2022届高考生物一轮复习专题训练45　突破DNA的结构及复制的相关计算（解析版）

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难点突破练45　突破DNA的结构及复制的相关计算1．(2021·宁夏石嘴山市第三中学高三月考)一个用15N标记的DNA分子片段中含有50个碱基对，其中一条链中T＋A占40%。若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次，下列相关叙述正确的是(　　)A．该DNA分子的另一条链中T＋A占60%B．该DNA分子中含有碱基A的数目为40个C．该DNA分子第3次复制时需要消耗120个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸D．经3次复制后，子代DNA分子中含14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为1/8答案　C解析　在双链DNA分子中，两条链中A＋T或C＋G所占比例相等，故该DNA分子的另一条链中T＋A也占40%，A错误；整个DNA分子中A＝T，因此该DNA分子中含有的碱基A数目为50×2×40%×1/2 ＝20(个)，B错误；该DNA分子中所含碱基G的数目为(50×2－20×2)×1/2 ＝30(个)，故第3次复制时，需要消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为30×23－1＝120(个)，C正确；经过3次复制后，子代DNA分子中含有14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为7/8，D错误。2．(2021·辽宁沈阳高三期中)某病毒的DNA分子共有碱基600个，其中一条链的碱基比例为A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2 100个，下列相关叙述错误的是(　　)A．该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制B．子代病毒的DNA中(A＋T)/(C＋G)＝3/7C．该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNAD．该病毒DNA复制3次共需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸答案　D解析　病毒DNA在宿主细胞中复制时遵循DNA分子半保留复制的原则，A正确；该DNA分子中(A＋T)/(C＋G)＝3/7，根据碱基互补配对关系，子代病毒的DNA中(A＋T)/(C＋G)＝3/7，B正确；由题干信息可知，在侵染宿主细胞时共消耗嘌呤类碱基2 100个，应是复制了3次，则该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA，C正确；该病毒DNA复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为(23－1)×90＝630(个)，D错误。3．(2021·河南洛阳一中高三月考)如图表示有关DNA分子中的部分关系，下列判断正确的是(　　)A．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的量，则符合甲曲线变化B．若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量，则符合甲曲线变化C．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量，则符合乙曲线变化D．若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量，则符合乙曲线变化答案　C解析　DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的量是互为倒数的关系，此情况不符合甲曲线变化，A错误；DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量互为倒数，B错误；根据碱基互补配对原则，DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量是相等的，此情况符合乙曲线变化，C正确；由于DNA中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C，嘌呤数＝嘧啶数，整个的量始终等于1，但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的量不确定，D错误。4．下列关于DNA分子的结构与复制的叙述中，正确的是(　　)①含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m·2n－1个②在一个双链DNA分子中，G＋C占碱基总数的M%，那么该DNA分子的每条链中的G＋C都占该链碱基总数的M%③细胞内全部DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记④DNA双链被32P标记后在不含32P的环境中复制n次，子代DNA中有标记的占1/2nA．①②  B．②③  C．③④  D．②④答案　A解析　含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制，其实就是有2n－1个DNA分子在复制，每个需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸，那么2n－1个DNA分子就需要m·2n－1个腺嘌呤脱氧核苷酸，①正确；在一个双链DNA分子中，G＋C占碱基总数的M%，由于两条链中G＋C的数目是相等的，那么该DNA分子的每条链中G＋C所占比例就相当于分子、分母各减半，其比例是不变的，②正确；细胞内全部DNA被32P标记后，在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂时，细胞复制后的每条染色体中都有一条姐妹染色单体被32P标记，在有丝分裂后期，着丝点分开后，有一半染色体带有标记，两条姐妹染色单体分开后向两极移动是随机的，所以进入某一个子细胞的染色体不一定有一半带有标记，③错误；DNA双链被32P标记后在不含32P的环境中不管复制多少次，都只有2个DNA带有标记，所以复制n次，子代DNA中有标记的占2/2n，④错误。