2027届高考生物一轮复习难点突破练50　DNA的结构、复制与表达的相关计算

**基本信息** 聚焦DNA结构、复制与表达的定量计算，以碱基互补配对原则为核心，构建"概念-原理-应用"三级解题体系，强化科学思维与生命观念的结合。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |DNA结构计算|3题（1-3）|碱基比例换算、氢键数目计算、游离磷酸基团分析|从碱基互补配对原则推导A=T/G=C，延伸至链间碱基比例关系| |DNA复制计算|5题（4-8）|半保留复制规律、同位素标记追踪、复制次数与原料消耗公式|基于复制特点建立"2ⁿ-1"原料计算模型，结合密度梯度离心分析| |基因表达计算|3题（9-11）|转录模板链识别、密码子对应关系、肽链分子量计算|通过碱基序列→mRNA→氨基酸的信息流，衔接中心法则定量关系|

难点突破练50　DNA的结构、复制与表达的相关计算 (分值∶55分) (第1～11题，每题5分，共55分。) 1．(2025·菏泽一中月考)在含有4种碱基的DNA区段，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则(　　) A．b≤0.5 B．b>0.5 C．胞嘧啶为a(1/2b－1) D．胞嘧啶为b(1/2a－1) 2．(2026·辽宁点石联考)某环状DNA分子中含有碱基A 400个、碱基G 600个。下列关于该DNA分子的叙述，正确的是(　　) A．该DNA分子中含有2 600个氢键 B．该DNA分子中碱基C的数量为400个 C．该DNA分子的复制不需要酶参与 D．该DNA分子中A＋T的数量占碱基总数的50% 3．(2025·天津河西区二模)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。下列叙述正确的是(　　) A．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，基因M的单链中含有A的比例最多为2n/N B．基因M共有4个游离的磷酸基团，有1.5N－n个氢键 C．图中a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示 D．基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 4．(2026·牡丹江模拟)一个含1 000个碱基对的DNA分子片段，其中一条链中T＋A占30%，若将该DNA分子连续复制3次，下列叙述正确的是(　　) A．该DNA分子的另一条链中T＋A占70% B．该DNA分子中含有A的数目为400个 C．该DNA分子经复制共产生16个DNA分子 D．该DNA分子第3次复制时需要消耗2 800个G 5．(2025·江苏侯集中学月考)某个DNA分子有1 000个碱基对，其中有400个C—G碱基对，某一条链(a链)上有500个A，下列叙述错误的是(　　) A．a链上有 100个 T，其互补链上有500个 T B．a链上最多有 400个G，在这种情况下其互补链上没有G C．这个 DNA分子的碱基对中一共有 2 000个氢键 D．以这个 DNA 分子为模板进行3轮复制，至少需要消耗4 200个 A 6．(2026·山西大学附中月考)含50个碱基对的DNA分子片段的两条链分别为a链和b链，其中a链中(T＋A)/(G＋C)＝2/3；该DNA分子两条链均含14N，将其在只含有15N的培养基中连续复制n次。下列叙述错误的是(　　) A．该DNA片段的b链中(G＋C)/(T＋A)的值为3/2 B．该DNA片段中含有腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为20个 C．复制n代后子代DNA中含15N的有(2n－2)个 D．若n为3，需消耗210个鸟嘌呤脱氧核苷酸 7．(2025·巴中二模)某双链 DNA 分子含有 3 000 个碱基对，其中一条链上A＋T的比例为40%。将该DNA分子放在含32P 的培养基中连续复制 3 次，下列叙述错误的是(　　) A．该DNA分子中A＋T的比例为 40%，则 G ＋ C 的比例为 60%，其中 G 的数量为1 800个 B．复制 3 次后，含有32P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 7/8，含有31P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 1/8 C．复制过程中，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为原 DNA 分子中 A 数量的 7 倍，即 8 400 个 D．该 DNA 分子的另一条链上 A ＋ T 的比例也为 40%，两条链中A＋T的比例相等，是因为碱基互补配对原则 8．(2025·郑州宇华实验学校月考)一个双链均被15N标记的DNA分子有1 500个碱基对，其中鸟嘌呤800个。该DNA分子以14N脱氧核苷酸为原料复制2次，则(　　) A．该过程共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1 400个 B．子代DNA分子一条链中A约占23% C．经密度梯度离心后试管中出现三条带 D．不含15N的DNA单链与含15N的DNA单链数量比为3∶1 9．