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版《三年高考两年模拟》生物汇编专题专题九遗传的分子基础
专题九 遗传的分子基础
A组三年高考真题(2016~2014年)
1.(2016·江苏卷,1)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是( )
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
2.(2016·江苏卷,18)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。
其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。
通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(如图)。
下列相关叙述错误的是( )
A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则
C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D.若α链剪切点附近序列为……TCCACAATC……
则相应的识别序列为……UCCACAAUC……
3.(2016·江苏卷,22)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶,通过基因改造,将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA,由此发生的变化有(多选)( )
A.植酸酶氨基酸序列改变
B.植酸酶mRNA序列改变
C.编码植酸酶的DNA热稳定性降低
D.配对的反密码子为UCU
4.(2015·江苏卷,4)下列关于研究材料、方法及结论的叙述,错误的是( )
A.孟德尔以豌豆为研究材料,采用人工杂交的方法,发现了基因分离与自由组合定律
B.摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比,认同了基因位于染色体上的理论
C.赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA,证明了DNA是遗传物质
D.沃森和克里克以DNA大分子为研究材料,采用X射线衍射的方法,破译了全部密码子
5.(2015·安徽卷,4)Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA,当噬菌体侵染大肠杆菌后,QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制QβRNA。
下列叙述正确的是( )
A.QβRNA的复制需经历一个逆转录的过程
B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D.QβRNA复制后,复制酶基因才能进行表达
6.(2015·重庆卷,5)结合下图分析,下列叙述错误的是( )
A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
7.(2015·课标卷Ⅰ,5)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。
PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒),就具有了致病性。
PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。
据此判断,下列叙述正确的是( )
A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D.PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程
8.(2015·海南卷,20)关于密码子和反密码子的叙述,正确的是( )
A.密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上
B.密码子位于tRNA上,反密码子位于mRNA上
C.密码子位于rRNA上,反密码子位于tRNA上
D.密码子位于rRNA上,反密码子位于mRNA上
9.(2015·江苏卷,12)下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中结构含有核糖体RNA
B.甲硫氨酸处于图中ⓐ的位置
C.密码子位于tRNA的环状结构上
D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
10.(2015·课标卷Ⅱ,2)端粒酶由RNA和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。
下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
11.(2014·江苏卷,4)下列叙述与生物学史实相符的是( )
A.孟德尔用山柳菊为实验材料,验证了基因的分离及自由组合规律
B.范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验,认为植物生长的养料来自土壤、水和空气
C.富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献
D.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证明了DNA的半保留复制
12.(2014·上海卷,15)在DNA分子模型搭建实验中,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型( )
A.粗细相同,因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B.粗细相同,因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C.粗细不同,因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D.粗细不同,因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
13.(2014·江苏卷,25)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,导致DNA复制时发生错配(如图)。
若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,下列相关叙述正确的是(多选)( )
A.该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变
B.该片段复制后的子代DNA分子中G-C碱基对与总碱基对的比下降
C.这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变
