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2017_2018学年高中生物第三章遗传的分子基础第14课时遗传信息的表达__RNA和蛋白质的合成同步备课教学案浙科版必修2

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高中生物审核员

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        第  14  课时 遗传信息的表达——RNA                    和蛋白质的合成

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

      DNA 的功能              a         a
                                            1.列举    DNA 的功能。
DNA 与 RNA 的异同              b         b
                                            2.比较    DNA 和 RNA 的异同。
                                            3.概述遗传信息的转录和翻译
转录、翻译的概念和过程                b         b
                                            过程。

  遗传密码、中心法则                b         b      4.说明遗传密码、中心法则,
                                            养成事物是普遍联系的辩证观
复制、转录和翻译的异同                          b      点。
                                            5.比较复制、转录和翻译。
      基因的概念                b         b
                                            6.概述基因的概念。

                  考点一 转录(a/a)、DNA       与  RNA 的比较(b/b)


 1.DNA 的功能
 (1)携带遗传信息:以自身为模板,半保留地进行复制,保持遗传信息的稳定性。
 (2)表达遗传信息:所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
 2.转录
 (1)概念:遗传信息由        DNA 传递到   RNA 上的过程。
 (2)过程


 (3)三种转录产物及其功能
 ①mRNA:传达    DNA 上的遗传信息。
 ②tRNA:把氨基酸运送到核糖体上。
 ③rRNA:核糖体的重要成分。
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    3.DNA 与  RNA 的比较

      项目                     DNA                           RNA
      全称                 脱氧核糖核酸                          核糖核酸
  组      碱基               A、T、G、C                       A、U、G、C
  成      磷酸                 磷酸                             磷酸
  成
         戊糖               脱氧核糖                             核糖
  分
    基本单位                  脱氧核苷酸                         核糖核苷酸
    空间结构               规则的双螺旋结构                       通常是单链结构
      类型                 通常只有一种                   三种:mRNA、tRNA、rRNA
      分布         主要在细胞核中                      主要在细胞质中
                                              ①生物体内无      DNA 时,RNA  是遗传
                 主要的遗传物质,只要生物体
      功能                                      物质;②参与蛋白质的合成,即翻
                 内有  DNA,DNA  就是遗传物质
                                              译工作;③少数       RNA 有催化作用

 相同点:①化学组成成分中都有磷酸及碱基                   A、C、G;
 ②二者都是核酸,核酸中的碱基序列代表遗传信息;
 联系:RNA    是以  DNA 的一条链为模板转录产生的,即             RNA 的遗传信息来自       DNA。


    1.(2016·浙江    10 月选考)遗传信息表达的过程中,mRNA             的三个碱基是      UAC,则
DNA 模板链上对应的三个碱基是(  )
    A.ATG                               B.TAC     
    C.TUC                               D. AUG
    解析 mRNA   上的碱基与     DNA 模板链上的碱基互补配对。
    答案 A
    2.(2017·温州选考模拟)RNA        的合成过程如图所示,下列说法正确的是(  )


    A.①沿着    DNA 从左向右移动                 B.②是模板链
    C.③的一段序列能够与④碱基配对                       D.④是成熟的      mRNA
    解析 ①沿着      DNA 从右向左移动;③是模板链;④需加工才成熟。
    答案 C
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                              三种  RNA 示意图

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                              RNA 的形成过程

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                           考点二 翻 译(b/b)
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    1.概念
    游离在细胞质中的各种氨基酸,以               mRNA 为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的
过程。(注:叶绿体、线粒体也有翻译过程)
    2.遗传密码
    (1)概念:mRNA   上由   3 个相邻核苷酸排列而成的三联体,决定一种氨基酸。每                      3 个这
样的碱基又称为       1 个密码子。
    (2)特点:①除少数密码子外,生物界的遗传密码是统一的。
    ②除少数氨基酸只有一种遗传密码外,大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。
    (3)遗传密码有     64 种,其中决定氨基酸的有          61 种,终止密码有       3 种(UAA、UAG、UGA)
    3.反密码子:指       tRNA 上可以与    mRNA 上的碱基互补配对的        3 个碱基。
    4.翻译过程
    (1)翻译的条件和产物

