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难点突破练40　DNA的结构及复制的相关计算
1．(2024·天津河北区高三月考)某双链DNA分子中，若甲链中(A＋G)/(T＋C)的比值为4，则此DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的比值为(　　)
A．1 B．1/4 C．2 D．4
2．(2024·广州大学附属中学高三月考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A．某双链DNA分子中有胸腺嘧啶312个，占总碱基的比例为26%，则该DNA分子上有鸟嘌呤288个
B．若质粒含有2 000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团
C．某双链DNA分子中胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%～50%
D．核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目一定相同
3．(2024·天津杨村一中高三月考)下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)
A．G－C碱基对比例高的DNA分子，其结构稳定性相对较强
B．每个双链DNA分子中都含有2个游离的磷酸基团
C．在DNA双链中，一条单链中的值与另一条单链中的值互为倒数
D．A－P～P～P中的A与中的A代表的物质不同
4．(2024·重庆万州二中高三期中)在搭建DNA分子模型的实验中，若有脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，4种碱基塑料片共20个(其中4个C,6个G,3个A,7个T)，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(　　)
A．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
B．能搭建出20个脱氧核苷酸
C．能搭建出410种不同的DNA分子模型
D．所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对
5．(2024·海南华侨中学高三月考)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是(　　)
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．含有14N的DNA分子占7/8
C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．复制结果共产生16个DNA分子
6．某双链DNA分子(用15N充分标记)含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则下列叙述正确的是(　　)
A．该DNA分子碱基排列方式共有4100种
B．该DNA分子连续复制2次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个
C．将该DNA置于含14N的培养液中复制4次后，含15N的DNA分子占1/8
D．若一条链上一个T变为A，则复制后的子代DNA分子中腺嘌呤含量升高
7．(2024·湖北龙泉中学高三模拟)将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次。下列叙述正确的是(　　)
A．所有的大肠杆菌都含有15N
B．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D．含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
8．(2023·武汉高三模拟)7－乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7－乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)所占比例为(　　)
A．10% B．20% C．35% D．45%
9．(2023·辽宁抚顺一中高三月考)已知某DNA分子共有200个碱基，其中1条链碱基的比例为A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4。下列相关说法错误的是(　　)
A．DNA分子中磷酸∶脱氧核糖∶碱基＝1∶1∶1
B．该DNA分子的碱基比例为A∶T∶C∶G＝3∶3∶7∶7
C．若该DNA分子复制3次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸420个
D．DNA分子中C、G碱基越多，其稳定性越高
10．(2023·成都高三模拟)如图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列相关说法正确的是(　　)
A．该基因一定存在于细胞内的染色体DNA上
B．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)＝3/2
C．DNA解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
11．(2023·山西实验中学高三月考)若一个DNA分子某基因共含有N个碱基，其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a＜1/2)，占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该基因所含氢键数一定大于N个
B．该基因含有N个脱氧核糖，2个游离的磷酸基团
C．该基因转录出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a
D．该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6
12．(2024·福州高三月考)左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡。迄今为止，只在原核生物中发现了DNA旋转酶。下列相关叙述正确的是(　　)
A．左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶从而抑制人体细胞的DNA复制，故毒副作用很大
B．DNA复制时以每条单链为模板，DNA聚合酶沿模板链的5′端向3′端方向移动
