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2017_2018学年高中生物第三章遗传的分子基础第12课时DNA的分子结构和特点同步备课教学案浙科版必修2

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                    第   12 课时 DNA      的分子结构和特点

                       考试属性及要求
     知识内容                                             考情解读
                      必考        加试

  核酸分子的组成               a         a      1.概述核酸分子的组成。
                                         2.概述   DNA 分子结构及其特点,认同多
DNA 分子的结构和特点            b         b
                                         学科合作研究的重要性。
                                         3.在进行活动时,运用建构模型的科学
活动:制作      DNA 双螺
                        b         b      方法,感悟     DNA 双螺旋结构对称、简洁、
    旋结构模型
                                         和谐的科学美。

                          考点一 核酸分子的组成(a/a)


   核酸包括    DNA 和 RNA,组成元素为      C、H、O、N、P,基本单位为核苷酸。
                                               基本单位
            名称
                                     名称                         基本组成

                                                        磷酸、脱氧核糖、四种碱
DNA    脱氧核糖核酸
                                                        基(A、G、C、T)
                                  脱氧核苷酸

                                                        磷酸、核糖、四种碱基
RNA    核糖核酸
                                                        (A、G、C、U)
                                  核糖核苷酸


   1.与  DNA 分子相比,RNA     分子特有的碱基是(  )
   A.U                                 B.G 
   C.A                                 D.C
   解析 DNA   分子特有的碱基是        T,RNA  分子特有的碱基是        U。
   答案 A
   【归纳总结】
   不同生物的核酸种类
            生物类别           核酸          核苷酸      碱基      遗传物质

            细胞生物         DNA 和 RNA      8 种      5 种      DNA
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                       只含  DNA       4 种      4 种      DNA
           病毒
                       只含  RNA       4 种      4 种      RNA


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___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
           考点二 DNA    的分子结构及结构特点及双螺旋模型制作(b/b)


1.DNA 的基本单位:脱氧核糖核苷酸(4             种)


2.DNA 分子的结构——双螺旋结构


(1)由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。
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    (2)外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。内侧:由氢键相连的碱基对组成。
    (3)碱基互补配对原则:A=T;G≡C。
    (4)卡伽夫法则:在       DNA 分子中,A    与 T 的个数相等,G      与 C 的个数相等,但       A+T 的量
不一定等于     G+C  的量。在一个双链        DNA 分子中,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,各占全
部碱基的    50%;不互补的两种碱基之和占全部碱基数的                  50%,即  A+G=A+C=T+G=T+
C=1/2 全部碱基。
    3.DNA 的特性
    (1)多样性:构成      DNA 分子的脱氧核苷酸虽只有          4 种,配对方式仅       2 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 DNA 分子)。
    (2)特异性:每个特定        DNA 分子的碱基排列顺序是特定的。
    (3)稳定性:分子内脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序使                     DNA 分子结构相对稳定。
    4.活动:制作      DNA 双螺旋结构模型
    (1)严格按照实验操作程序,按结构层次从小到大,从简单到复杂依次完成。
    (2)制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型时,注意分子的大小比例。
    (3)制作含氮碱基模型时,A          和 T、G  和 C 应剪成相互吻合的形状,两对碱基的长度相
同。
    (4)制作脱氧核苷酸长链模型时,要注意:①两条长链中脱氧核苷酸的个数必须相同;
②两条长链上的碱基能够相互配对;③两条长链反向平行。


    2.(2015·10  月浙江选考)下图表示某同学制作的               DNA 双螺旋结构模型的一个片段。
其中存在的错误有(  )


    A.3 处                               B.5  处 
    C.7 处                               D.8  处
    解析 制作     DNA 双螺旋结构模型,应选用脱氧核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺
嘧啶,图中     4 个核糖错误应该换成脱氧核糖,尿嘧啶应该换成胸腺嘧啶,腺嘌呤与胸腺嘧
啶之间氢键数应该换成          2 个,胞嘧啶和鸟嘌呤之间氢键数应该换成                 3 个,故共    7 处错误。
    答案 C
    3.(2017·金华期末)下列关于          DNA 的叙述,错误的是(  )
    A.脱氧核苷酸是由脱氧核苷和磷酸连接起来的
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    B.DNA 的两条链反向平行
    C.卡伽夫法则是指        A 与 T 配对、C   与 G 配对
    D.有细胞结构的生物均以           DNA 为遗传物质
    解析 A   与  T 配对、C   与 G 配对是碱基互补配对原则。
    答案 C


    ___________________________________________________________________________
    ___________________________________________________________________________


