DNA的结构、DNA的复制专练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.同学们分组个搭建一个DNA分子模型(提供材料数量不限),最终10个小组正确搭建出不同的DNA分子模型,这些模型的差异可能在于
①碱基序列不同 ②碱基数量不同 ③多核苷酸链条数不同 ④碱基配对方式不同
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
2.下列有关元素和化合物的叙述,错误的是( )
A.生物体内含有的元素都是生物体生命活动所必需的元素
B.组成细胞的元素无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素
C.组成细胞的元素大多以化合物的形式存在
D.构成DNA的两条脱氧核苷酸链通过氢键相连
3.下列关于DNA分子的叙述,正确的是
A.碱基序列的多样性构成了DNA分子的多样性
B.DNA分子中每个脱氧核糖均与一个磷酸分子相连接
C.DNA分子缺失碱基对时,会使嘧啶碱基所占比例改变
D.DNA分子中碱基和磷酸交替连接构成了 DNA分子的基本骨架
4.如图为DNA的结构模式图,有关叙述正确的是( )
A.①为磷酸,②为核糖 B.④为胞嘧啶脱氧核苷酸
C.⑨为磷酸二酯键 D.两条链反向平行
5.同源染色体上的DNA分子之间一般不同的是
A.碱基序列 B.碱基种类
C.(A+G)/(T+C)的比值 D.碱基互补配对方式
6.下列关于DNA结构,复制过程的叙述中,正确的有几项( )
①组成DNA的单体是脱氧核苷酸,共有四种
②每个核DNA中游离的五碳糖和磷酸数都是两个
③在复制过程中解旋和复制是同时进行的,而且是多个起点同时开始,以保证DNA复制在短时间内完成
④两条新的子链通过氢键相连形成一个子代DNA分子
⑤若一个DNA分子中的脱氧核苷酸的数量为2000个,四种脱氧核苷酸的比例已定,则该DNA分子的排列顺序可能有41000种
⑥将15N标记的大肠杆菌转移到14N的培养基液中,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心,出现三条DNA带即可证明复制方式为半保留复制
A.一项 B.两项
C.三项 D.四项
7.下列关于DNA分子双螺旋结构主要特点的叙述,正确的是( )
A.核苷酸通过肽键互相连接
B.配对DNA分子的两条链方向相同
C.A与T配对,C与G
D.碱基和磷酸交替排列在内侧
8.下列有关染色体、DNA、基因的说法,不正确的是( )
A.若DNA分子的一条链中G+C=28%,则DNA分子中A占36%
B.染色体是DNA的主要载体,真核生物的DNA分子上存在非基因序列
C.在DNA分子中,与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基
D.15N标记的DNA在14N培养液中复制两次后,含15N与含14N的DNA数目之比为1:2
9.如图为DNA分子部分结构示意图,对该图的描述不正确的是( )
A.脱氧核糖核苷酸相互连接形成DNA单链时能够产生水
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,②和③相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
C.⑤ ⑥ ⑦ ⑧对应的碱基依次为A、G、C、T
D.DNA分子的两条链是反向平行的,每个DNA分子含有两个游离的磷酸
10.DNA是主要的遗传物质,下列与此相关的特征描述错误的是( )
A.“双螺旋”结构保证了遗传物质的稳定性
B.遗传物质的多样性主要由碱基数目决定
C.“半保留”复制保持了遗传信息传递的准确性
D.能产生可遗传的变异使后代获得遗传多样性
11.下列关于双链DNA分子的叙述,错误的是( )
A.若一条单链中的A与T的数目相等,则另一条单链中的A与T的数目也相等
B.若一条单链中G∶T=1∶2,则另一条单链中C∶A=2∶1
C.若一条单链中的G的数目为C的2倍,则另一条单链中的G的数目为C的
D.若一条单链中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条单链相应碱基比为2∶1∶4∶3
12.某双链 DNA 分子含 150 个碱基对,已知腺嘌呤(A)的数目占 30%,则鸟嘌呤(G)的数目是( )
A.30 个 B.40 个 C.50 个 D.60 个
13.如图是 DNA 片段的部分结构示意图,下列叙述正确的是( )
A.该片段中碱基与碱基之间不一定通过氢键连接
B.①②③按序排列,构成了DNA 分子的基本骨架
C.①③交替排列是导致 DNA 多样性的原因之一
D.④的名称是鸟嘌呤脱氧核苷酸
14.下列关于核酸的叙述错误的是( )
A.A、T、C、G、U5种碱基最多可以组成8种脱氧核苷酸
B.RNA具有传递信息、催化反应、转运物质等功能
C.核酸分子的多样性取决于核酸中核苷酸的数量和排列顺序
D.念珠藻细胞内的DNA链上,每个脱氧核糖上均能和两个磷酸相连