C．一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经过n次复制，共消耗腺嘌呤脱氧核苷酸2n－1×m个
D．一个DNA在体外复制n次所得的DNA分子中，含有亲代母链的DNA分子占1/2n－1
13．(2023·洛阳高三一模)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T—DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个核DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次，将细胞M培育成幼苗甲。下列叙述错误的是(　　)
A．甲的每一个体细胞中都含有T—DNA
B．甲成熟后自交，子一代中含T—DNA的植株占3/4
C．M经3次有丝分裂后，脱氨基位点为A—U的细胞占1/8
D．M经3次有丝分裂后，含T—DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占1/2
14．(2024·重庆万州二中高三月考)下列关于图示DNA分子的说法，正确的是(　　)
A．DNA聚合酶作用于部位③
B．该DNA分子的特异性表现在碱基种类和(A＋G)/(T＋C)的比例上
C．若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为pm/2n－p
D．把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占3/4
15．(2024·襄阳高三期末)大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌，周身鞭毛，能运动，无芽孢，主要生活在大肠内。现将一个不含放射性的大肠杆菌 (拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶) 放在含32P 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图Ⅰ 、Ⅱ两种类型的DNA (虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链) 。下列叙述正确的是 (　　)
A．大肠杆菌 DNA 复制为半保留复制，其上的基因遵循孟德尔遗传规律
B．大肠杆菌复制一次后产生的两个子代 DNA 中有 4 个游离的磷酸基团
C．第4次复制有Ⅰ 、Ⅱ两种类型，比例为 1∶8
D．复制n次需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是 (2n － 1) (m/2 － a )
难点突破练40　DNA的结构及复制的相关计算（解析版）
1．(2024·天津河北区高三月考)某双链DNA分子中，若甲链中(A＋G)/(T＋C)的比值为4，则此DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的比值为(　　)
A．1 B．1/4 C．2 D．4
答案　A
解析　由于双链DNA分子中A与T配对，G与C配对，因此A＝T，G＝C，所以双链DNA分子中(A＋G)/(T＋C)＝1，A正确。
2．(2024·广州大学附属中学高三月考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A．某双链DNA分子中有胸腺嘧啶312个，占总碱基的比例为26%，则该DNA分子上有鸟嘌呤288个
B．若质粒含有2 000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团
C．某双链DNA分子中胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%～50%
D．核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目一定相同
答案　A
解析　某双链DNA分子中有胸腺嘧啶312个，占总碱基的比例为26%，则该DNA分子上碱基总数为312÷26%＝1 200(个)，任意不互补的两个碱基之和等于碱基总数的一半，则该DNA分子中有鸟嘌呤1 200× (50%－26%)＝288(个)，A正确；质粒是环状DNA分子，不含游离的磷酸基团，B错误；某双链DNA分子中胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占该链全部碱基数目的0%～50%，C错误；A－T之间有2个氢键、C－G之间有3个氢键，因此核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目不一定相同，D错误。
3．(2024·天津杨村一中高三月考)下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)
A．G－C碱基对比例高的DNA分子，其结构稳定性相对较强
B．每个双链DNA分子中都含有2个游离的磷酸基团
C．在DNA双链中，一条单链中的值与另一条单链中的值互为倒数
D．A－P～P～P中的A与中的A代表的物质不同
答案　B
解析　若DNA分子呈链状，则双链DNA分子共含有2个游离的磷酸基团，若DNA分子呈环状，则无游离的磷酸基团，B错误；假设1链上的碱基为A1、C1、G1和T1,2链上的碱基为A2、C2、G2和T2，根据碱基互补配对原则可得，A1＝T2、C1＝G2、G1＝C2、T1＝A2，则A1＋G1＝T2＋C2、T1＋C1＝A2＋G2，所以(A1＋G1)/(T1＋C1)＝(T2＋C2)/(A2＋G2)，也就是互为倒数，C正确。
4．(2024·重庆万州二中高三期中)在搭建DNA分子模型的实验中，若有脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，4种碱基塑料片共20个(其中4个C,6个G,3个A,7个T)，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(　　)
A．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
B．能搭建出20个脱氧核苷酸
C．能搭建出410种不同的DNA分子模型
D．所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对
答案　A
解析　假设脱氧核苷酸为n个，则需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物为n＋(n/2－1)×2＝14，求得n＝8，即组成该DNA分子片段的脱氧核苷酸数为8个，就能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段，A正确，B、D错误；碱基对只能搭建4对，不能搭建出410种不同的DNA分子模型，C错误。
