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難點突破練40　DNA的結構及復制的相關計算
1．(2024·天津河北區高三月考)某雙鏈DNA分子中，若甲鏈中(A＋G)/(T＋C)的比值為4，則此DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的比值為(　　)
A．1 B．1/4 C．2 D．4
2．(2024·廣州大學附屬中學高三月考)下列關于雙鏈DNA分子結構的敘述，正確的是(　　)
A．某雙鏈DNA分子中有胸腺嘧啶312個，占總堿基的比例為26%，則該DNA分子上有鳥嘌呤288個
B．若質粒含有2 000個堿基，則該分子同時含有2個游離的磷酸基團
C．某雙鏈DNA分子中胞嘧啶占25%，則每條單鏈上的胞嘧啶占25%～50%
D．核苷酸數目相同的2個DNA分子，其氫鍵數目一定相同
3．(2024·天津楊村一中高三月考)下列關于DNA分子結構的敘述，錯誤的是(　　)
A．G－C堿基對比例高的DNA分子，其結構穩定性相對較強
B．每個雙鏈DNA分子中都含有2個游離的磷酸基團
C．在DNA雙鏈中，一條單鏈中的值與另一條單鏈中的值互為倒數
D．A－P～P～P中的A與中的A代表的物質不同
4．(2024·重慶萬州二中高三期中)在搭建DNA分子模型的實驗中，若有脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，脫氧核糖塑料片40個，磷酸塑料片100個，4種堿基塑料片共20個(其中4個C,6個G,3個A,7個T)，代表氫鍵的連接物若干，脫氧核糖和堿基之間的連接物若干，則(　　)
A．能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段
B．能搭建出20個脫氧核苷酸
C．能搭建出410種不同的DNA分子模型
D．所搭建的DNA分子片段最長為7個堿基對
5．(2024·海南華僑中學高三月考)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在含14N的培養基中連續復制4次。其結果不可能是(　　)
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．含有14N的DNA分子占7/8
C．復制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個
D．復制結果共產生16個DNA分子
6．某雙鏈DNA分子(用15N充分標記)含有200個堿基，一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則下列敘述正確的是(　　)
A．該DNA分子堿基排列方式共有4100種
B．該DNA分子連續復制2次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸210個
C．將該DNA置于含14N的培養液中復制4次后，含15N的DNA分子占1/8
D．若一條鏈上一個T變為A，則復制后的子代DNA分子中腺嘌呤含量升高
7．(2024·湖北龍泉中學高三模擬)將DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放在含有14N的培養基中培養，使其分裂3次。下列敘述正確的是(　　)
A．所有的大腸桿菌都含有15N
B．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2
C．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4
D．含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/8
8．(2023·武漢高三模擬)7－乙基鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶(T)配對。某DNA分子中腺嘌呤(A)占堿基總數的30%，其中的鳥嘌呤(G)全部被7－乙基化，該DNA分子正常復制產生兩個DNA分子，其中一個DNA分子中胸腺嘧啶(T)占堿基總數的45%，另一個DNA分子中胸腺嘧啶(T)所占比例為(　　)
A．10% B．20% C．35% D．45%
9．(2023·遼寧撫順一中高三月考)已知某DNA分子共有200個堿基，其中1條鏈堿基的比例為A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4。下列相關說法錯誤的是(　　)
A．DNA分子中磷酸∶脫氧核糖∶堿基＝1∶1∶1
B．該DNA分子的堿基比例為A∶T∶C∶G＝3∶3∶7∶7
C．若該DNA分子復制3次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸420個
D．DNA分子中C、G堿基越多，其穩定性越高