15.如图为细胞内某基因(15N标记)的结构示意图,A占全部碱基的20%。下列说法错误的是( )
A.维持该基因结构稳定的主要有磷酸二酯键和氢键
B.该基因某一条链中(C+G)/(A+T)的比值为3/2
C.DNA聚合酶促进①的形成,DNA解旋酶作用于②部位
D.将该基因置于14N培养液中复制3次后,含14N的脱氧核苷酸链占3/4
二、综合题
16.根据DNA分子结构模式图回答下列问题。
(1)写出①~⑥的名称:① ,② ,③ ,④ ,⑤ ,⑥ 。
(2)分析这种结构的主要特点:
Ⅰ.构成DNA分子的两条链按 盘旋成双螺旋结构。
Ⅱ.DNA分子的基本骨架由 而成。
Ⅲ.DNA分子两条链上的碱基通过 连接成碱基对,并且遵循 原则。
三、实验题
17.图1表示细胞生物遗传信息传递某过程,图2表示DNA结构片段。请回答下列问题:
(1)在遗传物质的探索历程中,艾弗里在格里菲思实验的基础上,通过实验找出了导致细菌转化的转化因子,赫尔希则完成了“噬菌体侵染细菌的实验”,他们的实验中共同核心的设计思路是 。
(2)DNA的基本骨架由 构成;图1所示的遗传信息传递过程,其中不同于图2的碱基互补配对方式是 。
(3)若把图2所示DNA放在含15N的培养液中复制5代,子代中含14N的DNA所占比例为 。在DNA复制过程中作用于b点的酶是 。
(4)若图2中的DNA片段经复制后共得到32个,则至少需要 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
(5)若人组织中的细胞已失去分裂能力,则其细胞内遗传信息的流动方向为 。
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试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【分析】1、DNA分子的多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式4种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性(n对碱基可形成4n种)。
2、DNA分子的特异性:每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
【详解】①碱基序列不同,构成的DNA分子不同,①正确;
②碱基数量不同,构成的DNA分子不同,②正确;
③每个DNA分子都含有两条多核苷酸链,③错误;
④每个DNA分子都遵循相同的碱基配对方式,④错误。
故选A。
2.A
【分析】组成细胞的大量元素有:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,其中碳元素是最基本的元素,氧元素是活细胞中含量最多的元素。生物界与非生物界具有统一性,没有一种元素及化合物是生物所特有的。
【详解】A、细胞膜对物质进出细胞的控制作用是相对的,因此进入生物体内的元素不一定都是生物体生命活动所必需的元素,如汞,A错误;
B、大量元素和微量元素是从含量上划分的,无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,B正确;
C、组成细胞的元素大多以化合物的形式存在,C正确;
D、DNA分子的结构中磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧构成基本骨架,含氮碱基排列在内侧通过氢键形成碱基对,因此构成DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键相连,D正确。
故选A。
3.A
【详解】碱基对的排列顺序的多样性使DNA分子结构具有多样性,A正确;通常情况下,DNA分子中每个脱氧核糖上连接2个磷酸和一个碱基,位于两条链两端的脱氧核糖连接着一个磷酸和一个碱基,B错误,根据碱基互补配对原则A=T,C=G可知,嘧啶碱基与嘌呤碱基都占总碱基数的50%, DNA分子缺失碱基对时,嘌呤与嘧啶都缺失,不影响嘧啶碱基或嘌呤碱基所占比例,C错误;DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接构成了 DNA分子的基本骨架,D错误。
4.D
【分析】磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧形成DNA骨架,内部碱基通过氢键互补配对。
【详解】A、①为磷酸,②为脱氧核糖,A错误;
B、④中磷酸属于相邻的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,B错误;
C、⑨为氢键,C错误;
D、两条链反向平行,D正确。
故选D。
5.A
【分析】同源染色体是指配对的两条染色体,形态和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,等位基因位于同源染色体上。
【详解】A、同源染色体上一般存在等位基因,等位基因的区别就是碱基的序列不同,A正确;