5．(2021·山东广饶一中高三期中)大肠杆菌拟核含有一个环状DNA分子，细胞分裂前先进行DNA的复制。据下图分析，下列说法错误的是(　　)A．上述过程需要解旋酶、DNA聚合酶的参与B．把只含14N的甲放在含15N的培养液中复制三代，子代甲中不含14N的DNA占75%C．若甲总碱基数为a，含有腺嘌呤p个，则鸟嘌呤的数目为a/2－pD．上述过程提高复制效率的方式主要依靠两个起点同时进行复制答案　D解析　DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶，A正确；一个只含14N的DNA放在含15N的培养液中复制三代，总的DNA分子数有8个，而含14N的DNA分子数有2个，所以不含14N的DNA占75%，B正确；根据碱基互补配对的原则，A＝T，G＝C，所以总碱基数为a，含有腺嘌呤p个，则鸟嘌呤的数目为(a－2p)/2＝a/2－p，C正确；图中显示从DNA的一个复制起点开始进行双向复制提高复制的效率，D错误。6. (2020•张家口质检)DNA双螺旋结构是1953年沃森和克里克发现的，现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是(　　)A．基因M共有4个游离的磷酸，(1.5N＋n)个氢键B．如图a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示；a链含有A的比例最多为2n/NC．基因M为双螺旋结构，核糖和磷酸交替排列在外侧，构成基本骨架D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等 答案　D解析　基因M的每一条链有1个游离的磷酸，因此共有2个游离的磷酸，A项错误；基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，B项错误；DNA双螺旋结构中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，C项错误；基因M和它的等位基因m的碱基数或排列顺序可以不同，D项正确。7．(2021·山西实验中学月考)某种病理性近视(相关基因为H、h)与基因HLA有关，若该基因位于常染色体上且含有3 000个碱基，其中胸腺嘧啶900个，下列说法错误的是(　　)A．女性携带者进行正常减数分裂，H和H基因分离发生在减数第二次分裂B．HLA基因复制两次需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸1 200个C．HLA基因利用标记的脱氧核苷酸复制n次，则不含放射性的DNA分子数为0D．该病在男性和女性群体中的发病率相同答案　B解析　女性携带者基因型为Hh，正常情况下，减数分裂过程中H和H基因位于姐妹染色单体上，其分离发生在减数第二次分裂，A正确；该基因中，A＝T、C＝G，故HLA基因含有A＝T＝900(个)，其复制两次，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸900×(22－1)＝2 700(个)，B错误；HLA基因利用标记的脱氧核苷酸复制n次，所有子代DNA均含标记的脱氧核苷酸，不含放射性的DNA分子数为0，C正确；基因位于常染色体的疾病在男性和女性群体中的发病率相同，D正确。8．(2021·江苏宿迁一中高三期中)某生物双链DNA分子的一条链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占该链碱基总数的40%，在限制酶的作用下被切成D1和D2两个DNA片段(酶切位点如图所示)，下列叙述正确的是(　　)A．该DNA分子中A＋T占碱基总数的50%B．若D1中的A/C＝m，则D2中的A/C＝1/mC．D1和D2片段中(A＋C)/(T＋G)的比值相等D．D2片段中一条链上的碱基通过氢键相互连接答案　C解析　DNA分子的一条链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占该链碱基总数的40%，则该DNA分子中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数也是40%，A错误；D1与D2是不同的DNA片段，无直接关系，故无法判断D1和D2中A/C的关系，B错误；由图可知，在限制酶作用下将一个DNA片段切割成2个DNA片段(平末端)，DNA双链中，A＝T，G＝C，故D1和D2片段中(A＋C)/(T＋G)的比值均等于1，C正确；D2片段中一条链上的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，而不是通过氢键连接，D错误。9．(2021·首都师范大学附属中学高三月考)下图所示DNA分子片段中一条链含15N，另一条链含14N。下列有关说法错误的是(　　)A．DNA连接酶和DNA聚合酶都催化形成①处的化学键B．解旋酶作用于③处，而②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸C．若该DNA分子中一条链上G＋C＝56%，则无法确定整个DNA分子中T的含量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100%答案　C解析　若该DNA分子中一条链上G＋C＝56%，依据碱基互补配对原则，另一条链上G＋C＝56%，整个DNA分子中G＋C＝56%，A＋T＝44%，A＝T，则T占22%，C错误。10. (2021·山东烟台二中高三期中)某长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子中含鸟嘌呤700个。