     A、T  之间通过    2 个氢键连接,C、G      之间通过     3 个氢键连接,C、G      的比例越高,双螺
旋结构越稳定。


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                              制作  DNA 双螺旋结构模型

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                        考点三 有关      DNA 分子结构的计算(b/b)


    1.DNA 分子的共性和特异性
    (1)共性:不因生物种类的不同而不同。
    A  T      G  C     A+C   A+G
    T=A=1;C=G=1;T+G=T+C=1
               A+T
    (2)特异性:G+C的值在不同          DNA 分子中是不同的,是         DNA 分子多样性和特异性的表
现。
    2.相关计算
    如图是   DNA 分子中碱基配对的情况示意图,与碱基互补配对原则有关的规律:


    (1)腺嘌呤与胸腺嘧啶相等,鸟嘌呤与胞嘧啶相等,即                     A=T、G=C。因此,嘌呤总数

与嘧啶总数相等,即         A+G=T+C。一条链中的         A 和另一条链中的       T 相等,可记为     A1=T2,

同样:T1=A2,G1=C2,C1=G2。

    (2)设在双链    DNA 分子中的一条链上        A1+T1=n%,因为    A1=T2、A2=T1,则:A1+T1=

T2+A2=n%。整个     DNA 分子中:A+T=n%。
    在双链   DNA 分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个                      DNA 分子中都相等。
    (3)设双链   DNA 分子中,一条链上:
    A1+G1          A1+G1    T2+C2                 A2+G2    1
    T1+C1=m,则:T1+C1=A2+G2=m,所以互补链上T2+C2=m。
    双链  DNA 分子中,非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。
    (4)DNA 分子中共有     4 种类型的碱基对,若某个          DNA 分子具有    n 个碱基对,则     DNA 分子
可有   4n 种碱基对排列方式。
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    4.已知某双链      DNA 分子中,G    与 C 之和占全部碱基总数的          34%,其一条链中的       T 与
C 分别占该链碱基总数的          32%和 18%,则在它的互补链中,T          和 C 分别占该链碱基总数的(  )
    A.34%和  16%                         B.34%和  18%   
    C.16%和  34%                         D.32%和  18%
    解析 如图所示,设该          DNA 分子的两条链分别为        1 链和  2 链,双链    DNA 分子中,G    与
C 之和占全部碱基总数的          34%,则  A+T 占  66%,又因为双链      DNA 分子中,互补配对的两种

碱基之和占整个       DNA 分子比例和每条链中的比例相同,因此                A1+T1=66%,G1+C1=34%,

又因为   T1 与 C1 分别占该链碱基总数的         32%和 18%,则  A1=66%-32%=34%;G1=34%-18%=

16%,根据   DNA 分子的碱基互补配对关系,所以              T2=A1=34%,C2=G1=16%。


    答案 A
    5.已知一个双链       DNA 分子的   G 占整个   DNA 分子碱基的    27%,并测得    DNA 分子一条链上
的  A 占这条链碱基的      18%,则另一条链上的        A 的比例是(  )
    A.9%                                B.27%   
    C.28%                               D.46%
    解析 据题意,G       占整个   DNA 分子碱基的     27%,依据碱基互补配对原则,C            也占  27%,
G+C=54%,那么     A+T=1-54%=46%,又因为它的任何一条链中                A+T=46%,其中一条链
A 占 18%,则此链中     T=46%一  18%=28%,则另一条链中        A=28%。
    答案 C


    A+G=T+C=50%
    A+C=T+G=50%
    在双链   DNA 中任一对不互补的碱基之和占总碱基数的                 50%。

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    1.DNA 分子结构中(  )
    A.含氮碱基与核糖相连                         B.磷酸与脱氧核糖交替排列
    C.腺嘌呤与鸟嘌呤通过氢键配对                     D.两条链的空间结构千变万化
    解析 DNA   分子的五碳糖是脱氧核糖,A            错误;DNA   分子中,脱氧核糖和磷酸交替连接
构成基本骨架,B       正确;腺嘌呤通过氢键与胸腺嘧啶进行互补配对,C                     错误;DNA    分子的两
条链的结构都是螺旋结构,D            错误。
    答案 B
    2.(2016·浙江    4 月选考)下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型,正确的是(  )


    解析 每    1 个脱氧核苷酸是由        1 个脱氧核糖、1     个磷酸基团和       1 个碱基构成,碱基可
能是   A 或 C 或 G 或 T,不可能是    U,A  项错误;脱氧核糖是戊糖,其中             1 号碳上连着碱基,
5 号碳上连着磷酸基团,B          项、C  项错误、D    项正确。
    答案 D
    3.(2017·温州十校联合体期末)如图为某核苷酸长链片段的示意图,下列关于该长链
的相关叙述中,错误的是(  )


