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高考生物大一轮 第3章 第2节 DNA分子的结构 第3节 DNA的复制 第4节 基因是有遗传效应的DNA片段配套精讲课件 新人教版必修2.ppt

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    • 第2节 DNA分子的结构第3节 DNA的复制第4节 基因是有遗传效应的DNA片段 考纲考纲考情考情三年三年1111考 高考指数:考 高考指数:★★★★★★★★★★1.DNA1.DNA分子结构的主要特点 分子结构的主要特点 ⅡⅡ2.DNA2.DNA分子的复制 分子的复制 ⅡⅡ3.3.基因的概念 基因的概念 ⅡⅡ 【【知识梳理知识梳理】】一、一、DNADNA分子的结构分子的结构1.1.化学组成:化学组成:(1)(1)元素组成:元素组成:C C、、H H、、O O、、N N、、P P(2)(2)基本单位:基本单位:________________________________________含氮碱基:含氮碱基:______________________磷酸磷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖A A、、T T、、G G、、C C 2.2.平面结构:平面结构:(1)(1)基本骨架:基本骨架:______________________________交替连接而成的反向平行长交替连接而成的反向平行长链2)(2)内侧:碱基对内侧:碱基对 遵循遵循__________________________原则。

      原则3.3.空间结构:规则的空间结构:规则的______________结构A=__(A=__(或或__=A)__=A)__≡C(__≡C(或或C≡__) C≡__) 磷酸、脱氧核糖磷酸、脱氧核糖T TT TG GG G双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对 二、二、DNADNA分子的复制分子的复制时间时间__________________________________________________________________________场所场所_______(_______(主要主要) )、线粒体、叶绿体、拟核、细胞质基质、线粒体、叶绿体、拟核、细胞质基质( (质粒质粒) )条件条件模板模板亲代亲代DNADNA分子的分子的______________原料原料细胞中游离的细胞中游离的____________________________能量能量________酶酶解旋酶、解旋酶、____________________等等有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期细胞核细胞核两条链两条链4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸ATPATPDNADNA聚合酶聚合酶 结构结构基础基础提供精确的模板:提供精确的模板:__________________________________确保复制准确无误:确保复制准确无误:__________________________过程过程_____→_____→合成子链合成子链→→形成子代形成子代DNADNA方式方式______________________特点特点__________________________结果结果形成两个形成两个__________________的的DNADNA分子分子意义意义将将__________________从亲代传递给子代,保证了从亲代传递给子代,保证了__________________的连续性的连续性独特的双螺旋结构独特的双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对解旋解旋半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制完全相同完全相同遗传信息遗传信息遗传信息遗传信息 三、基因是有遗传效应的三、基因是有遗传效应的DNADNA片段片段1.1.基因与染色体、基因与染色体、DNADNA的关系:的关系:(1)(1)基因与染色体的关系:基因在染色体上呈基因与染色体的关系:基因在染色体上呈__________排列。

      排列2)(2)染色体主要由染色体主要由DNADNA和蛋白质构成一个和蛋白质构成一个DNADNA上有上有__________个基个基因构成基因的碱基数因构成基因的碱基数_____(_____(填填““大于大于”“”“小于小于””或或““等于等于””) )DNADNA分子的碱基总数分子的碱基总数3)(3)基因的本质是有基因的本质是有__________________的的DNADNA片段遗传信息蕴藏在片段遗传信息蕴藏在________________的排列顺序之中的排列顺序之中线性线性许多许多小于小于遗传效应遗传效应4 4种碱基种碱基 2.2.将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上:将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上:a.a.染色体 染色体 b.DNAb.DNA  c.c.基因 基因 d.d.脱氧核苷酸脱氧核苷酸d dc cb ba a 【【盲点判断盲点判断】】1.DNA1.DNA分子的两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结分子的两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构 ( )( )2.DNA2.DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。

       而成的 ( )( )3.(20123.(2012··江苏高考江苏高考T2C)T2C)沃森和克里克提出在沃森和克里克提出在DNADNA双螺旋结构双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 中嘧啶数不等于嘌呤数 ( )( )4.(20114.(2011··海南高考海南高考T16B)DNAT16B)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的 的碱基一定是通过氢键连接的 ( )( )5.DNA5.DNA复制遵循碱基互补配对原则,新合成的两条子链形成复制遵循碱基互补配对原则,新合成的两条子链形成新的新的DNADNA双链 ( )( )××√√××√√×× 【【盲点判断点拨盲点判断点拨】】1.DNA1.DNA分子是由脱氧核苷酸组成的,分子是由脱氧核苷酸组成的,DNADNA分子的两条脱氧核苷酸分子的两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构长链反向平行盘旋成双螺旋结构2.DNA2.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧基本骨架,碱基排列在内侧3.3.沃森和克里克在提出沃森和克里克在提出DNADNA双螺旋结构时的依据是双螺旋结构时的依据是A A和和T T的含量的含量总是相等,总是相等,G G和和C C的含量也相等。

      的含量也相等4.DNA4.DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基是通过氢键连接的,分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基是通过氢键连接的,其中其中A A与与T T之间为两个氢键,之间为两个氢键,G G与与C C之间为三个氢键之间为三个氢键5.DNA5.DNA分子的复制方式为半保留复制,是边解旋边复制,所以分子的复制方式为半保留复制,是边解旋边复制,所以子代子代DNADNA分子中包含一条母链和一条子链分子中包含一条母链和一条子链 【【网络概览网络概览】】 考点一考点一 DNADNA分子的结构及相关计算分子的结构及相关计算  1.1.基本组成单位:脱氧核苷酸基本组成单位:脱氧核苷酸 2.2.结构图解:结构图解: 图解各部分的含义:图解各部分的含义:①①磷酸:磷酸:DNADNA分子中绝大多数脱氧核糖都连接分子中绝大多数脱氧核糖都连接2 2个磷酸,个磷酸,1 1个个DNADNA分子中只有分子中只有2 2个游离的磷酸个游离的磷酸②②磷酸二酯键:两个脱氧核苷酸相连的化学键可用限制酶切磷酸二酯键:两个脱氧核苷酸相连的化学键可用限制酶切断,可用断,可用DNADNA连接酶或连接酶或DNADNA聚合酶连接。