5．(2024·海南华侨中学高三月考)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是(　　)
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．含有14N的DNA分子占7/8
C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．复制结果共产生16个DNA分子
答案　B
解析　由于DNA分子是半保留复制，最终只有2个子代DNA各含1条15N链，1条14N链，其余DNA都含2条14N链，DNA复制4次后产生16个DNA分子，故含15N的DNA所占的比例为2/16＝1/8，含有14N的DNA分子占比为1。含有100个碱基对(200个碱基)的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，则含有腺嘌呤的个数为(200－60×2)/2＝40(个)，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为(24－1)×40＝600。
6．某双链DNA分子(用15N充分标记)含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则下列叙述正确的是(　　)
A．该DNA分子碱基排列方式共有4100种
B．该DNA分子连续复制2次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个
C．将该DNA置于含14N的培养液中复制4次后，含15N的DNA分子占1/8
D．若一条链上一个T变为A，则复制后的子代DNA分子中腺嘌呤含量升高
答案　C
解析　该双链DNA分子含有100个碱基对，且比例已经确定，因此其碱基排列方式小于4100种，A错误；该DNA分子含有腺嘌呤30个，连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为(22－1)×30＝90(个)，B错误；由于DNA分子中A与T碱基互补，若一条链上一个T突变为A，复制形成的子代DNA分子中G＝C，A＝T，故子代DNA分子中腺嘌呤含量不变，D错误。
7．(2024·湖北龙泉中学高三模拟)将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次。下列叙述正确的是(　　)
A．所有的大肠杆菌都含有15N
B．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D．含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
答案　C
8．(2023·武汉高三模拟)7－乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7－乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)所占比例为(　　)
A．10% B．20% C．35% D．45%
答案　C
解析　该DNA分子中A＝T＝30%，G＝C＝20%，如果鸟嘌呤(G)全部被7－乙基化，则G不与C配对而是与胸腺嘧啶T配对，其中的一个DNA分子中胸腺嘧啶T所占的比例为45%，则该DNA分子中原来含有的G的含量为45%－30%＝15%，另一个DNA分子中原来含有的G的含量为20%－15%＝5%，则另一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)所占比例为30%＋5%＝35%，C正确。
9．(2023·辽宁抚顺一中高三月考)已知某DNA分子共有200个碱基，其中1条链碱基的比例为A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4。下列相关说法错误的是(　　)
A．DNA分子中磷酸∶脱氧核糖∶碱基＝1∶1∶1
B．该DNA分子的碱基比例为A∶T∶C∶G＝3∶3∶7∶7
C．若该DNA分子复制3次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸420个
D．DNA分子中C、G碱基越多，其稳定性越高
答案　C
解析　该DNA分子中，其中一条链上A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4，说明该DNA分子中A＋T所占比例为30%，即A＝T＝15%，则该DNA分子中A的数目为200×15%＝30(个)，且该DNA分子复制3次共产生8个DNA分子，因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数目为30×(23－1)＝210(个)，C错误。
10．(2023·成都高三模拟)如图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列相关说法正确的是(　　)
A．该基因一定存在于细胞内的染色体DNA上
B．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)＝3/2
C．DNA解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
答案　B
解析　基因不光存在于细胞核的染色体上，还存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中，A错误；已知该基因全部碱基中A占20%，则T也占20%，A＋T占两条链碱基的比例为40%，A＋T占一条链碱基的比例也为40%，C＋G占同一条链碱基的比例为60%，因此一条链中(C＋G)/(A＋T)＝3/2，B正确；DNA解旋酶作用于②氢键部位，而DNA聚合酶作用于①磷酸二酯键部位，C错误。
11．(2023·山西实验中学高三月考)若一个DNA分子某基因共含有N个碱基，其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a＜1/2)，占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该基因所含氢键数一定大于N个
B．该基因含有N个脱氧核糖，2个游离的磷酸基团
C．该基因转录出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a
D．该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6
答案　B