    A.2 和  3 构成核苷                       B.嘌呤数目等于嘧啶数目
    C.4 为胞嘧啶脱氧核苷酸                       D.磷酸基团的数目等于脱氧核糖的数目
    解析 该链为      DNA 单链,嘌呤数目不一定等于嘧啶数目,DNA                双链中嘌呤数目等于嘧
啶数目,B    错误。
    答案 B
    4.(2017·台州期末)下列关于          DNA 分子结构的叙述,正确的是(  )
    A.DNA 分子的基本单位是        4 种核糖核苷酸
    B.DNA 主链的基本骨架由脱氧核糖与磷酸结合形成
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    C.DNA 分子一条链上的相邻碱基由氢链连接
    D.DNA 分子中    A+T 的量一定等于      G+C  的量
    解析 DNA   分子的基本单位是        4 种脱氧核苷酸;DNA       分子两条链间的相邻碱基由氢键连
接;根据卡伽夫原则,DNA          分子中   A+T  的量不一定等于       C+G 的量。
    答案 B
    5.(2017·丽水选考模拟)某         DNA 分子的一条链(A+G)/(T+C)=2,这种比例在其互补
链和整个    DNA 分子中分别是(  )
    A.都是   2                            B.1/2 和  2
    C.1/2 和  1                          D.2  和 1
    解析 在整个      DNA 分子中,A=T、C=G,因此,A+G=T+C。由于在                 DNA 分子的单链
中,一条链中的       A+G  或 T+C 与互补链中的       T+C 或 A+G  相等,故一条链的(A+G)/(T+
C)=2,其互补链的该比值就是            1/2。
    答案 C


                                (时间:40   分钟)


    1.双链   DNA 分子中正确的碱基配对方式是(  )
    A.C 与  A 配对                         B.A  与 G 配对
    C.C 与  T 配对                         D.A  与 T 配对
    解析 双链     DNA 分子中正确的碱基配对方式是            A 与 T 配对、G   与  C 配对。
    答案 D
    2.DNA 分子结构的多样性主要取决于(  )
    A.碱基种类的不同                           B.碱基数量的不同
    C.碱基序列的不同                           D.碱基比例的差
    解析 不同的      DNA 具有的遗传信息不同,不同的碱基排列顺序表示不同的遗传信息,
碱基对排列顺序的千变万化构成了               DNA 分子的多样性。
    答案 C
    3.某同学在构建       DNA 分子结构模型时,想用不同的几何图形代表核苷酸的不同组成部
分。那么该同学组建的          DNA 分子模型中共有多少种不同的几何模型(  )
    A.五种                                B.六种
    C.七种                                D.八种
    解析 DNA   分子中核苷酸的组成部分有            1 种磷酸、1    种脱氧核糖及      A、T、G、C     4 种碱
基。
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    答案 B
    4.某生物碱基中嘌呤总数为            56%,嘧啶总数为      44%,此生物不可能是(  )

    A.T2 噬菌体                            B.烟草花叶病毒
    C.禽流感病毒                             D.果蝇