    起始—mRNA与核糖体结合
     ↓
    运输—tRNA携带氨基酸置于特定位置
     ↓
           核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子,由对应
          tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上一个
    延伸—           mRNA可以结合多个核糖体
     ↓
    停止—当核糖体到达mRNA上的终止密码子时,合成停止
     ↓
    脱离—肽链合成后核糖体与mRNA的复合物脱离
    (2)多肽链合成时,若干个核糖体同时进行工作,大大增加了翻译效率。


    3.(2017·绍兴选考模拟)下列各项关于遗传信息传递的图示,属于翻译的是(  )
    A.RNA→DNA                           B. DNA→RNA     
    C.RNA→蛋白质                           D. RNA→RNA
    解析 翻译是指以        RNA 为模板合成蛋白质。
    答案 C
    4.(2016·浙江    4 月选考)遗传信息的传递过程如图所示,其中①~④表示四种不同的
物质。下列叙述错误的是(  )
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    A.①复制时,2      条链均可作为模板链
    B.形成②时,需沿整条          DNA 长链进行
    C.密码子    CUU 编码③所携带的氨基酸
    D.②上可同时结合多个核糖体形成多条④
    解析 图中①~④依次表示            DNA、mRNA、tRNA  和肽链。形成②即转录时,不需沿整条
DNA 长链进行,因为转录的单位是基因。
    答案 B


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                                    翻译的过程

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                              考点三 中心法则(b/b)


    1.中心法则的提出及发展
 提出者                                    克里克
         (1)遗传信息由     DNA 传递到   RNA
  要点     (2)RNA 决定蛋白质的特异性
         (3)蛋白质是生物体性状的体现者
  发展     在逆转录酶作用下,以          RNA 为模板反向合成       DNA

    2.图解


    各过程分析
          过程         模板           原料          配对方式        产物          实例
                              含 A、T、G、
DNA      DNA→       DNA 的                       A-T                  绝大多
                              C 的四种脱氧核                     DNA
复制        DNA       两条链                         G-C                  数生物
                              苷酸
                              含 A、U、G、          A-U
         DNA→       DNA 的                                            绝大多
转录                            C 的四种核糖核          T-A        RNA
          RNA       一条链                                              数生物
                              苷酸                G-C

RNA      RNA→        RNA      含 A、U、G、          A-U        RNA    以 RNA 为遗传
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复制        RNA                 C 的四种核糖核          G-C               物质的生物,
                              苷酸                                  如烟草花叶病
                                                                  毒
                               含 A、T、G、         A-T
逆转       RNA→
                     RNA      C 的四种脱氧核          U-A        DNA     艾滋病病毒
 录        DNA
                                  苷酸            G-C

         RNA→        信使                         A-U
翻译                             20 种氨基酸                   蛋白质        所有生物
         蛋白质         RNA                        G-C

    3.基因的本质
    (1)基因是遗传的一个基本功能单位,在适当的条件下控制生物的性状。
    (2)从本质上讲,基因就是一段包含完整遗传信息单位的有功能的核酸片段,在细胞生
物和   DNA 病毒中是一段     DNA,在  RNA 病毒则是一段      RNA。
    (3)基因以一定的次序排列在染色体上。染色体是基因的主要载体。
    (4)基因的基本单位是核苷酸,基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。


    5.下图为中心法则的示意图,其中代表                 DNA 复制的是(  )


    A.①                                 B.② 
    C.③                                 D.④
    解析 DNA   复制是由     DNA 形成 DNA,①为    DNA 复制;②为转录,③为翻译;④为逆转录,
以  RNA 为模板合成    DNA。
    答案 A
    6.(2017·苍山模拟)有关基因的叙述,错误的是(  )
    A.基因就是有遗传效应的           DNA 片段
    B.基因中碱基的排列顺序代表遗传信息
    C.染色体不是基因的唯一载体
    D.基因与性状并非都是一一对应关系
    解析 基因一般是有遗传效应的              DNA 片段,但在    RNA 病毒中,基因是一段有遗传效应
的  RNA。
    答案 A
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                       两看法判断中心法则的生理过程