(2025·济宁实验中学月考)已知某病毒的链状DNA 分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，G与C之和占全部碱基的35.8%。该DNA 分子一条已知链上的T与C 分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，其中部分碱基序列是5′－TGCATCAAG－3′。下列叙述错误的是(　　) A．该DNA 分子中含有2个游离的磷酸基团、(1.5a－m) 个氢键 B．该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸7.5(a－2m)个 C．已知链的互补链中T和C分别占该链碱基总数的31.3%和18.7% D．已知链对应的互补链的部分碱基序列是5′－ACGTAGTTC－3′ 10．(2025·安庆怀宁二中月考)某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为(　　) A．2/3ab－6b＋18n B．1/3ab－6b C．1/3ab－(1/3b－n)×18 D．(1/3b－a)×18 11．(2026·泰安联考)某原核生物DNA一条链的序列为5′－ATCGATCGATCGATGGCT……GTATAACTAGCTAGCT－3′，共含70个碱基，该链为非转录模板链。起始密码子为：5′－AUG－3′，终止密码子为5′－UAA－3′，“……”处不含编码起始密码子和终止密码子的序列。该段DNA编码的多肽链含有的氨基酸数目最多为(　　) A．12 B．15 C．18 D．24 难点突破练50　DNA的结构、复制与表达的相关计算参考答案 (分值∶55分) (第1～11题，每题5分，共55分。) 1．(2025·菏泽一中月考)在含有4种碱基的DNA区段，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则(　　) A．b≤0.5 B．b>0.5 C．胞嘧啶为a(1/2b－1) D．胞嘧啶为b(1/2a－1) 答案　C 解析　A＝T，G＝C，若无G和C，则b＝0.5，由于该区段含有4种碱基，即含有A、T、G、C，则b小于0.5，A、B错误；双链DNA分子中，A＝T，G＝C，由题意可知，腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，所以该DNA分子的碱基总数是a/b，因此胞嘧啶＝(a/b－2a)×1/2＝a(1/2b－1)个，C正确，D错误。 2．(2026·辽宁点石联考)某环状DNA分子中含有碱基A 400个、碱基G 600个。下列关于该DNA分子的叙述，正确的是(　　) A．该DNA分子中含有2 600个氢键 B．该DNA分子中碱基C的数量为400个 C．该DNA分子的复制不需要酶参与 D．该DNA分子中A＋T的数量占碱基总数的50% 答案　A 解析　每个A－T碱基对含2个氢键，每个C－G碱基对含3个氢键，已知A＝400，G＝600，则T＝400，C＝600。总氢键数为(400×2)＋(600×3)＝2 600，A正确，B错误；DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等参与，C错误；A＋T的总数为400＋400＝800，G＋C的总数为600＋600＝1 200，碱基总数为800＋1 200＝2 000，A＋T占比为800/2 000＝40%，D错误。 3．(2025·天津河西区二模)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。下列叙述正确的是(　　) A．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，基因M的单链中含有A的比例最多为2n/N B．基因M共有4个游离的磷酸基团，有1.5N－n个氢键 C．图中a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示 D．基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 答案　A 解析　等位基因是由基因突变产生的，基因突变是碱基对增添、替换或缺失造成的，故基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，当基因M中含有的A都在a链上时，a链含有A的比例最多，此种情况下A占a链的比例为n÷(N/2) ＝2n/N，A正确；基因M的每一条链有1个游离的磷酸基团，因此基因M含有2个游离的磷酸基团，由题意可知，基因M共含有A＋T＋G＋C＝N个碱基，其中A(腺嘌呤)＝T＝n个，则C＝G＝(N－2n)/2个，由于A－T之间有2个氢键，C－G之间有3个氢键，因此该基因中含有氢键数目为2n＋3×(N－2n)/2＝1.5N－n个，B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，因此基因M的等位基因m不能用b表示，C错误；基因M是具有遗传效应的DNA片段，基因M的双螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸(不是磷脂)交替连接排列在外侧，构成基本骨架，D错误。 4．(2026·牡丹江模拟)一个含1 000个碱基对的DNA分子片段，其中一条链中T＋A占30%，若将该DNA分子连续复制3次，下列叙述正确的是(　　) A．该DNA分子的另一条链中T＋A占70% B．