10．(2023·成都高三模擬)如圖為真核細胞內某基因(15N標記)的結構示意圖，該基因全部堿基中A占20%。下列相關說法正確的是(　　)
A．該基因一定存在于細胞內的染色體DNA上
B．該基因的一條核苷酸鏈中(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．將該基因置于14N培養液中復制3次后，含15N的DNA分子占1/8
11．(2023·山西實驗中學高三月考)若一個DNA分子某基因共含有N個堿基，其中胸腺嘧啶占模板鏈上所有堿基的比例為a(a＜1/2)，占該基因中所有堿基的比例為b(b＜1/2)。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．該基因所含氫鍵數一定大于N個
B．該基因含有N個脫氧核糖，2個游離的磷酸基團
C．該基因轉錄出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a
D．該基因轉錄、翻譯出的蛋白質中氨基酸數少于N/6
12．(2024·福州高三月考)左氧氟沙星的作用機制是通過特異性抑制細菌DNA旋轉酶的活性，阻止細菌DNA的復制而導致細菌死亡。迄今為止，只在原核生物中發現了DNA旋轉酶。下列相關敘述正確的是(　　)
A．左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶從而抑制人體細胞的DNA復制，故毒副作用很大
B．DNA復制時以每條單鏈為模板，DNA聚合酶沿模板鏈的5′端向3′端方向移動
C．一個含有m個腺嘌呤的DNA分子經過n次復制，共消耗腺嘌呤脫氧核苷酸2n－1×m個
D．一個DNA在體外復制n次所得的DNA分子中，含有親代母鏈的DNA分子占1/2n－1
13．(2023·洛陽高三一模)利用農桿菌轉化法，將含有基因修飾系統的T—DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統的作用下，一個核DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，脫氨基過程在細胞M中只發生一次，將細胞M培育成幼苗甲。下列敘述錯誤的是(　　)
A．甲的每一個體細胞中都含有T—DNA
B．甲成熟后自交，子一代中含T—DNA的植株占3/4
C．M經3次有絲分裂后，脫氨基位點為A—U的細胞占1/8
D．M經3次有絲分裂后，含T—DNA且脫氨基位點為A—T的細胞占1/2
14．(2024·重慶萬州二中高三月考)下列關于圖示DNA分子的說法，正確的是(　　)
A．DNA聚合酶作用于部位③
B．該DNA分子的特異性表現在堿基種類和(A＋G)/(T＋C)的比例上
C．若該DNA中A為p個，占全部堿基的n/m(m>2n)，則G的個數為pm/2n－p
D．把此DNA放在含15N的培養液中復制兩代，子代中含15N的DNA占3/4
15．(2024·襄陽高三期末)大腸桿菌是人和許多動物腸道中最主要且數量最多的一種細菌，周身鞭毛，能運動，無芽孢，主要生活在大腸內。現將一個不含放射性的大腸桿菌 (擬核DNA呈環狀，共含有m個堿基，其中有a個胸腺嘧啶) 放在含32P 標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養基中培養一段時間，檢測到如圖Ⅰ 、Ⅱ兩種類型的DNA (虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈) 。下列敘述正確的是 (　　)
A．大腸桿菌 DNA 復制為半保留復制，其上的基因遵循孟德爾遺傳規律
B．大腸桿菌復制一次后產生的兩個子代 DNA 中有 4 個游離的磷酸基團
C．第4次復制有Ⅰ 、Ⅱ兩種類型，比例為 1∶8
D．復制n次需要胞嘧啶脫氧核苷酸的數目是 (2n － 1) (m/2 － a )
難點突破練40　DNA的結構及復制的相關計算（解析版）
1．(2024·天津河北區高三月考)某雙鏈DNA分子中，若甲鏈中(A＋G)/(T＋C)的比值為4，則此DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的比值為(　　)
A．1 B．1/4 C．2 D．4
答案　A
解析　由于雙鏈DNA分子中A與T配對，G與C配對，因此A＝T，G＝C，所以雙鏈DNA分子中(A＋G)/(T＋C)＝1，A正確。
2．(2024·廣州大學附屬中學高三月考)下列關于雙鏈DNA分子結構的敘述，正確的是(　　)
A．某雙鏈DNA分子中有胸腺嘧啶312個，占總堿基的比例為26%，則該DNA分子上有鳥嘌呤288個
B．若質粒含有2 000個堿基，則該分子同時含有2個游離的磷酸基團
C．某雙鏈DNA分子中胞嘧啶占25%，則每條單鏈上的胞嘧啶占25%～50%
D．核苷酸數目相同的2個DNA分子，其氫鍵數目一定相同
答案　A