      聚合酶连接③③脱氧核糖:脱氧核苷酸的组成部分脱氧核糖:脱氧核苷酸的组成部分④④碱基:共有碱基:共有4 4种,分别是种,分别是A(A(腺嘌呤腺嘌呤) )、、T(T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶) )、、G(G(鸟嘌鸟嘌呤呤) )、、C(C(胞嘧啶胞嘧啶) )⑤⑤碱基对:碱基对:A A与与T T、、G G与与C C分别配对,遵循碱基互补配对原则分别配对,遵循碱基互补配对原则 ⑥⑥氢键:配对的碱基之间通过氢键相连,可用氢键:配对的碱基之间通过氢键相连,可用DNADNA解旋酶断裂,解旋酶断裂,也可用高温断裂碱基也可用高温断裂碱基A A和和T T之间有之间有2 2个氢键,个氢键,G G和和C C之间有之间有3 3个氢个氢键⑦⑦脱氧核苷酸:含有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基各脱氧核苷酸:含有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基各1 1个是DNADNA的基本组成单位,的基本组成单位,DNADNA初步水解的产物初步水解的产物⑧⑧脱氧核苷酸链:两条反向平行的脱氧核苷酸链盘绕成双螺旋脱氧核苷酸链:两条反向平行的脱氧核苷酸链盘绕成双螺旋结构,组成结构,组成DNADNA⑨⑨DNADNA的内侧:由碱基对按不同的顺序排列而成,决定了的内侧:由碱基对按不同的顺序排列而成,决定了DNADNA的的特异性和多样性。

      特异性和多样性⑩⑩DNADNA的外侧:由脱氧核糖和磷酸交替连接而成,构成了的外侧:由脱氧核糖和磷酸交替连接而成,构成了DNADNA的的基本骨架基本骨架 3.DNA3.DNA分子的结构特点:分子的结构特点:(1)(1)稳定性:稳定性:DNADNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变,两条中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变,两条链间碱基互补配对的方式不变链间碱基互补配对的方式不变2)(2)多样性:多样性:DNADNA分子中碱基的排列顺序多种多样分子中碱基的排列顺序多种多样3)(3)特异性:每种特异性:每种DNADNA有别于其他有别于其他DNADNA的特定的碱基排列顺序的特定的碱基排列顺序 4.DNA4.DNA分子中与碱基互补配对有关的碱基计算:分子中与碱基互补配对有关的碱基计算:根据根据A=TA=T,,G=CG=C,图示如下:,图示如下:αα链链——A A——G G——C C——T T——T T——C C——C C—……—……m mββ链链——T T——C C——G G——A A——A A——G G——G G—……—……m m则:则:简记为简记为““配对的两碱基之和在单双链中所占比例相等配对的两碱基之和在单双链中所占比例相等””。

      (3)(3)设设 =n=n,则,则 且以且以αα链为模板合成的链为模板合成的RNARNA中中简记为简记为““DNADNA两互补链中,不配对的两碱基之和的比值乘积两互补链中,不配对的两碱基之和的比值乘积为为1 1””4)(4)在一个双链在一个双链DNADNA分子中,某碱基占碱基总数的百分数等于分子中,某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值每条链中该碱基所占比例的平均值即即 【【思维拓展思维拓展】】DNADNA分子的水解产物及氢键数目分子的水解产物及氢键数目(1)DNA(1)DNA分子的水解产物:初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水分子的水解产物:初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和四种碱基解产物是磷酸、脱氧核糖和四种碱基2)(2)氢键数目的计算:若碱基对数为氢键数目的计算:若碱基对数为n n,则氢键数为,则氢键数为2n2n~~3n3n,若,若已知已知A A有有m m个,则氢键数为个,则氢键数为3n-m3n-m 【【通关题组通关题组】】1.(DNA1.(DNA分子的结构分子的结构)(2014)(2014··济南模拟济南模拟) )如图为如图为DNADNA分子部分结构分子部分结构示意图,以下叙述正确的是示意图,以下叙述正确的是( (    ) ) A.DNAA.DNA的稳定性与的稳定性与⑤⑤有关,生物体内有关,生物体内DNADNA解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶、聚合酶、DNADNA聚合酶、逆转录酶等可以断开聚合酶、逆转录酶等可以断开⑤⑤B.④B.④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸是一个胞嘧啶脱氧核苷酸C.DNAC.DNA连接酶可催化连接酶可催化⑥⑥或或⑦⑦键形成键形成D.AD.A链、链、B B链的方向相反,骨架是磷酸和脱氧核糖链的方向相反,骨架是磷酸和脱氧核糖 【【解题指南解题指南】】解答本题应关注两个方面:解答本题应关注两个方面:(1)(1)正确识别正确识别DNADNA的平面结构。