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1.人体、烟草


2.大肠杆菌


3.噬菌体


4.不含逆转录酶的        RNA 病毒
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    5.含逆转录酶的       RNA 病毒


                            不同类型生物遗传信息的传递

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    1.下列各项中,不属于遗传信息转录所必需的条件的是(  )
    A.酶                                 B.ATP 
    C.模板链                               D.氨基酸
    解析 由于转录是以         DNA 一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成                   RNA 的过程,
所以需要模板、解旋酶、能量             ATP,但不需要氨基酸。氨基酸用于翻译过程。
    答案 D
    2.(2017·温州选考模拟)蛋白质的生物合成过程如图所示,下列叙述正确的是(  )


    A.mRNA 上三个相邻核苷酸即为一个密码子
    B.起始密码、终止密码分别位于              mRNA 的 5′端、3′端
    C.图中新生肽链已合成部分含有              5 个肽键
    D.多个核糖体串联在         mRNA 上能提高每条肽链的合成速率
    解析 mRNA   上决定一个氨基酸的三个相邻核苷酸即为一个密码子;图中新生肽链已合
成部分含有     4 个肽键;多个核糖体串联在            mRNA 上不会改变每条肽链的合成速率。
    答案 B
    3.下图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是(  )


    A.①是编码链
    B.③链加工后可成为成熟的            mRNA
    C.④是游离的核糖核酸
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    D.该过程中存在       T 与 A 的碱基配对方式
    解析 转录过程需要的原料是核糖核苷酸,而不是核糖核酸。
    答案 C
    4.(2017·绍兴期末)下图为中心法则图解。下列有关的叙述中,正确的是(  )


    A.⑤过程只能发生在真核细胞中 
    B.①~⑤过程可以发生在同一个细胞中
    C.①~⑤过程中都能发生碱基互补配对 
    D.①④过程均需要        DNA 聚合酶
    解析 ⑤过程表示翻译,原核细胞中也可以进行;③过程表示逆转录,④过程表示
RNA 的复制,不可以发生在同一个细胞中;④过程需要                     RNA 聚合酶。
    答案 C
    5.图  1 是人体胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图,图                    2 是图  1 中过程②的局部放大,
请据图回答:


    (1)过程①是________,该过程需要________酶催化。
    (2)由图  2 可知,决定苏氨酸的遗传密码是________,将氨基酸运输到核糖体的工具是
________。
    (3)已知过程①产生的        mRNA 链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的                54%,其模板链对
应的区段中胞嘧啶占         29%,则模板链中腺嘌呤所占的比例为________。
    (4)过程②中,一个       mRNA 上结合多个核糖体的意义是_______________________。
    解析 (1)过程①是转录,需要            RNA 聚合酶催化。(2)遗传密码存在于            mRNA 上,所以决
定苏氨酸的密码子是         ACU。tRNA 运输氨基酸。(3)根据过程①产生的              mRNA 链中  G+U=
54%,可知模板链对应的区段中            C+A=54%,又    C 为 29%,因此   A 为 54%-29%=25%。(4)过
程②中,一个      mRNA 上结合多个核糖体,从而少量的             mRNA 可以迅速合成大量的蛋白质,大
大提高翻译的效率。
    答案 (1)转录 RNA      聚合

    (2)ACU tRNA (3)25%
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    (4)少量的   mRNA 可以迅速合成大量的蛋白质,提高翻译的效率

                                (时间:40   分钟)


    1.下列名称与功能匹配的是(  )
    A.rRNA——含有遗传密码
    B.DNA——携带氨基酸到核糖体
    C.tRNA——结合蛋白质组成核糖体
    D.mRNA——携带来自细胞核的遗传信息到核糖体
    解析 rRNA——核糖体的组成成分;DNA——主要在细胞核中,遗传信息的携带者;
tRNA——运载氨基酸到核糖体上。
    答案 D
    2.某核酸为蛋白质合成的直接模板,下图为其结构。该核酸为(  )