解析　某雙鏈DNA分子中有胸腺嘧啶312個，占總堿基的比例為26%，則該DNA分子上堿基總數為312÷26%＝1 200(個)，任意不互補的兩個堿基之和等于堿基總數的一半，則該DNA分子中有鳥嘌呤1 200× (50%－26%)＝288(個)，A正確；質粒是環狀DNA分子，不含游離的磷酸基團，B錯誤；某雙鏈DNA分子中胞嘧啶占25%，則每條單鏈上的胞嘧啶占該鏈全部堿基數目的0%～50%，C錯誤；A－T之間有2個氫鍵、C－G之間有3個氫鍵，因此核苷酸數目相同的2個DNA分子，其氫鍵數目不一定相同，D錯誤。
3．(2024·天津楊村一中高三月考)下列關于DNA分子結構的敘述，錯誤的是(　　)
A．G－C堿基對比例高的DNA分子，其結構穩定性相對較強
B．每個雙鏈DNA分子中都含有2個游離的磷酸基團
C．在DNA雙鏈中，一條單鏈中的值與另一條單鏈中的值互為倒數
D．A－P～P～P中的A與中的A代表的物質不同
答案　B
解析　若DNA分子呈鏈狀，則雙鏈DNA分子共含有2個游離的磷酸基團，若DNA分子呈環狀，則無游離的磷酸基團，B錯誤；假設1鏈上的堿基為A1、C1、G1和T1,2鏈上的堿基為A2、C2、G2和T2，根據堿基互補配對原則可得，A1＝T2、C1＝G2、G1＝C2、T1＝A2，則A1＋G1＝T2＋C2、T1＋C1＝A2＋G2，所以(A1＋G1)/(T1＋C1)＝(T2＋C2)/(A2＋G2)，也就是互為倒數，C正確。
4．(2024·重慶萬州二中高三期中)在搭建DNA分子模型的實驗中，若有脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，脫氧核糖塑料片40個，磷酸塑料片100個，4種堿基塑料片共20個(其中4個C,6個G,3個A,7個T)，代表氫鍵的連接物若干，脫氧核糖和堿基之間的連接物若干，則(　　)
A．能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段
B．能搭建出20個脫氧核苷酸
C．能搭建出410種不同的DNA分子模型
D．所搭建的DNA分子片段最長為7個堿基對
答案　A
解析　假設脫氧核苷酸為n個，則需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物為n＋(n/2－1)×2＝14，求得n＝8，即組成該DNA分子片段的脫氧核苷酸數為8個，就能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段，A正確，B、D錯誤；堿基對只能搭建4對，不能搭建出410種不同的DNA分子模型，C錯誤。
5．(2024·海南華僑中學高三月考)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在含14N的培養基中連續復制4次。其結果不可能是(　　)
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．含有14N的DNA分子占7/8
C．復制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個
D．復制結果共產生16個DNA分子
答案　B
解析　由于DNA分子是半保留復制，最終只有2個子代DNA各含1條15N鏈，1條14N鏈，其余DNA都含2條14N鏈，DNA復制4次后產生16個DNA分子，故含15N的DNA所占的比例為2/16＝1/8，含有14N的DNA分子占比為1。含有100個堿基對(200個堿基)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，則含有腺嘌呤的個數為(200－60×2)/2＝40(個)，故復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸為(24－1)×40＝600。
6．某雙鏈DNA分子(用15N充分標記)含有200個堿基，一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則下列敘述正確的是(　　)
A．該DNA分子堿基排列方式共有4100種
B．該DNA分子連續復制2次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸210個
C．將該DNA置于含14N的培養液中復制4次后，含15N的DNA分子占1/8
D．若一條鏈上一個T變為A，則復制后的子代DNA分子中腺嘌呤含量升高
答案　C
解析　該雙鏈DNA分子含有100個堿基對，且比例已經確定，因此其堿基排列方式小于4100種，A錯誤；該DNA分子含有腺嘌呤30個，連續復制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸數為(22－1)×30＝90(個)，B錯誤；由于DNA分子中A與T堿基互補，若一條鏈上一個T突變為A，復制形成的子代DNA分子中G＝C，A＝T，故子代DNA分子中腺嘌呤含量不變，D錯誤。
7．(2024·湖北龍泉中學高三模擬)將DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放在含有14N的培養基中培養，使其分裂3次。下列敘述正確的是(　　)
A．所有的大腸桿菌都含有15N