D.在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配
14.(2014·江苏卷,20)关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述正确的是( )
A.一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个
B.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率
C.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
D.在细胞周期中,mRNA的种类和含量均不断发生变化
15.(2016·全国课标卷Ⅰ,29)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。
用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。
回答下列问题;
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。
若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 (填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的 (填“α”“β”或“γ”)位上。
(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。
若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是________________________________________________________________。
B组两年模拟精选(2016~2015年)
1.(2016·江西师大附中期末)下列不能提高翻译效率的是( )
A.多个核糖体参与一条多肽链的合成
B.一条mRNA上结合多个核糖体
C.一种氨基酸可能对应多种密码子
D.一个细胞中有多条相同的mRNA
2.(2016·沈阳模拟)如图是某同学构建的基因表达模型,下面有关叙述正确的是( )
A.图中①表示基因,其中的碱基排列顺序代表了遗传信息
B.图中②表示转录,该过程是以基因的两条链为模板进行的
C.图中③表示翻译,该过程主要发生在细胞核中
D.图中④表示tRNA,一个tRNA能携带多种不同的氨基酸
3.(2016·南宁质检)如图表示人体基因Y的表达过程,①~④表示过程。
下列叙述正确的是( )
A.①过程在分裂间期进行,需要解旋酶的催化作用
B.②过程在细胞质中进行,需要RNA酶的催化作用
C.③过程在甲状腺细胞中进行,需要核糖体参与
D.④过程在内质网和高尔基体中进行,需要ATP参与
4.(2016·潍坊期末)下列关于肺炎双球菌体外转化实验的叙述,错误的是( )
A.需对S型细菌中的物质进行分离、提纯和鉴定
B.R型细菌转化为S型细菌的实质是发生了基因重组
C.S型细菌的DNA使部分R型细菌转化为S型细菌
D.该实验的思路是将DNA和蛋白质分开,单独观察DNA的作用
5.(2016·山东德州期末)下图表示细胞中某些生理过程,下列说法正确的是( )
A.图1、图2所示生理过程发生场所相同
B.图1中核糖核苷酸之间通过氢键连接
C.图示过程中均存在碱基互补配对,但配对方式不完全相同
D.图2中多聚核糖体的形成可以大大缩短每条肽链的合成时间
6.(2016·合肥质检)科学家发现蛋白质合成用到的供能物质有鸟苷三磷酸(GTP),GTP与ATP类似。
下图为与基因表达相关的三种分子示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙的组分中均有糖B.乙的水解产物中含有丙
C.丙可能为乙的合成提供原料D.甲、乙共由8种核苷酸组成
7.(2016·潍坊期末)一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌,已知噬菌体DNA上有m个碱基对,其中胞嘧啶有n个,以下叙述不正确的是( )
A.大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等
B.噬菌体DNA含有(2m+n)个氢键
C.该噬菌体繁殖四次,子代中只有14个含有31P
D.噬菌体DNA第四次复制共需要8(m—n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
8.(2016·湖南省郴州市高三质检)研究发现人体的生物钟机理如下图所示,下丘脑SCN细胞中,基因表达产物per蛋白的浓度呈周期性变化,振荡周期为24h,下列分析正确的是( )
A.per基因只存在于下丘脑SCN细胞中
B.一条mRNA链上,可同时结合多个核糖体翻译出多条不同的肽链
C.核糖体在图中的移动方向是从左向右
D.过程③体现了负反馈调节机制
9.(2015·宁夏银川联考)为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质,某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验,有关分析错误的是( )
A.①过程中与32P标记的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌
B.若上清液中出现放射性,则不能证明DNA是遗传物质
C.离心前混合时间过长或过短都会导致上清液放射性升高
D.要达到实验目的,还需再设计一组用35S标记的噬菌体的实验,两组均为实验组
10.(2015·山东东营调研)下图表示细胞中蛋白质合成的部分过程,以下叙述不正确的是( )
A.甲、乙分子上含有A、G、C、U四种碱基
B.甲分子上有m个密码子,乙分子上有n个密码子,若不考虑终止密码子,该蛋白质由m+n-1个氨基酸构成
C.若控制甲合成的基因受到紫外线照射发生了一个碱基对的替换,那么丙的结构可能会受到一定程度的影响
D.丙的合成是由两个基因共同控制的
11.(2015·云南红河州统一检测)DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。
该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别是U—A、A—T、G—C、C—G。
推测“P”可能是( )
A.鸟嘌呤B.腺嘌呤
C.胸腺嘧啶D.胸腺嘧啶或胞嘧啶
12.(2015·中原名校摸底)下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,下列叙述不正确的是( )
A.①②④过程分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶,④可发生在病毒体内
B.③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C.把DNA放在含15N的培养液中进行①过程,子一代含15N的DNA占100%
D.①②③均遵循碱基互补配对原则,但碱基配对的方式不完全相同