      的平面结构2)(2)明确明确DNADNA结构中一个完整脱氧核苷酸的组成,如图中的结构中一个完整脱氧核苷酸的组成,如图中的②③②③和其下方的磷酸基团组成一个完整脱氧核苷酸,而不是与和其下方的磷酸基团组成一个完整脱氧核苷酸,而不是与①①组组成一个完整脱氧核苷酸成一个完整脱氧核苷酸 【【解析解析】】选选D D结构图中结构图中①②③①②③分别表示磷酸、脱氧核糖、胞分别表示磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了嘧啶磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了DNADNA分子的基本骨架,分子的基本骨架,A A链、链、B B链方向相反图中链方向相反图中①②③①②③不是同一个脱氧核苷酸分子的不是同一个脱氧核苷酸分子的组成成分,其中组成成分,其中①①是上面一个脱氧核苷酸的组成成分是上面一个脱氧核苷酸的组成成分⑤⑤是氢是氢键,生物体内的解旋酶和键,生物体内的解旋酶和RNARNA聚合酶可将其断开,并且聚合酶可将其断开,并且RNARNA聚合聚合酶和酶和DNADNA聚合酶及逆转录酶分别将核糖核苷酸、脱氧核苷酸、聚合酶及逆转录酶分别将核糖核苷酸、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸连接成核苷酸链脱氧核苷酸连接成核苷酸链 2.(2.(碱基互补配对原则的应用碱基互补配对原则的应用)(2014)(2014··临沂模拟临沂模拟) )某双链某双链DNADNA分分子中含有子中含有200200个碱基,一条链上个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则,则该该DNADNA分子分子( (    ) )A.A.四种含氮碱基四种含氮碱基A∶T∶G∶C=4∶4∶7∶7A∶T∶G∶C=4∶4∶7∶7B.B.若该若该DNADNA中中A A为为p p个,占全部碱基的个,占全部碱基的 (m>2n)(m>2n),则,则G G的个数为的个数为C.C.碱基排列方式共有碱基排列方式共有4 4200200种种D.D.含有含有4 4个游离的磷酸个游离的磷酸 【【解题指南解题指南】】解答本题需明确以下两个方面:解答本题需明确以下两个方面:(1)(1)一条链上能发生碱基互补配对的两种碱基的数量比等于另一条链上能发生碱基互补配对的两种碱基的数量比等于另一条链上这两种碱基的数量比的倒数。

      一条链上这两种碱基的数量比的倒数2)(2)碱基排列方式的种类数是碱基排列方式的种类数是4 4n n,其中,其中n n代表碱基对数代表碱基对数 【【解析解析】】选选B B该DNADNA分子的一条链上分子的一条链上A∶T∶G∶CA∶T∶G∶C==1∶2∶3∶41∶2∶3∶4,,另一条链上另一条链上A∶T∶G∶CA∶T∶G∶C==2∶1∶4∶32∶1∶4∶3,整个,整个DNADNA分子中分子中A∶T∶A∶T∶G∶CG∶C==3∶3∶7∶73∶3∶7∶7若该DNADNA中中A A为为p p个,占全部碱基的个,占全部碱基的 则碱则碱基总数为基总数为 个,则个,则G G== 该该DNADNA分分子含有子含有100100个碱基对,个碱基对,3030个个A-T A-T 碱基对,碱基对,7070个个G-CG-C碱基对,碱基碱基对,碱基排列方式为排列方式为4 4100100种;一个种;一个DNADNA分子由两条分子由两条DNADNA链组成,含链组成,含2 2个游离个游离的磷酸 【【延伸探究延伸探究】】如题目所述,该如题目所述,该DNADNA分子中共有几个氢键?为什分子中共有几个氢键?为什么?么?提示:提示:270270个。

      该个该DNADNA分子中含有分子中含有3030个个A-TA-T碱基对,碱基对,7070个个G-CG-C碱基碱基对,其中对,其中A-TA-T碱基对之间有碱基对之间有2 2个氢键,个氢键,G-CG-C碱基对之间有碱基对之间有3 3个氢键,个氢键,故共有故共有270270个氢键 【【解题金手指解题金手指】】DNADNA分子结构的分析思路分子结构的分析思路(1)(1)明确明确DNADNA分子中基本组成单位的连接:在分子中基本组成单位的连接:在DNADNA分子单链中,分子单链中,两个基本组成单位之间是通过磷酸二酯键相连的,该键也是限两个基本组成单位之间是通过磷酸二酯键相连的,该键也是限制酶、制酶、DNADNA连接酶和连接酶和DNADNA聚合酶的作用部位,如题聚合酶的作用部位,如题1 C1 C项中项中DNADNA连连接酶只能催化接酶只能催化⑦⑦的形成2)(2)明确明确DNADNA分子中磷酸、脱氧核糖和碱基的数目:在整个分子中磷酸、脱氧核糖和碱基的数目:在整个DNADNA分子中,磷酸、脱氧核糖和碱基三者的数目相同,并且每个分子中,磷酸、脱氧核糖和碱基三者的数目相同,并且每个DNADNA分子片段中含有分子片段中含有2 2个游离的磷酸,且分别存在于脱氧核苷酸个游离的磷酸,且分别存在于脱氧核苷酸链的一端,如题链的一端,如题2 D2 D项中游离的磷酸有项中游离的磷酸有2 2个。

      个 【【加固训练加固训练】】1.(20141.(2014··合肥模拟合肥模拟) )如图为核苷酸链结构图下列表述不正确如图为核苷酸链结构图下列表述不正确的是的是( (    ) ) A.A.能构成一个完整核苷酸的是图中的能构成一个完整核苷酸的是图中的a a和和b bB.B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1 1个个C.C.各核苷酸之间是通过化学键各核苷酸之间是通过化学键③③连接起来的连接起来的D.D.若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是T T【【解析解析】】选选A A核苷酸是核酸的基本组成单位,每个核苷酸由核苷酸是核酸的基本组成单位,每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成,且一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成,且磷酸连在五碳糖的磷酸连在五碳糖的5 5号碳原子上;与每个五碳糖直接相连的碱号碳原子上;与每个五碳糖直接相连的碱基有且只有基有且只有1 1个;核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸个;核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链;若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,还应含有碱基链;若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,还应含有碱基T T。