该DNA分子中含有A的数目为400个 C．该DNA分子经复制共产生16个DNA分子 D．该DNA分子第3次复制时需要消耗2 800个G 答案　D 解析　该DNA分子的一条链中T＋A占30%，根据碱基互补配对原则，则另一条链中T＋A也等于30%，A错误；1 000个碱基对的DNA分子片段，其中一条链中T＋A占30%，则整个DNA中T＋A也等于30%，又因A＝T，A占15%，故A＝1 000×2×15%＝300(个)，B错误；DNA复制3次后，DNA分子数为23＝8(个)，C错误；该DNA分子中G的数目＝(1 000×2－300×2)/2＝700，第3次复制时，是4个DNA分子进行复制，因此需要G＝700×4＝2 800(个)，D正确。 5．(2025·江苏侯集中学月考)某个DNA分子有1 000个碱基对，其中有400个C—G碱基对，某一条链(a链)上有500个A，下列叙述错误的是(　　) A．a链上有 100个 T，其互补链上有500个 T B．a链上最多有 400个G，在这种情况下其互补链上没有G C．这个 DNA分子的碱基对中一共有 2 000个氢键 D．以这个 DNA 分子为模板进行3轮复制，至少需要消耗4 200个 A 答案　C 解析　该DNA分子有1 000个碱基对，则a链上有1 000个碱基，a链上有500个A，互补链上必有500个T，a链上应还有1 000－500－400＝100(个)T，A正确；该DNA分子有1 000个碱基对，其中有400个C—G碱基对，a链上全是G没有C时，G最多有 400个，此时其互补链上全为C没有G，B正确；该DNA分子有1 000个碱基对，其中有400个C—G碱基对，则A—T碱基对有600个，所以这个 DNA分子的碱基对中一共有 400×3＋600×2＝2 400(个)氢键，C错误；由上述分析可知，一个DNA 分子有600个A，以这个 DNA 分子为模板进行3轮复制，总共有8个DNA分子，相当于新合成7个DNA分子，至少需要消耗7×600＝4 200(个)A，D正确。 6．(2026·山西大学附中月考)含50个碱基对的DNA分子片段的两条链分别为a链和b链，其中a链中(T＋A)/(G＋C)＝2/3；该DNA分子两条链均含14N，将其在只含有15N的培养基中连续复制n次。下列叙述错误的是(　　) A．该DNA片段的b链中(G＋C)/(T＋A)的值为3/2 B．该DNA片段中含有腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为20个 C．复制n代后子代DNA中含15N的有(2n－2)个 D．若n为3，需消耗210个鸟嘌呤脱氧核苷酸 答案　C 解析　a链中(T＋A)/(G＋C)＝2/3，根据碱基互补配对原则，b链中(G＋C)/(T＋A)等于a链的倒数，即3/2，A正确；整个DNA分子中，含50个碱基对，由于a链中(T＋A)/(G＋C)＝2/3，所以T＋A＝50×2/3＝20，b链中T＋A也有20个，所以T＋A共40个，由于DNA分子中，A＝T，所以腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为20个，B正确；因复制原料为15N，所以所有子代DNA均含15N，故含15N的DNA数为2n个，C错误；根据B选项可知G含有30个，则复制3次需消耗G的数目为30×(23－1)＝210，D正确。 7．(2025·巴中二模)某双链 DNA 分子含有 3 000 个碱基对，其中一条链上A＋T的比例为40%。将该DNA分子放在含32P 的培养基中连续复制 3 次，下列叙述错误的是(　　) A．该DNA分子中A＋T的比例为 40%，则 G ＋ C 的比例为 60%，其中 G 的数量为1 800个 B．复制 3 次后，含有32P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 7/8，含有31P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 1/8 C．复制过程中，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为原 DNA 分子中 A 数量的 7 倍，即 8 400 个 D．该 DNA 分子的另一条链上 A ＋ T 的比例也为 40%，两条链中A＋T的比例相等，是因为碱基互补配对原则 答案　B 解析　双链DNA中，互补链的A＋T比例相等，整个DNA分子中A＋T占40%，则G＋C占60%。总碱基数为3 000×2＝6 000，G＋C数目为6 000×60%＝3 600，G数目为3 600÷2＝1 800，A正确。DNA复制为半保留复制，初始DNA两条链含31P，复制3次后得到8个DNA分子，其中2个含31P(各含一条母链)，其余6个全为32P。因此，含32P的DNA占100%，含31P的占2/8＝1/4，B错误。原DNA中A＋T＝40%，A的数目为(3 000×2×40%)÷2＝1 200。复制3次相当于新合成7个DNA，所需A为1 200×7＝8 400，C正确。互补链的A＋T比例由碱基互补配对原则决定，与原链相同(40%)，D正确。 8．(2025·郑州宇华实验学校月考)一个双链均被15N标记的DNA分子有1 500个碱基对，其中鸟嘌呤800个。该DNA分子以14N脱氧核苷酸为原料复制2次，则(　　) A．该过程共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1 400个 B．子代DNA分子一条链中A约占23% C．