B、同源染色体上的DNA分子之间碱基种类都是A、C、G、T,B错误;
C、同源染色体上的DNA分子之间的(A+G)/(T+C)的比值都等于1,C错误;
D、同源染色体上的DNA分子之间的碱基互补配对方式都是A与T、G与C配对,D错误。
故选A。
考点:本题考查同源染色体与DNA分子结构的知识。意在考查能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
6.B
【分析】1、DNA分子双螺旋结构的主要特点:DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA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。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。
2、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一条单链作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制。表现的特征是边解旋变复制。
【详解】①组成DNA的单体是脱氧核苷酸,共有四种,分别为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸,①正确;
②细胞核内的DNA均为链状,故每个核DNA中游离的五碳糖和磷酸数都是两个,②正确;
③真核生物在复制过程中解旋和复制是同时进行的(边解旋边复制),复制过程是多个起点进行;但原核生物的DNA复制通常是单起点,③错误;
④真核生物DNA复制形成的两条新的子链分别与相应的模板链通过氢键相连形成一个子代DNA分子,④错误;
⑤若一个DNA分子中的脱氧核苷酸的数量为2000个,四种脱氧核苷酸的比例已定,则该DNA分子的排列顺序小于41000 种,⑤错误;
⑥将15N标记的大肠杆菌转移到14N的培养基液中,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心,出现一条或两条DNA带即可证明复制方式为半保留复制,⑥错误。
综上所述,共两项正确,B正确,ACD错误。
故选B。
7.C
【分析】DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
(2)DNA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,碱基在内侧。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、核苷酸通过磷酸二酯键互相连接,两条链上的碱基通过氢键连接起来形成碱基对,A错误;
B、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的,所以配对DNA分子的两条链方向相反,B错误;
C、两条链之间的碱基遵循碱基互补配对原则,即A与T配对,C与G配对,C正确;
D、碱基和磷酸交替排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧,D错误。
故选C。
8.C
【分析】1、DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA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,碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
2、DNA的复制的特点为半保留复制,半保留复制是指在新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子的一条链。
【详解】A、若DNA分子的一条链中G+C=28%,则在该DNA分子中,G+C占比为28%,则A+T占比为1-28%=72%,因此在该DNA分子中,A=T,则该DNA分子中A占72÷2=36%,A正确;
B、染色体是DNA的主要载体,基因是DNA上具有遗传效应的片段,因此真核生物的DNA分子上存在非基因序列,B正确;
C、在DNA分子结构中,除了末端的一个脱氧核糖直接与一个磷酸基团和一个碱基相连外,其余部位的脱氧核糖均与两个磷酸基团和一个碱基相连,C错误;
D、15N标记的DNA在14N培养液中复制两次,根据DNA半保留复制特点,子代中含14N的DNA数为4个,含15N的DNA数为2个,故含15N与含14N的DNA数目之比为1:2,D正确。
故选C。
9.B
【分析】题图分析,图示表示DNA分子部分结构,其中①是磷酸, ②是脱氧核糖,③含氮碱基(胞嘧啶),④是脱氧核苷酸(含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基), ⑤⑥⑦⑧对应的碱基依次为A、G、C、T,⑨是氢键。
【详解】A、脱氧核糖核苷酸通过脱水缩合反应相互连接形成磷酸二酯键时,有水生成,A正确;