      2.(20142.(2014··汕头模拟汕头模拟) )在一个双链在一个双链DNADNA分子中,碱基总数为分子中,碱基总数为m m,,腺嘌呤数为腺嘌呤数为n n,则下列有关叙述正确的是,则下列有关叙述正确的是( (    ) )①①脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数= =磷酸数磷酸数= =碱基总数碱基总数=m=m②②碱基之间的氢键数为碱基之间的氢键数为③③一条链中一条链中(A+T)(A+T)的数量为的数量为n n④G④G的数量为的数量为( (m-nm-n) )A.①②③④A.①②③④      B.②③④B.②③④      C.③④C.③④      D.①②③D.①②③ 【【解析解析】】选选D D①①的等量关系容易判断;对于的等量关系容易判断;对于②②,需知,需知G G与与C C之之间形成间形成3 3个氢键,个氢键,A A与与T T之间形成之间形成2 2个氢键,故氢键数为:个氢键,故氢键数为:2n+32n+3××              ③③因因A+TA+T的总量为的总量为2n2n,故一条链中的,故一条链中的A+TA+T的数量的数量应为应为n n;;④④中计算中计算G G的数量有误,应为的数量有误,应为 考点二考点二 DNADNA分子的复制及相关计算分子的复制及相关计算  1.DNA1.DNA分子复制:分子复制:(1)(1)研究研究DNADNA复制的常用方法:同位素标记法和离心法,常用的复制的常用方法:同位素标记法和离心法,常用的标记元素为标记元素为3 3H H、、1515N N、、3232P P,通过离心出现在试管中不同的位置。

      通过离心出现在试管中不同的位置2)(2)影响影响DNADNA复制的外界条件:复制的外界条件: (3)DNA(3)DNA复制的准确性复制的准确性①①一般情况下,一般情况下,DNADNA的双螺旋结构和碱基互补配对原则能使的双螺旋结构和碱基互补配对原则能使DNADNA准确地进行复制准确地进行复制②②特殊情况下,在外界因素和生物内部因素的作用下,可能造特殊情况下,在外界因素和生物内部因素的作用下,可能造成碱基配对发生差错,引起基因突变成碱基配对发生差错,引起基因突变 2.DNA2.DNA复制的有关计算:复制的有关计算:DNADNA复制为半保留复制,若将亲代复制为半保留复制,若将亲代DNADNA分子复制分子复制n n代,其结果分代,其结果分析如下:析如下: (1)(1)子代子代DNADNA分子数为分子数为2 2n n个①①含有亲代链的含有亲代链的DNADNA分子数为分子数为2 2个②②不含亲代链的不含亲代链的DNADNA分子数为分子数为(2(2n n-2)-2)个③③含子代链的含子代链的DNADNA有有2 2n n个2)(2)子代脱氧核苷酸链数为子代脱氧核苷酸链数为2 2n+1n+1条①①亲代脱氧核苷酸链数为亲代脱氧核苷酸链数为2 2条。

      条②②新合成的脱氧核苷酸链数为新合成的脱氧核苷酸链数为(2(2n+1n+1-2)-2)条 【【高考警示高考警示】】DNADNA分子复制计算问题的提醒分子复制计算问题的提醒将含有将含有1515N N的的1 1个个DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的培养基中培养,复制的培养基中培养,复制n n次1)(1)含含1414N N的的DNADNA分子有分子有2 2n n个,只含个,只含1414N N的的DNADNA分子有分子有(2(2n n-2)-2)个,做个,做题时看准是题时看准是““含含””还是还是““只含只含””2)(2)子代子代DNADNA分子中,总链数为分子中,总链数为2 2n n××2=22=2n+1n+1条模板链始终是条模板链始终是2 2条做题时应看准是做题时应看准是““DNADNA分子数分子数””,还是,还是““链数链数”” 【【通关题组通关题组】】1.(DNA1.(DNA分子复制的特点分子复制的特点)(2014)(2014··延吉模拟延吉模拟) )对某一噬菌体的对某一噬菌体的DNADNA用用3232P P标记,对细菌的氨基酸用标记,对细菌的氨基酸用1515N N标记,让已标记的噬菌体去侵标记,让已标记的噬菌体去侵染已标记的细菌,最后释放出染已标记的细菌,最后释放出200200个噬菌体,则下列说法正确个噬菌体,则下列说法正确的是的是( (    ) )A.A.全部噬菌体都有标记的全部噬菌体都有标记的3232P P        B.2B.2个噬菌体含个噬菌体含3232P PC.C.全部噬菌体都不含全部噬菌体都不含1515N N            D.2D.2个噬菌体含个噬菌体含1515N N 【【解题指南解题指南】】解答本题的关键是明确以下两点:解答本题的关键是明确以下两点:(1)(1)3232P P标记的标记的DNADNA作为模板,作为模板,1515N N标记的氨基酸作为原料。

      标记的氨基酸作为原料2)DNA(2)DNA分子的复制特点为半保留复制分子的复制特点为半保留复制解析解析】】选选B B构成子代噬菌体构成子代噬菌体DNADNA和蛋白质的原料都来自细菌,和蛋白质的原料都来自细菌,噬菌体在侵染细菌时,把蛋白质外壳留在细菌的外面,进入细噬菌体在侵染细菌时,把蛋白质外壳留在细菌的外面,进入细菌体内的是菌体内的是DNADNA,然后以自己的,然后以自己的DNADNA为模板,利用细菌的脱氧核为模板,利用细菌的脱氧核苷酸合成子代噬菌体的苷酸合成子代噬菌体的DNADNA,而,而DNADNA复制是半保留复制,原来标复制是半保留复制,原来标记的记的DNADNA两条链最多形成两个两条链最多形成两个DNADNA到子代噬菌体内,即有到子代噬菌体内,即有2 2个噬个噬菌体含有菌体含有3232P P子代噬菌体蛋白质是在噬菌体子代噬菌体蛋白质是在噬菌体DNADNA指导下以细菌指导下以细菌的氨基酸为原料合成的,因此所有噬菌体均含的氨基酸为原料合成的,因此所有噬菌体均含1515N N 【【延伸探究延伸探究】】若将题目中获得的若将题目中获得的DNADNA全部放在离心管中离心,全部放在离心管中离心,则试管中出现的密度带的情况是怎样的?则试管中出现的密度带的情况是怎样的?提示:提示:由于由于DNADNA分子不会含有分子不会含有1515N N标记的氨基酸,只考虑含标记的氨基酸,只考虑含P P情况情况即可,即可,3232P P标记的标记的DNADNA放在放在3131P P的培养基中最终合成的培养基中最终合成200200个个DNADNA分子,分子,其中其中2 2个个DNADNA分子既含分子既含3232P P,也含,也含3131P P,,198198个个DNADNA分子只含分子只含3131P P,故,故在试管中的密度带分布为中带在试管中的密度带分布为中带2 2个个DNADNA分子,轻带分子,轻带198198个个DNADNA分子。