经密度梯度离心后试管中出现三条带 D．不含15N的DNA单链与含15N的DNA单链数量比为3∶1 答案　D 解析　该DNA分子有1 500个碱基对，共3 000个碱基，其中鸟嘌呤800个，根据碱基互补配对原则，该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸也是800个，该DNA 复制了两次，得到4个DNA，所以共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸(22－1)×800＝2 400(个)，A错误；由上述分析可得，该DNA分子中A占1 500－800＝700(个)，无法计算子代DNA分子一条链中A的含量，B错误；由于DNA复制是半保留复制，所以具有15N的DNA分子的两条链中只有一条含有15N，且有两个含有15N的DNA分子，其他两个DNA分子只含14N，则经密度梯度离心后试管中出现两条带，C错误；亲代DNA有两条链均被15N标记，又因为DNA复制属于半保留复制，所以亲代的两条被标记的链分别去到了两个子代DNA分子中，所以复制完成后，得到四个DNA分子共8条链，其中不含15N的脱氧核苷酸链6条，含有15N的脱氧核苷酸链2条，数量比为3∶1，D正确。 9．(2025·济宁实验中学月考)已知某病毒的链状DNA 分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，G与C之和占全部碱基的35.8%。该DNA 分子一条已知链上的T与C 分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，其中部分碱基序列是5′－TGCATCAAG－3′。下列叙述错误的是(　　) A．该DNA 分子中含有2个游离的磷酸基团、(1.5a－m) 个氢键 B．该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸7.5(a－2m)个 C．已知链的互补链中T和C分别占该链碱基总数的31.3%和18.7% D．已知链对应的互补链的部分碱基序列是5′－ACGTAGTTC－3′ 答案　D 解析　该DNA 分子为链状，因此，其结构中含有2个游离的磷酸基团，其中碱基总数为a个，腺嘌呤为m个，则鸟嘌呤为(a/2－m)个，又因为A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，则该DNA分子中含有的氢键数目为2m＋3(a/2－m)＝ (1.5a－m) 个氢键，A正确；该DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为(a/2－m)，该DNA分子复制4次，相当于新合成24－1＝15(个)DNA分子，则该过程中需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为15(a/2－m)＝7.5(a－2m)个，B正确；已知该DNA 分子一条已知链上的T与C 分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，且该DNA分子中G与C之和占全部碱基的35.8%，A和T碱基之和为64.2%，则其互补链中T的比例为64.2%－32.9%＝31.3%，C占该链碱基总数的比例为35.8%－17.1%＝18.7%，C正确；DNA两条链的关系表现为反向平行关系，已知链部分碱基序列是5′－TGCATCAAG－3′，则对应的互补链的部分碱基序列是5′－CTTGATGCA－ 3′，D错误。 10．(2025·安庆怀宁二中月考)某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为(　　) A．2/3ab－6b＋18n B．1/3ab－6b C．1/3ab－(1/3b－n)×18 D．(1/3b－a)×18 答案　C 解析　控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质由b/3个氨基酸缩合而成；氨基酸平均相对分子质量为a，则组成该蛋白质的氨基酸的总相对分子质量为1/3ab；由于氨基酸经脱水缩合形成n条肽链，进而组成该蛋白质共脱去(1/3b－n)水分子，相对分子质量减少(1/3b－n)×18。即该蛋白质的相对分子质量为1/3ab－(1/3b－n)×18，C正确。 11．(2026·泰安联考)某原核生物DNA一条链的序列为5′－ATCGATCGATCGATGGCT……GTATAACTAGCTAGCT－3′，共含70个碱基，该链为非转录模板链。起始密码子为：5′－AUG－3′，终止密码子为5′－UAA－3′，“……”处不含编码起始密码子和终止密码子的序列。该段DNA编码的多肽链含有的氨基酸数目最多为(　　) A．12 B．15 C．18 D．24 答案　B 解析　题目给出的DNA链为非转录模板链(编码链)，转录时，mRNA的序列与编码链大体相同(仅T→U)且方向相同(5′→3′)，起始密码子对应DNA编码链的序列为ATG。在给出的序列中，ATGGCT部分包含ATG(位置13～15)，终止密码子对应DNA编码链的序列为TAA(位置58～60)。mRNA由起始密码子AUG到终止密码子UAA，共有60－13＋1＝48(个)碱基，由于每3个相邻的碱基编码1个氨基酸且终止密码子UAA不编码氨基酸，故氨基酸数目最多为(48－3)÷3＝15(个)，B符合题意。 . 学科网（北京）股份有限公司 $