解析　若该基因为环状，则不存在游离的磷酸基团，若该基因为链状，则含有2个游离的磷酸基团，B错误；设该基因的模板链为1链，据题意T1＝a，T＝A＝b，双链中A＋T＝2b，模板链的A1＋T1＝2b，则A1＝2b－a，又因该基因转录出的mRNA中尿嘧啶(U)与模板链的腺嘌呤(A)碱基互补配对，故U＝A1＝2b－a，C正确；该基因共含有N个碱基，则该基因转录形成的mRNA链中含有N/2个碱基，以该mRNA链为模板进行翻译时，每3个碱基决定1个氨基酸，即该mRNA链翻译出的蛋白质中氨基酸数最多为(N/2)/3＝N/6，由于mRNA链上的终止密码子不编码氨基酸，故氨基酸数少于N/6，D正确。
12．(2024·福州高三月考)左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡。迄今为止，只在原核生物中发现了DNA旋转酶。下列相关叙述正确的是(　　)
A．左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶从而抑制人体细胞的DNA复制，故毒副作用很大
B．DNA复制时以每条单链为模板，DNA聚合酶沿模板链的5′端向3′端方向移动
C．一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经过n次复制，共消耗腺嘌呤脱氧核苷酸2n－1×m个
D．一个DNA在体外复制n次所得的DNA分子中，含有亲代母链的DNA分子占1/2n－1
答案　D
解析　左氧氟沙星通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡，迄今为止，只在原核生物中发现了DNA旋转酶，所以左氧氟沙星不会抑制DNA聚合酶的活性从而抑制人体细胞的DNA复制，A错误；DNA复制时以每条单链为模板，DNA聚合酶只能沿模板链的3′端→5′端方向移动，子链延伸方向是5′端→3′端，B错误；一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经过n次复制，由于DNA进行半保留复制，所以共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸(2n－1)×m个，C错误。
13．(2023·洛阳高三一模)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T—DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个核DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次，将细胞M培育成幼苗甲。下列叙述错误的是(　　)
A．甲的每一个体细胞中都含有T—DNA
B．甲成熟后自交，子一代中含T—DNA的植株占3/4
C．M经3次有丝分裂后，脱氨基位点为A—U的细胞占1/8
D．M经3次有丝分裂后，含T—DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占1/2
答案　D
解析　幼苗甲是由M细胞利用植物组织培养技术形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T—DNA插入到水稻细胞 M 的某条染色体上，M细胞含有T—DNA，因此甲的每一个体细胞中都含有 T—DNA。甲植株的一条染色体中含有T—DNA，可以记为A，甲植株关于T—DNA的基因型记为Aa，甲成熟后自交，则子代中相关的基因型为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，子一代中有3/4的植株含T—DNA。M 经3次有丝分裂后，形成的子细胞有8个，由于细胞 DNA 分子单链上的一个C 脱去氨基变为U，所以是G和U配对，所以复制3次后，有4个细胞脱氨基位点为C—G,3个细胞脱氨基位点为A—T,1个细胞脱氨基位点为A—U，因此，脱氨基位点为A—U的细胞占1/8，含T—DNA 且脱氨基位点为A—T的细胞占3/8，D错误。
14．(2024·重庆万州二中高三月考)下列关于图示DNA分子的说法，正确的是(　　)
A．DNA聚合酶作用于部位③
B．该DNA分子的特异性表现在碱基种类和(A＋G)/(T＋C)的比例上
C．若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为pm/2n－p
D．把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占3/4
答案　C
解析　DNA聚合酶的作用是形成磷酸二酯键，即作用于部位①，A错误；DNA分子的特异性表现在碱基对的排列顺序上，B错误；如果该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m，则DNA分子中的全部碱基数是pm/n，G＝(pm/n－2p)÷2＝pm/2n－p，C正确；如果把该DNA放在含15N的培养液中复制两代，由于DNA分子的复制方式为半保留复制，每个DNA分子都含有15N的子链，即含有15N的DNA分子占100%，D错误。
15．(2024·襄阳高三期末)大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌，周身鞭毛，能运动，无芽孢，主要生活在大肠内。现将一个不含放射性的大肠杆菌 (拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶) 放在含32P 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图Ⅰ 、Ⅱ两种类型的DNA (虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链) 。下列叙述正确的是 (　　)
A．大肠杆菌 DNA 复制为半保留复制，其上的基因遵循孟德尔遗传规律
B．大肠杆菌复制一次后产生的两个子代 DNA 中有 4 个游离的磷酸基团
C．第4次复制有Ⅰ 、Ⅱ两种类型，比例为 1∶8
D．复制n次需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是 (2n － 1) (m/2 － a )
答案　D
解析　大肠杆菌DNA复制为半保留复制，孟德尔遗传规律只适用于真核生物的细胞核遗传，大肠杆菌是原核生物，其上的基因不遵循孟德尔遗传规律，A错误；大肠杆菌为环状DNA，没有游离的磷酸基团，B错误；DNA复制为半保留复制，所以DNA第4次复制产生的16个DNA分子中，2个为Ⅰ类型，14个为Ⅱ类型，即第4次复制产生Ⅰ、Ⅱ两种类型比例为1∶7，C错误。

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