    解析 T2   噬菌体只含有双链        DNA,碱基中嘌呤总数等于嘧啶总数。
    答案 A
    5.某双链    DNA 分子中,胞嘧啶(C)占全部碱基的            30%,则腺嘌呤(A)占全部碱基的(  )
    A.10%                               B.20%  
    C.30%                               D.40%
    解析 双链     DNA 分子中,G=C=30%,G+C=60%;所以,A+T=40%,A=T=20%。
    答案 B
    6.组成   DNA 和 RNA 的核苷酸、戊糖和碱基共有(  )
    A.8、8、8   种                         B.8、2、5   种  
    C.2、2、4   种                         D.2、2、8   种
    解析 组成     DNA 和 RNA 的核苷酸有     8 种,戊糖有    2 种和碱基有     5 种。
    答案 B
    7.下列关于     DNA 结构的描述错误的是(  )
    A.每一个    DNA 分子都是由一条多核苷酸链盘绕而成的螺旋结构
    B.外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的骨架,内部是碱基
    C.DNA 两条链上的碱基间以氢键相连,且               A 与 T 配对、G   与 C 配对
    D.DNA 的两条链等长,但是反向平行
    解析 一般来说,每个          DNA 分子是由两条链组成的,A          错误;DNA   分子的脱氧核糖和磷
酸交替连接,排列在外侧,构建基本骨架,碱基排列在内侧,B                          正确;DNA   分子的两条链上
的碱基由氢键连接形成碱基对,且遵循                 A 与 T 配对、G  与  C 配对的碱基互补配对原则,C           正
确;DNA  分子的两条链的核苷酸数相同,方向是反向平行,D                      正确。
    答案 A
    8.20 世纪   50 年代初,英国科学家威尔金斯等用              X 射线衍射技术对      DNA 结构潜心研究
了  3 年,意识到    DNA 是一种螺旋结构。1953        年,沃森、克里克构建了          DNA 的规则的双螺旋
结构模型,沃森、克里克和威尔金斯分享了                   1962 年的诺贝尔生理学或医学奖。关于              DNA 分
子的双螺旋结构的描述错误的是(  )
    A.DNA 分子是由     4 种脱氧核糖核苷酸相互连接而形成的生物大分子
    B.DNA 分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接而形成的
    C.脱氧核糖核苷酸相互连接形成              DNA 能够产生水
    D.DNA 分子的两条链是反向平行的,并且游离的磷酸基位于同一端
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    答案 D
    9.在  DNA 分子的一条单链中相邻的碱基             A 与 T 的连接是通过(  )
    A.氢键                                B.脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
    C.肽键                                D.磷酸—脱氧核糖—磷酸
    解析 双链     DNA 分子之间的碱基通过氢键连接,A             错误;一条单链中相邻的碱基             A 与
T 是通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接的,B                  正确;肽键是氨基酸脱水缩合形成的,C                 错
误;磷酸与脱氧核糖交替连接构成               DNA 的基本骨架,D     错误。
    答案 B
    10.下图为某     DNA 分子的部分平面结构图,该           DNA 分子片段中含      100 个碱基对,40     个
胞嘧啶,则下列说法错误的是(  )


    A.②与①交替连接,构成了            DNA 分子的基本骨架
    B.③是连接     DNA 单链上两个核糖核苷酸的磷酸二酯键
    C.该  DNA 复制  n 次,含母链的      DNA 分子只有   2 个
    D.该  DNA 复制  n 次,消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为              60(2n-1)个
    解析 ①是脱氧核糖,②是磷酸,两者交替连接构成了                       DNA 分子的基本骨架;④是连
接  DNA 单链上两个脱氧核糖核苷酸的化学键,③是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸中连接磷酸和脱
氧核糖的化学键;该         DNA 复制  n 次,得到    2n 个 DNA,其中含有母链的       DNA 分子共   2 个;该
DNA 复制  n 次,消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数为(200-40×2)÷2×(2n-1)=60(2n-1)。
    答案 B


    11.有三个核酸分子,经分析共有              5 种碱基、8   种核苷酸、4      条核苷酸长链,它的组成
是(  )
    A.1 个  RNA,2 个 DNA                  B.3  个 DNA
    C.1 个  DNA,2 个 RNA                  D.3  个 RNA
    解析 DNA   和  RNA 共含有  5 种碱基、8    种核苷酸,且一个        DNA 分子含有两条核苷酸链,
而一个   RNA 分子只含一条核苷酸链。满足条件的只有                 C 项。
    答案 C
    12.下列双链     DNA 的结构最稳定的是(  )
    A.含胸腺嘧啶      32%的  DNA              B.含腺嘌呤     17%的  DNA
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    C.含腺嘌呤     30%的  DNA                D.含胞嘧啶     15%的  DNA
    解析 DNA   分子双螺旋结构中,A         和  T 之间可以形成     2 个氢键,而     G 和 C 之间可以形成
3 个氢键,其稳定性较强,因此            G 和 C 含量多的    DNA 较稳定。
    答案 B
    13.胰岛   β  细胞内某个     DNA 分子,已知在该      DNA 分子的一条链上       G+C 占  60%,A 占
24%,则另一条链上       A 占整个   DNA 分子的碱基比例为(  )
    A.60%                               B.24% 
    C.8%                                D.16%
    解析 已知在该       DNA 分子的一条链上       G+C 占 60%,A  占 24%,则这条链上      T 占 16%。根
据碱基互补配对原则,另一条链上的                A 占 16%,则另一条链上       A 占整个  DNA 分子的碱基比
例为   8%。
    答案 C
    14.下列关于双链       DNA 分子的叙述,哪项是错误的(  )
    A.一条链中     A 和 T 的数量相等,则互补链中          A 和 T 的数量也相等
    B.一条链中     G 为 C 的 2 倍,则互补链中       G 为 C 的 0.5 倍
    C.一条链的     C∶T=1∶2,则互补链的         G∶A=2∶1
    D.一条链中     A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则互补链中相应的碱基比为                   2∶1∶4∶3