      分子 2.(DNA2.(DNA分子复制的计算分子复制的计算)(2014)(2014··郑州模拟郑州模拟) )用用1515N N标记含有标记含有100100个个碱基对的双链碱基对的双链DNADNA分子,其中有胞嘧啶分子,其中有胞嘧啶6060个该DNADNA分子在含有分子在含有1414N N的培养基中连续复制的培养基中连续复制4 4次,其结果不可能是次,其结果不可能是( (    ) )A.A.含有含有1515N N的的DNADNA分子占分子占1/81/8B.B.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600600个个C.C.含有含有1414N N的的DNADNA分子占分子占7/87/8D.D.复制结果共产生复制结果共产生1616个个DNADNA分子分子 【【解题指南解题指南】】解答本题的关键是明确以下两点:解答本题的关键是明确以下两点:(1)(1)用用1515N N标记的标记的DNADNA作模板,含作模板,含1414N N的培养基为原料的培养基为原料2)(2)该该DNADNA分子中含有分子中含有100100个碱基对,即个碱基对,即200200个碱基解析解析】】选选C C。

      DNADNA连续复制连续复制4 4次,形成次,形成1616个个DNADNA分子,其中有分子,其中有2 2个含个含1515N N,所有的,所有的DNADNA分子都含分子都含1414N N;最初的;最初的DNADNA分子中含腺嘌呤脱分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸为氧核苷酸为(2(2××100-2100-2××60)60)÷÷2=402=40个,复制个,复制4 4次,共需次,共需4040××15=60015=600个腺嘌呤脱氧核苷酸个腺嘌呤脱氧核苷酸 【【延伸探究延伸探究】】(1)(1)该该DNADNA复制复制4 4次需要次需要G G多少个?为什么?多少个?为什么?提示:提示:900900个该DNADNA分子含分子含C C为为6060个,所以含个,所以含G G为为6060个,因此复个,因此复制制4 4次,需要次,需要G G的个数是的个数是(2(24 4-1)-1)××60=90060=900个2)(2)该该DNADNA分子复制分子复制4 4次后,含有次后,含有1414N N的的DNADNA链占的比例是多少?为链占的比例是多少?为什么?什么?提示:提示:15/1615/16该DNADNA分子复制分子复制4 4次后,得到次后,得到1616个个DNADNA分子,共有分子,共有3232条链,其中含有条链,其中含有1515N N的链有的链有2 2条,所以含有条,所以含有1414N N的链占的比例是的链占的比例是15/1615/16。

      【【解题金手指解题金手指】】DNADNA复制时消耗脱氧核苷酸数的计算方法复制时消耗脱氧核苷酸数的计算方法运用运用DNADNA分子的半保留复制特点解决消耗某种脱氧核苷酸数量分子的半保留复制特点解决消耗某种脱氧核苷酸数量的问题时,应注意亲代的问题时,应注意亲代DNADNA分子的两条链被保留下来,不需消分子的两条链被保留下来,不需消耗原料具体计算方法归纳如下:耗原料具体计算方法归纳如下:(1)(1)若一亲代若一亲代DNADNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m m个,经过个,经过n n次复制需次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为要消耗该脱氧核苷酸数为m m··(2(2n n-1)-1)个2)(2)第第n n次复制所需该脱氧核苷酸数为次复制所需该脱氧核苷酸数为m m··2 2n-1n-1个 【【加固训练加固训练】】1.(20141.(2014··嘉兴模拟嘉兴模拟) )真核细胞内某基因由真核细胞内某基因由1 0001 000对脱氧核苷酸对脱氧核苷酸组成,其中碱基组成,其中碱基A A占占20%20%下列说法正确的是下列说法正确的是( (    ) )A.A.该基因一定存在于染色体上该基因一定存在于染色体上B.B.该基因的一条脱氧核苷酸链中该基因的一条脱氧核苷酸链中 为为3∶23∶2C.DNAC.DNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸D.D.该基因复制该基因复制3 3次,需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸次,需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2 8002 800个个 【【解析解析】】选选B B。

      真核细胞的细胞质真核细胞的细胞质( (如线粒体、叶绿体如线粒体、叶绿体) )中也可中也可能含有基因;碱基能含有基因;碱基A A占占20%20%,则碱基,则碱基T T占占20%20%,而,而G G和和C C分别占分别占30%(60030%(600个个) ),所以,所以G+CG+C与与A+TA+T的比值在整个的比值在整个DNADNA分子中和在每一分子中和在每一条链中都是条链中都是3∶23∶2;;DNADNA解旋酶只能作用于氢键,使解旋酶只能作用于氢键,使DNADNA解旋成脱解旋成脱氧核苷酸长链;该基因复制氧核苷酸长链;该基因复制3 3次,需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸次,需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为数为(2(23 3-1)-1)××600=4 200600=4 200个 2.(20142.(2014··郑州模拟郑州模拟) )将用将用1515N N标记的一个标记的一个DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的的培养基中复制培养基中复制n n次,则后代中含次,则后代中含1515N N的单链占全部的单链占全部DNADNA单链的比例单链的比例和含有和含有1515N N的的DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子的比例依次是分子的比例依次是( (    ) )A.1/2A.1/2n n,,1/21/2n n               B.1/2B.1/2n n,,1/21/2n-1n-1C.1/2C.1/2n n,,1/21/2n+1n+1              D.1/2D.1/2n-1n-1,,1/21/2n n【【解析解析】】选选B B。