13.(2016·哈尔滨质检)下图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙),请据图回答问题:
(1)图甲为DNA的结构示意图,其基本骨架由 和 (填序号)交替排列构成,④为 。
(2)图乙为 过程,发生的场所为______________________________,
发生的时期为 。
从图示可看出,该过程是从 个起点开始复制的,从而 复制速率;图中所示的酶为 酶;作用于图甲中的 (填序号)。
(3)5-BrU(5-溴尿嘧啶)既可以与A配对,又可以与C配对。
将一个正常的具有分裂能力的细胞,接种到含有A、G、C、T、5-BrU五种核苷酸的适宜培养基上,至少需要经过 次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到C—G的替换。
14.(2016·山东临沂期中检测)中国科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理学或医学奖,她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。
研究人员发现了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(实线方框所示)和酵母细胞产生合成青蒿酸的中间产物FPP的途径(虚线方框所示)如图。
请据图分析回答:
(1)过程①需要 识别DNA中特定的碱基序列,该过程在细胞的分裂期很难进行的原因是___________________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)在青蒿的不同组织细胞中,相同DNA转录起点不完全相同的原因是 。
青蒿素的合成体现了基因控制性状的方式是____________________________________________________________________。
(3)研究表明,相关基因导入酵母细胞后虽能正常表达,但酵母菌合成的青蒿素却很少,据图分析原因可能是 。
为提高酵母菌合成青蒿素的产量,请你提出科学的解决方案:
________________________________。
(4)若FPP合成酶基因含4300个碱基对,其中一条单链中A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,则该基因连续复制3次至少需要 个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
15.(2015·河南濮阳模拟)蚕豆体细胞染色体数目2N=12,科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA,可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。
实验的基本过程如下:
Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培养基上,培养一段时间后,观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后,再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中,培养一段时间后,观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
请回答相关问题:
(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是____________;秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍,其作用的机理是_______________________________________________________。
(2)Ⅰ中,在根尖细胞进行第一次分裂时,每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条,每个DNA分子中,有________条链带有放射性。
Ⅱ中,若观察到一个细胞具有24条染色体,且二分之一的染色单体具有放射性,则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次,该细胞含有________个染色体组。
(3)上述实验表明,DNA分子的复制方式是___________________________________。
16.(2015·江西临川综合测试)人类对遗传的认知逐步深入:
(1)在孟德尔豌豆杂交实验中,纯合的黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆杂交,若将F2中黄色皱粒豌豆自交,其子代中表现型为仍为黄色皱粒的个体占________。
进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对,但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉分支酶少了末端61个氨基酸,推测r基因转录的mRNA提前出现________。
试从基因表达的角度,解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中,所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现,隐性性状不体现的原因是________________________________。
(2)摩尔根用灰身长翅(BBVV)与黑身残翅(bbvv)的果蝇杂交,将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交,子代出现四种表现型,比例为1∶1∶1∶1,说明F1中雌果蝇产生了______种配子。
若实验结果不符合自由组合定律,原因是这两对等位基因不满足该定律“______”这一基本条件。
(3)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由SⅡ型突变产生。
利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌。
有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生,但该实验中出现的S型菌全为________,否定了这种说法。
(4)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,该模型用________解释DNA分子的多样性,此外,________的高度精确性保证了DNA遗传信息稳定传递。
答案精析
A组
1.D [格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A错误;格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子,使R型细菌转化为S型细菌,B错误;T2噬菌体营寄生生活,需先标记细菌,再标记噬菌体,C错误;赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,D正确。