    解析 由    DNA 分子的碱基互补配对原则可知,两条               DNA 单链中   A1=T2、T1=A2,如果
                                                                       1

A1=T1,则   A2=T2,A 正确;两条      DNA 单链中  C1=G2、G1=C2,如果     G1=2C1,则  G2=2C2,

B 正确;由于两条       DNA 单链中  C1=G2、G1=C2、A1=T2、T1=A2,如果       C1∶T1=1∶2,则互

补链的   G2∶A2=1∶2,C    错误;由于两条       DNA 单链中   C1=G2、G1=C2、A1=T2、T1=A2,如

果  A1∶T1∶G1∶C1=1∶2∶3∶4,则       A2∶T2∶G2∶C2=2∶1∶4∶3,D      正确。
    答案 C
    15.2013 年  1 月,英国剑桥大学科学家宣布在人体快速分裂的活细胞如癌细胞中发现
了  DNA 的四螺旋结构。形成该结构的            DNA 单链中富含    G,每   4 个 G 之间通过氢键等作用力
形成一个正方形的“G­4         平面”,继而形成立体的“G~四联体螺旋结构”(如图),下列有
关叙述正确的是(  )


    ①该结构是沃森和克里克首次发现的;
    ②该结构由一条脱氧核苷酸链形成;
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    ③用  DNA 解旋酶可打开该结构中的氢键;
              A+G
    ④该结构中T+C的值与          DNA 双螺旋中的比值相等。
    A.①②                                B.②③ 
    C.①③                                D.②④
    解析 本题考查了        DNA 结构的相关知识,同时考查了学生获取信息能力。沃森和克里
克发现的是     DNA 的双螺旋结构,①错误;由题目信息“形成该结构的                      DNA 单链中富含
G”,可知②正确;解旋酶可以打开氢键,③正确;由于是                        DNA 单链的形式存在,所以
A+G
T+C不相等。④错误。
    答案 B
    16.如图是某     DNA 分子的部分平面结构示意图,据图回答:


    (1)DNA 是________空间结构,3、4      的中文名称分别是
    ______________________、______________________。
    (2)碱基通过________连接成碱基对,碱基配对遵循________原则。
                                    A+G                             A+G
    (3)若该  DNA 分子中,其中的一条链的T+C为             0.4,那么在它的互补链中,T+C应为
________。
    答案 (1)双螺旋 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸
    (2)氢键 碱基互补配对
    (3)2.5
    17.如图是    DNA 片段的结构图,请据图回答:


    (1)填出图中部分结构的名称:
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    [2]________,[5]________。
    (2)从甲图可以看出       DNA 分子主链的基本骨架是由________和________交替连接而形成
的。
    (3)连接碱基对的键是________。碱基配对的方式有________与________配对、
________与________配对。
    (4)从图甲可以看出组成         DNA 分子的两条链的方向是________的。从图乙可以看出组成
DNA 分子的两条链相互缠绕成________的________结构。
    答案 (1)一条脱氧核苷酸单链片段 腺嘌呤脱氧核苷酸
    (2)脱氧核糖 磷酸
    (3)氢键 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶)
    (4)反向 规则 双螺旋
    18.大肠杆菌     DNA 分子结构示意图(片段)如图所示。请据图回答下列问题:


    (1)图中  1 表示________,2   表示________,1、2、3     结合在一起的结构叫________。
    (2)图中  3 有________种,中文名称是______________________________。
    (3)含有  200 个碱基的某     DNA 片段中碱基间的氢键共有          260 个,该   DNA 片段中共有腺嘌
呤________个,C   和  G 共________对。
    解析 图中     3、4  之间有三个氢键,故         3 表示鸟嘌呤或胞嘧啶。设          A、T 碱基对有     n 个,
则  G、C 碱基对有    100-n  个,氢键总数为       2n+3(100-n)=260,解得     n=40,G、C    碱基对
60 个。
    答案 (1)磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸 (2)2 鸟嘌呤或胞嘧啶 (3)40 60
    19.分析下列     DNA 分子的构成过程,回答下列问题:


    (1)DNA 的基本结构单位是________种________。
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    (2)DNA 分子中的________和________交替连接,排列在________侧,构成               DNA 分子的
基本骨架。
    (3)DNA 分子的两条链通过________键连接;按________平行方式盘旋成________结构。

    (4)配对的碱基,A      与  T 之间形成________个氢键,G       与 C 之间形成________个氢键,
C—G  比例越大,DNA     结构越________。
    答案 (1)4 脱氧核苷酸
    (2)脱氧核糖 磷酸 外
    (3)氢 反向 双螺旋
    (4)2 3 稳定
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