B、④由一分子磷酸、一分子胞嘧啶和一分子脱氧核糖构成,④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸;脱氧核糖②和磷酸①交替连接,构成DNA分子的基本骨架,B错误;
C、由分析可知,⑤、⑥、⑦、⑧对应的碱基依次为A、G、C、T,C正确;
D、DNA分子的两条链是反向平行的,因此游离的磷酸基团位于DNA两条单链的不同端,D正确。
故选B。
10.B
【分析】1、DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构;DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G,其中A-T之间有2个氢键,C-G之间有3个氢键)。
2、DNA分子复制的方式:半保留复制。
3、DNA分子的稳定性,主要表现在DNA分子具有独特的双螺旋结构;DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序;特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
【详解】A、“双螺旋”结构保证了遗传物质的稳定性,A正确;
B、遗传物质的多样性主要由碱基排列顺序决定,B错误;
C、“半保留”复制保持了遗传信息传递的准确性,C正确;
D、能产生可遗传的变异使后代获得遗传多样性,D正确。
故选B。
【点睛】
11.B
【分析】DNA的化学结构:
(1)DNA是高分子化合物:组成它的基本元素是C、H、O、N、P;
(2)组成DNA的基本单位--脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸由三部分组成:一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸。
【详解】A、在双链DNA分子中,则一条链上A=T,根据碱基互补配对,A与T,C与G配对,另一条互补链A=T,A正确;
B、双链DNA分子中,若一条单链中G∶T=1∶2,根据碱基互补配对,A与T,C与G配对,则另一条单链中C∶A=1∶2,B错误;
C、双链DNA分子中G=C,若一条单链中的G的数目为C的2倍,则另一条单链中的G的数目为C的 1/2,C正确;
D、若一条链中A:T:G:C=1:2:3:4,根据碱基互补配对,则另一条单链相应碱基比为A:T:G:C=2:1:4:3,D正确。
故选B。
12.D
【分析】DNA分子是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对,两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
【详解】根据题意,某双链 DNA 分子含 150 个碱基对,已知腺嘌呤(A)的数目占 30%,则腺嘌呤有:150×2×30%=90个,由于两条链上的碱基遵循A与T配对,G与C配对,即A=T,则T=90,那么C=G=(300-90×2)÷2=60,故D正确,A、B、C错误。
【点睛】本题考查DNA的结构组成以及计算的知识点,要求学生掌握双链DNA分子组成的特点,即A=T,C=G,利用该特点进行计算解决问题,这是该题考查的重点。
13.A
【分析】1、DNA分子双螺旋结构的主要特点:DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA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,碱基排列在外侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤一定与胞嘧啶配对,碱基之间这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。
2、分析题图:图示为DNA分子结构示意图,其中①是磷酸、②是含氮碱基、③是脱氧核糖、④表示包含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子鸟嘌呤。
【详解】A、DNA分子一条链中的两个相邻的碱基并不直接相连,两条链上相对应的碱基才通过氢键连接,A正确;
B、①磷酸和③脱氧核糖的交替排列构成了DNA分子的基本骨架,B错误;
C、导致DNA分子多样性的原因是组成DNA的脱氧核苷酸的数量和排列顺序,①③交替排列构成了DNA分子的基本骨架,不是导致 DNA 多样性的原因之一,C错误;
D、图中④由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子胞嘧啶组成,但不能表示鸟嘌呤脱氧核苷酸,D错误。
故选A。
【点睛】
14.A
【分析】RNA分子的种类及功能:
1、mRNA:信使RNA;功能:蛋白质合成的直接模板
2、tRNA:转运RNA;功能:mRNA上碱基序列(即遗传密码子)的识别者和氨基酸的转运者。
3、rRNA:核糖体RNA;功能:核糖体的组成成分,蛋白质的合成场所。