      将用将用1515N N标记的一个标记的一个DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的培养基的培养基中复制中复制n n次,可形成次,可形成2 2n n个个DNADNA分子,分子,2 2n+1n+1条单链,含条单链,含1515N N的单链为的单链为2 2条,含条,含1515N N的的DNADNA分子为分子为2 2个,故后代中含个,故后代中含1515N N的单链占全部的单链占全部DNADNA单单链的比例为链的比例为2/22/2n+1n+1=1/2=1/2n n,含,含1515N N的的DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子的比例分子的比例为为2/22/2n n=1/2=1/2n-1n-1 【【资源平台资源平台】】基因及其与基因及其与DNADNA、染色体的关系、染色体的关系1.1.基因:基因:(1)(1)从结构上看从结构上看①①基因是基因是DNADNA上特定的片段,一个上特定的片段,一个DNADNA上有许多个基因上有许多个基因②②基因与基因与DNADNA分子的结构一样,也是由四种脱氧核苷酸按一定分子的结构一样,也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的,也是双螺旋结构顺序排列而成的,也是双螺旋结构。

      ③③每个基因上的脱氧核苷酸数目及顺序是特定的每个基因上的脱氧核苷酸数目及顺序是特定的④④基因中碱基排列顺序代表遗传信息基因中碱基排列顺序代表遗传信息2)(2)从功能上看:基因具有遗传效应,即基因能控制生物的性从功能上看:基因具有遗传效应,即基因能控制生物的性状,基因是控制生物性状的基本单位,特定的基因决定特定的状,基因是控制生物性状的基本单位,特定的基因决定特定的性状 2.2.染色体、染色体、DNADNA、基因和脱氧核苷酸的关系:、基因和脱氧核苷酸的关系: 3.3.基因、染色体、蛋白质和性状的关系:基因、染色体、蛋白质和性状的关系: 【【典例典例】】分析图示,回答下列问题:分析图示,回答下列问题:(1)(1)图中图中B B是是              ,,F F是是   ,,G G是是               2)1(2)1个个A A与与C C有两种数量关系:有两种数量关系:          和和              ;;每个每个C C含有含有            个个D D,每个,每个D D中可以有中可以有            个个E E。

      (3)(3)在在E E构成的链中间,与构成的链中间,与1 1分子分子G G相连接的有相连接的有          分子的分子的F F和和            分子的分子的H H4)(4)遗传信息是遗传信息是D D中中            的排列顺序的排列顺序5)(5)生物的性状遗传主要通过生物的性状遗传主要通过A A上的上的                传递给后传递给后代,实际上是通过代,实际上是通过            的排列顺序来传递遗传信息的的排列顺序来传递遗传信息的 【【解析解析】】(1)(1)由于由于A A染色体主要是由染色体主要是由DNADNA和蛋白质组成的,因此和蛋白质组成的,因此由题干分析知由题干分析知B B是蛋白质,是蛋白质,C C是是DNADNA,,D D由脱氧核苷酸组成且属于由脱氧核苷酸组成且属于DNADNA,所以,所以D D为基因,为基因,F F是含氮碱基,是含氮碱基,G G是脱氧核糖是脱氧核糖2)DNA(2)DNA未复制时,未复制时,1 1条染色体上有条染色体上有1 1个个DNADNA分子,分子,DNADNA复制后,着复制后,着丝点分裂前,丝点分裂前,1 1条染色体上有条染色体上有2 2个个DNADNA分子,所以分子,所以1 1个个A A与与C C有有1∶11∶1和和1∶21∶2两种比例关系;每个两种比例关系;每个C C含有很多个含有很多个D(D(基因基因) ),每个,每个D D中可中可以有成百上千个以有成百上千个E E。

      (3)(3)在在E E构成的链中间,与构成的链中间,与1 1分子分子G G相连接的有相连接的有1 1分子的分子的F F和和2 2分子分子的的H H4)(4)遗传信息是遗传信息是D D中中E(E(或脱氧核苷酸或或脱氧核苷酸或F F或碱基或碱基对或碱基或碱基对) )的排列的排列顺序5)(5)生物的性状遗传主要通过生物的性状遗传主要通过A A上的上的D(D(或基因或基因) )传递给后代,实传递给后代,实际上是通过脱氧核苷酸的排列顺序来传递遗传信息的际上是通过脱氧核苷酸的排列顺序来传递遗传信息的 答案:答案:(1)(1)蛋白质 含氮碱基 脱氧核糖蛋白质 含氮碱基 脱氧核糖(2)1∶1(2)1∶1  1∶21∶2 很多 成百上千 很多 成百上千(3)1(3)1  2 2(4)E((4)E(或脱氧核苷酸或或脱氧核苷酸或F F或碱基或碱基对或碱基或碱基对) )(5)D((5)D(或基因或基因) )  E(E(或脱氧核苷酸或脱氧核苷酸) ) 1.(20131.(2013··广东高考广东高考)1953)1953年年WatsonWatson和和CrickCrick构建了构建了DNADNA双螺旋结双螺旋结构模型,其重要意义在于构模型,其重要意义在于( (    ) )①①证明证明DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质②②确定确定DNADNA是染色体的组成成分是染色体的组成成分③③发现发现DNADNA如何储存遗传信息如何储存遗传信息④④为为DNADNA复制机制的阐明奠定基础复制机制的阐明奠定基础A.①③A.①③      B.②③B.②③      C.②④C.②④      D.③④D.③④ 【【解题指南解题指南】】DNADNA双螺旋结构模型解释了碱基互补配对及如何双螺旋结构模型解释了碱基互补配对及如何形成形成DNADNA的分子结构。