该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列有关叙述中正确的是(　　)A．复制该DNA分子共需形成1 000个磷酸二酯键，与该键形成相关的酶有DNA聚合酶B．该DNA分子复制时，以1链和2链为模板合成子链的方向分别为3′端→5′端、5′端→3′端C．该DNA分子与链状DNA分子的复制过程不都是边解旋边复制D．若该DNA分子连续复制n次，则第n次复制所需要的腺嘌呤的总数为2n－1·300答案　D解析　DNA分子中相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键连接起来，因此该双链环状DNA复制时共需形成2 000个磷酸二酯键，与该键形成相关的酶有DNA聚合酶，A错误；该DNA分子复制时，以1链和2链为模板合成子链的方向均为5′端→3′端，B错误；该DNA分子与链状DNA分子的复制过程相似，均为边解旋边复制，为半保留复制，C错误；长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子中含鸟嘌呤700个，则其中含有的腺嘌呤的数目为300个，若该DNA分子连续复制n次，则第n次复制相当于新形成DNA的数目为2n－1个，因此需要腺嘌呤的总数为2n－1·300个，D正确。11．如图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题：(1)写出图中序号代表结构的中文名称：①________，⑦____________________，⑧___________________________，⑨____________________________。(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基团。(3)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的__________________(填序号)中可检测到15N。若细胞在该培养液中分裂4次，该DNA分子也复制4次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。(4)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________________个。答案　(1)胞嘧啶　脱氧核糖　鸟嘌呤脱氧核苷酸　一条脱氧核苷酸链的片段　(2)4　2　(3)①②③④⑥⑧⑨　1∶8　(4)15·(a/2－m)解析　根据碱基互补配对原则可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基团，⑥是鸟嘌呤，⑦是脱氧核糖，⑧是鸟嘌呤脱氧核苷酸，⑨是一条脱氧核苷酸链的片段。该DNA分子复制4次，产生16个DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，含14N的DNA分子共2个，所有的DNA分子都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例为1∶8。A＝T＝m，则G＝C＝a/2－m，复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24－1)×(a/2－m)＝15·(a/2－m)。12．图1是用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA分子片段上被标记的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序(TGCGTATTGG)，请回答下列问题： (1)据图1推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是________个。(2)根据图1脱氧核苷酸链碱基排序，图2显示的脱氧核苷酸链碱基序列为____________________(从上往下)。(3)图1所测定的DNA片段与图2所显示的DNA片段中的(A＋G)/(T＋C)总是为________________，由此证明DNA分子碱基数量关系是________________________________。图1中的DNA片段与图2中的DNA片段中A/G的值分别为______________、______________，由此说明了DNA分子的特异性。(4)若用35S标记某噬菌体，让其在不含35S的细菌中繁殖5代，含有35S标记的噬菌体所占比例为________________________________________________________________________。答案　(1)5　(2)CCAGTGCGCC　(3)1　嘌呤数等于嘧啶数　1　1/4　(4)0解析　(1)图1所示的一条链上有4个G、1个C，故另一条链上有1个G、4个C，所以此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是5个。(2)由图1确定从左到右的四种碱基依次是A、C、G、T，故图2中从上往下的脱氧核苷酸链碱基序列为CCAGTGCGCC。(3)因是双链DNA，A＝T、C＝G，故其中(A＋G)/(T＋C)总是为1。图1中的DNA片段的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为TGCGTATTGG，可计算出此DNA片段中的A/G＝(1＋4)/(4＋1)＝1；图2中的DNA片段中的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为CCAGTGCGCC，可计算出此DNA片段中的A/G＝(1＋1)/(3＋5)＝1/4。(4)35S标记噬菌体蛋白质外壳，因亲代噬菌体蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，故子代噬菌体中都不含35S。