B．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2
C．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4
D．含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/8
答案　C
8．(2023·武漢高三模擬)7－乙基鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶(T)配對。某DNA分子中腺嘌呤(A)占堿基總數的30%，其中的鳥嘌呤(G)全部被7－乙基化，該DNA分子正常復制產生兩個DNA分子，其中一個DNA分子中胸腺嘧啶(T)占堿基總數的45%，另一個DNA分子中胸腺嘧啶(T)所占比例為(　　)
A．10% B．20% C．35% D．45%
答案　C
解析　該DNA分子中A＝T＝30%，G＝C＝20%，如果鳥嘌呤(G)全部被7－乙基化，則G不與C配對而是與胸腺嘧啶T配對，其中的一個DNA分子中胸腺嘧啶T所占的比例為45%，則該DNA分子中原來含有的G的含量為45%－30%＝15%，另一個DNA分子中原來含有的G的含量為20%－15%＝5%，則另一個DNA分子中胸腺嘧啶(T)所占比例為30%＋5%＝35%，C正確。
9．(2023·遼寧撫順一中高三月考)已知某DNA分子共有200個堿基，其中1條鏈堿基的比例為A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4。下列相關說法錯誤的是(　　)
A．DNA分子中磷酸∶脫氧核糖∶堿基＝1∶1∶1
B．該DNA分子的堿基比例為A∶T∶C∶G＝3∶3∶7∶7
C．若該DNA分子復制3次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸420個
D．DNA分子中C、G堿基越多，其穩定性越高
答案　C
解析　該DNA分子中，其中一條鏈上A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4，說明該DNA分子中A＋T所占比例為30%，即A＝T＝15%，則該DNA分子中A的數目為200×15%＝30(個)，且該DNA分子復制3次共產生8個DNA分子，因此需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸數目為30×(23－1)＝210(個)，C錯誤。
10．(2023·成都高三模擬)如圖為真核細胞內某基因(15N標記)的結構示意圖，該基因全部堿基中A占20%。下列相關說法正確的是(　　)
A．該基因一定存在于細胞內的染色體DNA上
B．該基因的一條核苷酸鏈中(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．將該基因置于14N培養液中復制3次后，含15N的DNA分子占1/8
答案　B
解析　基因不光存在于細胞核的染色體上，還存在于真核細胞的線粒體和葉綠體中，A錯誤；已知該基因全部堿基中A占20%，則T也占20%，A＋T占兩條鏈堿基的比例為40%，A＋T占一條鏈堿基的比例也為40%，C＋G占同一條鏈堿基的比例為60%，因此一條鏈中(C＋G)/(A＋T)＝3/2，B正確；DNA解旋酶作用于②氫鍵部位，而DNA聚合酶作用于①磷酸二酯鍵部位，C錯誤。
11．(2023·山西實驗中學高三月考)若一個DNA分子某基因共含有N個堿基，其中胸腺嘧啶占模板鏈上所有堿基的比例為a(a＜1/2)，占該基因中所有堿基的比例為b(b＜1/2)。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．該基因所含氫鍵數一定大于N個
B．該基因含有N個脫氧核糖，2個游離的磷酸基團
C．該基因轉錄出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a
D．該基因轉錄、翻譯出的蛋白質中氨基酸數少于N/6
答案　B
解析　若該基因為環狀，則不存在游離的磷酸基團，若該基因為鏈狀，則含有2個游離的磷酸基團，B錯誤；設該基因的模板鏈為1鏈，據題意T1＝a，T＝A＝b，雙鏈中A＋T＝2b，模板鏈的A1＋T1＝2b，則A1＝2b－a，又因該基因轉錄出的mRNA中尿嘧啶(U)與模板鏈的腺嘌呤(A)堿基互補配對，故U＝A1＝2b－a，C正確；該基因共含有N個堿基，則該基因轉錄形成的mRNA鏈中含有N/2個堿基，以該mRNA鏈為模板進行翻譯時，每3個堿基決定1個氨基酸，即該mRNA鏈翻譯出的蛋白質中氨基酸數最多為(N/2)/3＝N/6，由于mRNA鏈上的終止密碼子不編碼氨基酸，故氨基酸數少于N/6，D正確。
12．(2024·福州高三月考)左氧氟沙星的作用機制是通過特異性抑制細菌DNA旋轉酶的活性，阻止細菌DNA的復制而導致細菌死亡。迄今為止，只在原核生物中發現了DNA旋轉酶。下列相關敘述正確的是(　　)
A．左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶從而抑制人體細胞的DNA復制，故毒副作用很大
