧核苷酸。因为 $ \mathrm{G} $ 和 $ \mathrm{C} $ 的数量相等，所以需要12个 $ \mathrm{G} $ 和12个 $ \mathrm{C} $ ，因此，还需要准备12个碱基 $ \mathrm{C} $ 塑料片。首先，要构成40个基本的脱氧核苷酸单位，每个单位都需要一个连接物将磷酸和脱氧核糖连接起来，这里就需要40个连接物；然后，需要将这40个脱氧核苷酸连接成两条脱氧核苷酸链。一条含有 $ n $ 个脱氧核苷酸的链，需要 $ n-1 $ 个连接物将它们串联起来。由双螺旋结构模型可知，需 $ 40+(20-1)×2=78 $ （个）连接物。