]
2.C [蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成,A正确;向导RNA中双链间遵循碱基互补配对原则,B正确;向导RNA可通过转录形成,逆转录酶以RNA为模板合成DNA,C错误;由于α链与识别序列的互补序列互补,故两链碱基相同,只是其中T与U互换,D正确。
]
3.BCD [改变后的密码子仍然对应精氨酸,氨基酸的种类和序列没有改变,A错误;由于密码子改变,植酸酶mRNA序列改变,B正确;由于密码子改变后C(G)比例下降,DNA热稳定性降低,C正确;反密码子与密码子互补配对,为UCU,D正确。
]
4.D [本题主要考查教材中科学研究的研究材料、方法及结论,意在考查识记、理解与运用能力。
难度适中。
A项对,孟德尔采用豌豆进行杂交实验,成功地揭示了遗传的两条基本规律;B项正确,摩尔根等用果蝇杂交实验证实了基因在染色体上;C项正确,赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验表明DNA是遗传物质;D项错,沃森和克里克构建了DNA双螺旋模型。
]
5.B [本题考查基因的复制和表达的相关知识,考查识记和理解能力。
难度较大。
QβRNA的复制不需要经历逆转录过程,是由单链复制成双链,再形成一条与原来的单链相同的子代RNA,所以A错误,B正确;由图可以看出一条QβRNA模板翻译出的肽链不止一条,可翻译出多条多肽链,C错误;由题意可知:
QβRNA复制酶基因的表达在QβRNA的复制之前,有了QβRNA复制酶,QβRNA的复制才能进行,D错误。
]
6.D [本题考查中心法测的相关知识,考查理解能力。
难度适中。
生物的遗传物质是DNA或RNA,则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中,A正确;由于密码子的简并性,核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质,B正确;表现型通过蛋白质表现,故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础,C正确;编码蛋白质的基因含两条单链碱基序列互补,遗传信息不同,D错误。
]
7.C [本题考查遗传知识,考查记忆、理解和分析能力,难度适中。
根据题干可知朊粒是一种蛋白质,蛋白质是不能整合到基因组中的,A错误;肺炎双球菌是原核生物,通过二分裂的方式进行增殖,朊粒的增殖不是二分裂,故B错误;朊粒是PrPc因空间结构改变形成的,两者一个具有致病性,一个不具有致病性,故C正确;遗传信息的翻译过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,PrPc转变为PrPBC属于蛋白质空间结构改变所致,并不是翻译过程,D错误。
]
8.A [本题考查密码子与反密码子的位置知识,考查知识的识记,难度小。
mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,每3个相邻的的碱基又称作1个密码子,所以密码子位于mRNA上,每个tRNA上都有3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对,因而叫做反密码子,正确答案选A。
]
9.A [本题主要考查翻译相关知识,意在考查分析题图获取信息能力、理解能力。
难度适中。
A项对,图中结构包括核糖体、mRNA、tRNA,核糖体由rRNA和蛋白质构成;B项,a是起始甲硫氨酸后相邻位置的氨基酸;C项,tRNA的环状结构上有反密码子;D项,由于密码子的简并性,mRNA上碱基改变,肽链中氨基酸的种类不一定改变。
]
10.C [本题通过考查有关端粒的知识,考查知识的记忆及信息获取与分析能力,难度适中。
依据端粒学说,端粒酶存在于染色体的两端,大肠杆菌无染色体,A错误,C正确;依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶,B错误;正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截,D错误。
]
11.C [孟德尔用豌豆作为实验材料,总结出了基因的分离和自由组合规律,通过测交实验验证了两大规律,A错误。
范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验,认为植物生长的养料来自水,B错误。
富兰克林和威尔金斯提供了DNA的X射线衍射图谱,对DNA双螺旋结构模型的建立做出了贡献,C正确。
赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证明了DNA是遗传物质,D错误。
]
12.A [DNA分子由两条反向平行的长链盘旋成规则的双螺旋结构,两条单链之间由嘌呤和嘧啶组成的碱基对相连,遵循互补配对原则。
由此可知:
DNA分子双螺旋模型粗细相同,且由嘌呤环和嘧啶环构成的碱基对的空间尺寸相似。
A项符合题意。
]
13.BD [根据DNA半保留复制的特点,若发生转变的两个胞嘧啶在DNA片段的同一条链上,有
的子代DNA发生碱基序列改变,有
不发生改变,A错误;图示可见,胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶后不再与鸟嘌呤配对,而是与腺嘌呤配对,复制后的子代DNA分子中G-C碱基对在总碱基中所占的比例下降,B正确;碱基对的替换为基因突变,由于密码子的简并性等原因,不一定引起编码的蛋白质结构改变,C错误;细胞核与细胞质中都含DNA,复制过程中都可能发生图示的错配,D正确。
]
14.D [不具遗传效应的DNA片段不转录,不会形成mRNA,因此mRNA分子的碱基数小于n/2个,A错误;转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA,B错误;DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上,C错误;在细胞周期中,基因选择性表达,mRNA的种类和数量均不断发生变化,D正确。
]
15.解析
(1)ATP水解生成ADP的过程中,断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即β位和γ位之间的高能磷酸键,即γ位磷酸基团转移到DNA末端。
要将32P标记到DNA上,带有32P的磷酸基团应在γ位上。
(2)dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,即DNA的基本组成单位之一,用dATP为原料合成DNA时,要将32P标记到新合成的DNA上,则32P应在α位。
(3)由于DNA分子复制为半保留复制,故噬菌体双链DNA的复制过程中,被32P标记的两条单链始终被保留,并分别存在于两个子代DNA分子中。
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