B．DNA復制時以每條單鏈為模板，DNA聚合酶沿模板鏈的5′端向3′端方向移動
C．一個含有m個腺嘌呤的DNA分子經過n次復制，共消耗腺嘌呤脫氧核苷酸2n－1×m個
D．一個DNA在體外復制n次所得的DNA分子中，含有親代母鏈的DNA分子占1/2n－1
答案　D
解析　左氧氟沙星通過特異性抑制細菌DNA旋轉酶的活性，阻止細菌DNA的復制而導致細菌死亡，迄今為止，只在原核生物中發現了DNA旋轉酶，所以左氧氟沙星不會抑制DNA聚合酶的活性從而抑制人體細胞的DNA復制，A錯誤；DNA復制時以每條單鏈為模板，DNA聚合酶只能沿模板鏈的3′端→5′端方向移動，子鏈延伸方向是5′端→3′端，B錯誤；一個含有m個腺嘌呤的DNA分子經過n次復制，由于DNA進行半保留復制，所以共需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸(2n－1)×m個，C錯誤。
13．(2023·洛陽高三一模)利用農桿菌轉化法，將含有基因修飾系統的T—DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統的作用下，一個核DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，脫氨基過程在細胞M中只發生一次，將細胞M培育成幼苗甲。下列敘述錯誤的是(　　)
A．甲的每一個體細胞中都含有T—DNA
B．甲成熟后自交，子一代中含T—DNA的植株占3/4
C．M經3次有絲分裂后，脫氨基位點為A—U的細胞占1/8
D．M經3次有絲分裂后，含T—DNA且脫氨基位點為A—T的細胞占1/2
答案　D
解析　幼苗甲是由M細胞利用植物組織培養技術形成的，在形成過程中沒有DNA的丟失，由于T—DNA插入到水稻細胞 M 的某條染色體上，M細胞含有T—DNA，因此甲的每一個體細胞中都含有 T—DNA。甲植株的一條染色體中含有T—DNA，可以記為A，甲植株關于T—DNA的基因型記為Aa，甲成熟后自交，則子代中相關的基因型為AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，子一代中有3/4的植株含T—DNA。M 經3次有絲分裂后，形成的子細胞有8個，由于細胞 DNA 分子單鏈上的一個C 脫去氨基變為U，所以是G和U配對，所以復制3次后，有4個細胞脫氨基位點為C—G,3個細胞脫氨基位點為A—T,1個細胞脫氨基位點為A—U，因此，脫氨基位點為A—U的細胞占1/8，含T—DNA 且脫氨基位點為A—T的細胞占3/8，D錯誤。
14．(2024·重慶萬州二中高三月考)下列關于圖示DNA分子的說法，正確的是(　　)
A．DNA聚合酶作用于部位③
B．該DNA分子的特異性表現在堿基種類和(A＋G)/(T＋C)的比例上
C．若該DNA中A為p個，占全部堿基的n/m(m>2n)，則G的個數為pm/2n－p
D．把此DNA放在含15N的培養液中復制兩代，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鍵，即作用于部位①，A錯誤；DNA分子的特異性表現在堿基對的排列順序上，B錯誤；如果該DNA中A為p個，占全部堿基的n/m，則DNA分子中的全部堿基數是pm/n，G＝(pm/n－2p)÷2＝pm/2n－p，C正確；如果把該DNA放在含15N的培養液中復制兩代，由于DNA分子的復制方式為半保留復制，每個DNA分子都含有15N的子鏈，即含有15N的DNA分子占100%，D錯誤。
15．(2024·襄陽高三期末)大腸桿菌是人和許多動物腸道中最主要且數量最多的一種細菌，周身鞭毛，能運動，無芽孢，主要生活在大腸內。現將一個不含放射性的大腸桿菌 (擬核DNA呈環狀，共含有m個堿基，其中有a個胸腺嘧啶) 放在含32P 標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養基中培養一段時間，檢測到如圖Ⅰ 、Ⅱ兩種類型的DNA (虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈) 。下列敘述正確的是 (　　)
A．大腸桿菌 DNA 復制為半保留復制，其上的基因遵循孟德爾遺傳規律
B．大腸桿菌復制一次后產生的兩個子代 DNA 中有 4 個游離的磷酸基團
C．第4次復制有Ⅰ 、Ⅱ兩種類型，比例為 1∶8
D．復制n次需要胞嘧啶脫氧核苷酸的數目是 (2n － 1) (m/2 － a )
答案　D
解析　大腸桿菌DNA復制為半保留復制，孟德爾遺傳規律只適用于真核生物的細胞核遺傳，大腸桿菌是原核生物，其上的基因不遵循孟德爾遺傳規律，A錯誤；大腸桿菌為環狀DNA，沒有游離的磷酸基團，B錯誤；DNA復制為半保留復制，所以DNA第4次復制產生的16個DNA分子中，2個為Ⅰ類型，14個為Ⅱ類型，即第4次復制產生Ⅰ、Ⅱ兩種類型比例為1∶7，C錯誤。

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