      的分子结构解析解析】】选选D D本题考查本题考查DNADNA分子结构和功能等知识噬菌体侵分子结构和功能等知识噬菌体侵染细菌的实验、肺炎双球菌的转化实验和烟草花叶病毒相关实染细菌的实验、肺炎双球菌的转化实验和烟草花叶病毒相关实验证明了验证明了DNADNA是主要的遗传物质,故是主要的遗传物质,故①①错误;错误;WatsonWatson和和CrickCrick构构建建DNADNA双螺旋结构模型之前,就已经明确了染色体的组成成分,双螺旋结构模型之前,就已经明确了染色体的组成成分,故故②②错误;根据错误;根据DNADNA双螺旋结构模型中脱氧核苷酸的排列顺序,双螺旋结构模型中脱氧核苷酸的排列顺序,可以发现可以发现DNADNA是如何储存遗传信息的,故是如何储存遗传信息的,故③③正确;他们在构建正确;他们在构建了了DNADNA双螺旋结构模型的基础上,也对双螺旋结构模型的基础上,也对DNADNA复制进行了描述,故复制进行了描述,故④④正确 2.(20142.(2014··莆田模拟莆田模拟) )关于关于DNADNA分子结构的叙述中,不正确的是分子结构的叙述中,不正确的是( (    ) )A.DNAA.DNA分子由分子由4 4种脱氧核苷酸组成种脱氧核苷酸组成B.B.每个每个DNADNA分子中,碱基数分子中,碱基数= =脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数= =脱氧核糖数脱氧核糖数C.C.双链双链DNADNA分子中的一段,若含有分子中的一段,若含有3030个胞嘧啶,就一定会同时个胞嘧啶,就一定会同时含有含有3030个鸟嘌呤个鸟嘌呤D.DNAD.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着分子中每个脱氧核糖上均连接着1 1个磷酸和个磷酸和1 1个含氮碱基个含氮碱基 【【解析解析】】选选D D。

      DNADNA分子由分子由4 4种脱氧核苷酸组成,分别为腺嘌呤种脱氧核苷酸组成,分别为腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸;每个啶脱氧核苷酸;每个DNADNA分子均由完整的脱氧核苷酸组成,每分子均由完整的脱氧核苷酸组成,每个脱氧核苷酸中碱基数个脱氧核苷酸中碱基数= =脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数= =脱氧核糖数;双链脱氧核糖数;双链DNADNA分子中分子中A=TA=T,,G=CG=C,若含有,若含有3030个胞嘧啶,就一定会同时含有个胞嘧啶,就一定会同时含有3030个个鸟嘌呤;鸟嘌呤;DNADNA分子中除两端外,每个脱氧核糖连接着分子中除两端外,每个脱氧核糖连接着2 2个磷酸和个磷酸和1 1个含氮碱基个含氮碱基 【【方法技巧方法技巧】】DNADNA分子的分子的““5 5、、4 4、、3 3、、2 2、、1 1””““5 5””表示表示DNADNA分子由分子由5 5种元素组成种元素组成4 4””表示表示DNADNA分子由分子由4 4种脱氧核苷酸组成种脱氧核苷酸组成( (也可以说组成也可以说组成DNADNA分分子的碱基有子的碱基有4 4种种) )。

      3 3””表示表示DNADNA分子由分子由3 3部分组成部分组成( (也可以说每个脱氧核苷酸由也可以说每个脱氧核苷酸由3 3部分组成部分组成) )2 2””表示每个表示每个DNADNA分子由分子由2 2条脱氧核苷酸链组成条脱氧核苷酸链组成1 1””表示表示DNADNA分子是一种双螺旋结构分子是一种双螺旋结构 3.(20143.(2014··郑州模拟郑州模拟) )让细菌在含让细菌在含1515N N的培养基中繁殖数代,使细的培养基中繁殖数代,使细菌菌DNADNA的含氮碱基皆含有的含氮碱基皆含有1515N N,然后再移入含,然后再移入含1414N N的培养基中培养,的培养基中培养,抽取亲代及子代的抽取亲代及子代的DNADNA经高速离心分离,图中经高速离心分离,图中①①~~⑤⑤为可能的为可能的结果下列叙述错误的是结果下列叙述错误的是( (    ) )A.A.子一代子一代DNADNA应为应为② ② B.B.子二代子二代DNADNA应为应为①①C.C.子三代子三代DNADNA应为应为④ ④ D.D.亲代的亲代的DNADNA应为应为⑤⑤ 【【解析解析】】选选C C让细菌在含。

      让细菌在含1515N N的培养基中繁殖数代,使细菌的培养基中繁殖数代,使细菌DNADNA的含氮碱基皆含有的含氮碱基皆含有1515N N,说明亲代,说明亲代DNADNA分子的两条链均含分子的两条链均含1515N N,故,故⑤⑤为亲代为亲代DNADNA;移入含;移入含1414N N的培养基中培养,若复制一次,由于的培养基中培养,若复制一次,由于DNADNA分子的复制特点是半保留复制,所以分子的复制特点是半保留复制,所以②②为子一代为子一代DNADNA;若再;若再复制一次,则会出现两条链均含复制一次,则会出现两条链均含1414N N的的DNADNA,且两条链均含,且两条链均含1414N N的的DNADNA与一条链含与一条链含1414N N、一条链含、一条链含1515N N的的DNADNA数量相等,即为数量相等,即为①①;随着;随着复制次数的增多,两条链均含复制次数的增多,两条链均含1414N N的的DNADNA的比例增大,即为的比例增大,即为③③;;不可能出现不可能出现④④中的情形中的情形 【【延伸探究延伸探究】】若若③③号试管中,上方号试管中,上方DNADNA和下方和下方DNADNA的数量比为的数量比为15∶115∶1,说明亲代,说明亲代DNADNA分子复制了多少次?并解释原因。