【详解】A、DNA中含有A、T、C、G四种碱基,则脱氧核苷酸也是4种,A、T、C、G、U5种碱基最多可以组成8种核苷酸,A错误;
B、mRNA具有传递信息的作用、某些酶的成分是RNA,具有催化作用;tRNA具有转运物质等功能,B正确;
C、核酸分子多样性取决于核酸中核苷酸的数量和排列顺序,C正确;
D、双链DNA分子的绝大多数脱氧核糖上连着两个磷酸和一个碱基,只有末端的脱氧核糖上连接一个磷酸和一个碱基,念珠藻细胞内的DNA呈现环状,每个脱氧核糖上均连着2个磷酸和一个碱基,D正确。
故选A。
15.D
【分析】分析题图:图为细胞内某基因(15N标记)结构示意图,其中①为磷酸二酯键,是限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶的作用位点;②为氢键,是解旋酶的作用位点。该基因中A占全部碱基的20%,根据碱基互补配对原则,T=A=20%,C=G=50%-20%=30%。
【详解】A、每条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,两条链之间的碱基通过氢键连接形成碱基对,可见磷酸二酯键和氢键对于维持DNA双螺旋结构有重要作用,A正确;
B、由以上分析可知该基因中T=A=20%,C=G=30%,所以该基因的碱基(C+G)/(A+T)为3:2,B正确;
C、DNA聚合酶促进①磷酸二酯键的形成;②为氢键,是DNA解旋酶作用的位点,C正确;
D、将该基因置于14N培养液中复制3次后得到8个DNA,即16条脱氧核苷酸链,其中只有2条链含15N,因此含14N的脱氧核苷酸链占7/8,D错误。
故选D。
16. 胸腺嘧啶 胞嘧啶 腺嘌呤 鸟嘌呤 脱氧核糖 磷酸 反向平行方式 脱氧核糖和磷酸交替连接 氢键 碱基互补配对
【分析】DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。DNA 分子结构中,两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕,构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面,碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补,通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连,形成相当稳定的组合。碱基互补配对的原则为A-T、G-C,因此嘌呤数目(A+G)=嘧啶数目(T+C)。
【详解】(1)①为胸腺嘧啶。②为胞嘧啶。③为腺嘌呤。④为鸟嘌呤。⑤为脱氧核糖。;⑥为磷酸。
(2)Ⅰ.构成DNA分子的两条链按反向平行的形式盘旋成双螺旋结构。
Ⅱ.DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成。
Ⅲ.DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接。两条链之间遵循碱基互补配对原则(A-T、G-C)。
【点睛】本题主要考查DNA的结构和特点,要求学生在理解的基础上学会分析。
17. 将DNA和蛋白质单独地分开,分别研究它们各自的作用 脱氧核糖与磷酸交替连接 A-U 1/32 (DNA)解旋酶 62
【分析】根据图1中最左面的链含有U,可知图示正在合成RNA,可能为转录过程。图2为DNA片段,其中一条链被14N标记,一条链被15N标记。
【详解】(1)艾弗里的体外转化实验和赫尔希的“噬菌体侵染细菌的实验”中,共同核心的设计思路是将DNA和蛋白质单独地分开,分别研究它们各自的作用。
(2)DNA的基本骨架是由脱氧核糖与磷酸交替连接构成的;根据分析可知,图1为转录过程,碱基配对方式为A-U,T-A,G-C,C-G,而DNA中的碱基配对方式为A-T,T-A,G-C,C-G,所以图1不同于图2的碱基互补配对方式是A-U。
(3)图2中DNA片段的一条链被14N标记,一条链被15N标记,若把图2所示DNA放在含15N的培养液中复制5代,根据DNA的半保留复制,子代形成的DNA分子数为25=32个,其中含14N的DNA为1个,所占比例为1/32。在DNA复制过程中作用于b点的酶是(DNA)解旋酶。
(4)图2中含有2个胞嘧啶脱氧核苷酸,若图2中的DNA片段经复制后共得到32个,则至少需要(32-1)×2=62个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
(5)若人组织中的细胞已失去分裂能力,则其细胞内遗传信息的流动方向只有转录和翻译,即。
【点睛】本题结合图解,考查DNA分子的复制、遗传信息的转录和翻译,要求考生识记DNA分子的过程及方式,掌握DNA复制过程中的相关计算;识记遗传信息的转录和翻译过程、条件等基础知识,能结合图中信息答题。
答案第1页,共2页
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