      分子复制了多少次?并解释原因提示:提示:5 5次亲代DNADNA分子的两条链均含分子的两条链均含1515N N,无论复制多少次,,无论复制多少次,③③号试管中下方号试管中下方DNADNA的数量永远是的数量永远是2 2个,若上方个,若上方DNADNA和下方和下方DNADNA的的数量比为数量比为15∶115∶1,则上方,则上方DNADNA分子数为分子数为3030个,总个,总DNADNA分子数为分子数为3232个,所以亲代个,所以亲代DNADNA分子复制了分子复制了5 5次 4.(20144.(2014··合肥模拟合肥模拟)7-)7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)(C)配对而与胸配对而与胸腺嘧啶腺嘧啶(T)(T)配对某DNADNA分子中腺嘌呤分子中腺嘌呤(A)(A)占碱基总数的占碱基总数的30%30%,其,其中的鸟嘌呤中的鸟嘌呤(G)(G)全部被全部被7-7-乙基化,该乙基化,该DNADNA分子正常复制产生两个分子正常复制产生两个DNADNA分子,其中一个分子,其中一个DNADNA分子中胸腺嘧啶分子中胸腺嘧啶(T)(T)占碱基总数的占碱基总数的45%45%,,另一个另一个DNADNA分子中鸟嘌呤分子中鸟嘌呤(G)(G)所占比例为所占比例为( (    ) )A.10%A.10%      B.20%B.20%      C.30%C.30%      D.45%D.45% 【【解析解析】】选选B B。

      据据DNADNA分子中的分子中的A A占占30%30%,可知,可知T T占占30%30%,,C C占占20%20%,,G G占占20%20%,当其中的,当其中的G G全部被全部被7-7-乙基化后,新复制的两个乙基化后,新复制的两个DNADNA分子分子中如果一个中如果一个DNADNA分子中的分子中的T T占总数的占总数的45%45%,则另一个,则另一个DNADNA分子中的分子中的T T占占35%35%,但,但G G的比例不变的比例不变 【【加固训练加固训练1 1】】(2014(2014··绍兴模拟绍兴模拟) )如图为某如图为某DNADNA分子片段,假设该分子片段,假设该DNADNA分子中有分子中有碱基碱基5 0005 000对,对,A+TA+T占碱基总数的占碱基总数的34%34%,若该,若该DNADNA分子在含分子在含1414N N的培的培养基中连续复制养基中连续复制2 2次,下列叙述正确的是次,下列叙述正确的是( (    ) ) A.A.复制时作用于复制时作用于③③处的酶为限制酶处的酶为限制酶B.B.复制复制2 2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 9009 900个个C.④C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D.D.子代中含子代中含1515N N的的DNADNA分子占分子占 【【解析解析】】选选B B。

      DNADNA复制时作用于复制时作用于③③处的酶应为解旋酶;因为处的酶应为解旋酶;因为A+TA+T所占的比例是所占的比例是34%34%,且该,且该DNADNA分子中有分子中有5 0005 000个碱基对,所以个碱基对,所以C C的数量为的数量为5 0005 000××2 2××(1-34%)(1-34%)×× =3 300( =3 300(个个) ),所以该,所以该DNADNA分分子复制子复制2 2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为(2(22 2-1)-1)××3 3003 300=9 900(=9 900(个个) );因题图为某;因题图为某DNADNA分子片段,故分子片段,故④④处指的是腺嘌呤处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸;因亲代只有一条链含脱氧核苷酸;因亲代只有一条链含1515N N,故复制,故复制2 2次形成的次形成的4 4个个DNADNA分子中只有分子中只有1 1个个DNADNA分子中含有分子中含有1515N N 【【加固训练加固训练2 2】】(2014(2014··黄山模拟黄山模拟) )如图是如图是DNADNA复制的图解,请据复制的图解,请据图回答下列问题。

      图回答下列问题 (1)(1)            为复制提供了精确的模板,为复制提供了精确的模板,            保保证了复制能准确地进行证了复制能准确地进行2)(2)一个有一个有1515N N标记的标记的DNADNA分子,放在没有标记的环境中,复制分子,放在没有标记的环境中,复制3 3次后标记的链占全部次后标记的链占全部DNADNA单链的单链的            3)(3)一个一个DNADNA分子复制完毕后,新形成的分子复制完毕后,新形成的DNADNA分子的子链分子的子链            A.A.是是DNADNA母链的片段母链的片段B.B.和和DNADNA母链之一完全相同母链之一完全相同C.C.和和DNADNA母链相同,但母链相同,但T T被被U U取代取代D.D.和和DNADNA母链稍有不同母链稍有不同 【【解析解析】】(1)DNA(1)DNA分子独特的双螺旋结构为其复制提供了精确模分子独特的双螺旋结构为其复制提供了精确模板;碱基互补配对原则保证了复制的准确进行板;碱基互补配对原则保证了复制的准确进行2)(2)一个一个1515N N标标记的记的DNADNA分子复制分子复制3 3次后,标记次后,标记DNADNA链占全部链占全部DNADNA单链的比例为单链的比例为1/81/8。

      3)DNA(3)DNA分子复制形成的子链与母链之一相同分子复制形成的子链与母链之一相同答案:答案:(1)(1)独特的双螺旋结构 碱基互补配对原则独特的双螺旋结构 碱基互补配对原则(2)1/8(2)1/8(3)B(3)B 。

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