    A.mRNA                              B.rRNA 
    C.tRNA                              D.DNA
    解析 翻译的直接模板是           mRNA。
    答案 A
    3.逆转录不需要(  )
    A.逆转录酶                              B.核糖核苷酸
    C.能量                                D.模板
    解析 逆转录过程的原料是脱氧核苷酸,该过程不需要核糖核苷酸。
    答案 B
    4.蛋白质是由基因所编码,要表达出基因所编码的蛋白质,关键是(  )
    A.DNA 的合成                           B.DNA 的复制
    C.染色体的形成                            D.转录和翻译
    解析 基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段。
    答案 D
    5.下列   3 个碱基一定不是遗传密码的是(  )
    A.AUG                               B.GCC
    C.AGT                               D.GGG
    解析 遗传密码位于         mRNA 上,RNA  中不含有碱基      T,所以   AGT 一定不是遗传密码。
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    答案 C
    6.若  DNA 模板链上的     3 个相邻的碱基是       CAT,则  tRNA 上相应的    3 个碱基是(  )
    A.GTA                               B.CUA  
    C.GAT                               D.CAU
    解析 若    DNA 模板链上的     3 个相邻的碱基是      CAT,则   mRNA 上的遗传密码是      GUA,故
tRNA 上相应的    3 个碱基是    CAU。
    答案 D
    7.如图表示遗传信息传递的一般规律。图中⑤所代表的过程称为(  )


    A.逆转录                               B.转录  
    C.复制                                D.翻译
    解析 图中③是逆转录过程,A             错误;图中②是转录过程,B            错误;图中①是       DNA 分子
复制过程,④是       RNA 分子复制过程,C       错误;图中⑤是以        mRNA 为模板合成蛋白质的翻译过
程,D   正确。
    答案 D
    8.DNA 分子的解旋发生在下列那些过程中(  )
    A.复制                                B.转录
    C.翻译                                D.复制和转录
    解析 DNA   分子复制时,在解旋酶的作用下,DNA               的两条链解旋分开,然后以两条链分
别为模板形成子链,转录时            DNA 两条链解开,以其中的一条链为模板形成                 mRNA,而翻译是
以  mRNA 为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质,故                  DNA 分子的解旋发生于复制和转录过
程。
    答案 D
    9.下列对转运      RNA 的描述,正确的是(  )
    A.每种转运     RNA 能识别并转运多种氨基酸
    B.每种氨基酸只有一种转运            RNA 能转运它
    C.转运   RNA 能识别信使     RNA
    D.转运   RNA 转运氨基酸到细胞核内
    解析 生物体内有        64 个密码子,其中       UAG、UAA 及 UGA 不编码任何氨基酸;生物体内
决定   20 种氨基酸的密码子共有         61 种,所以有些氨基酸可以有数种密码子,但每种密码子
只能决定一种氨基酸。翻译过程是在细胞质中的核糖体上进行的,所以转运                                RNA 不能将氨
基酸转运到细胞核内。
    答案 C
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    10.如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
    解析 B   项,甲硫氨酸是起始氨基酸,图中ⓐ位置对应的氨基酸明显位于第                            2 位。C  项,
密码子位于     mRNA 上,而不是     tRNA 上。D  项,由于密码子的简并性,mRNA           上碱基改变时,
肽链中的氨基酸不一定发生变化,D               项错误。
    答案 A
    11.若  DNA 分子的某个基因含        240 个脱氧核苷酸和      80 个鸟嘌呤,则该片段转录成的信
使  RNA 含有的尿嘧啶最多有(  )
    A.20 个                              B.40  个  
    C.60 个                              D.80  个
    解析 在    DNA 分子中,因为      G=80 个,所以    G+C=160   个,A+T=240-160=80      个,
则  A=T=40  个,若   A 全部位于转录链中,则转录形成的              mRNA 中 U 最多有   40 个。
    答案 B
    12.某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是(  )


    A.在  RNA 聚合酶作用下      DNA 双螺旋解开
    B.DNA-RNA  杂交区域中     A 应与  T 配对
    C.mRNA 翻译只能得到一条肽链
    D.该过程发生在真核细胞中
    解析 DNA-RNA    杂交区域中     DNA 上的  A 与 RNA 上的  U 配对,RNA   上的  A 与 DNA 上的
T 配对,B   错误。由图可知,一个          mRNA 分子可以同时结合多个核糖体,从而同时合成多条
肽链,C   错误。边转录边翻译的现象发生在原核细胞中,在真核细胞的线粒体和叶绿体中
也有发生,因此该过程既可发生在真核细胞中,也可发生在原核细胞中,D                               错误。
    答案 A
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    13.中心法则揭示了生物遗传信息由               DNA 向蛋白质传递与表达的过程,请回答下列问
题:


    (1)正常情况下,人体神经细胞内可发生的过程是________(用图中的字母回答)。
    (2)在真核细胞中,a       和 b 两个过程发生的主要场所是________。
    (3)c 过程发生的场所是________,该过程中能特异性识别信使                    RNA 上遗传密码的物质
是________,后者所携带的物质是________。
    答案 (1)b、c (2)细胞核 (3)核糖体 tRNA 氨基酸
    14.下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图,据图回答:


    (1)在蛋白质合成过程中,该图表示的过程称为________,图中                     4 的结构名称是
________,该过程的模板是________。
    (2)由图中信息可推知        DNA 模板链上对应的碱基序列为_________________________。
    (3)根据图并参考下表分析:________上携带的氨基酸是________,这个氨基酸与前面
的氨基酸是通过________反应连接在一起的。
    氨基酸  丙氨酸  苏氨酸  精氨酸  色氨酸
    密码子  GCA  ACU  CGU  UGG

    GCG  ACC  CGC
    GCC  ACA  CGA
    GCU  ACG  CGG
    (4)在物质   3 合成过程中,与其        DNA 模板链上碱基     A 相配对的碱基是________。
    (5)在丝腺细胞中,与蛛丝蛋白加工、分泌有关的细胞器是_______________。
    答案 (1)翻译 核糖体 3(mRNA)

    (2)ACCCGATTTGGC
    (3)转运  RNA 丙氨酸 脱水缩合

    (4)U
    (5)核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
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    15.DNA 分子复制与遗传信息转录的相同之处是(  )
    A.利用的模板都相同                          B.利用的原料都相同
    C.所利用的酶都相同                          D.都遵循碱基互补配对原则
    解析 DNA   分子复制以     DNA 的双链分别为模板进行半保留复制,遗传信息转录以
DNA 的一条链为模板进行转录,A           错误;DNA    分子复制以游离的脱氧核苷酸为原料,遗传信
息转录以游离的核糖核苷酸为原料,B                错误;DNA   分子复制需要解旋酶和          DNA 聚合酶等,遗
传信息转录需要       RNA 聚合酶等,C     错误;DNA   分子复制与遗传信息转录都遵循碱基互补配对
原则,D   正确。
    答案 D
    16.关于转录和翻译的叙述,错误的是(  )
    A.转录时以核糖核苷酸为原料
    B.转录时    RNA 聚合酶能识别      DNA 中特定碱基序列
    C.mRNA 在核糖体上移动翻译出蛋白质
    D.不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
    答案 C
    17.下图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。请分析回答下列问题:


    (1)图 A 中甲的名称为________,乙与丁在结构上的不同点是____________________ 
____________________________________________________。
    方框内表示该过程进行方向的箭头是________(填“→”或“←”)。
    (2)图 B 所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程,此过程的模板是
________(填物质名称)。②③④的最终结构是否相同?________(填“是”或“否”)。
    答案 (1)RNA   聚合酶 组成乙的戊糖是脱氧核糖,组成丁的戊糖是核糖 ← 
(2)mRNA 是
    18.图  1 表示细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答。
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    (1)图 2 中方框内所示结构是________的一部分,它主要在________中合成,其基本组
成单位是________,可以用图         2 方框中数字________表示。
    (2)图 1 中以④为模板合成⑤物质的过程称为________,进行的场所是[ ]________,
所需要的原料是________。
    (3)若该多肽合成到图        1 中 UCU 决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密
码子是
________________________________________________________________________。
    (4)从化学成分角度分析,与图            1 中⑥结构的化学组成最相似的是(  )

    A.乳酸杆菌                              B.T2 噬菌体
    C.染色体                               D.流感病毒
    (5)若图  1 的①所示的分子中有         1 000 个碱基对,则由它所控制形成的信使               RNA 中含有
的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过(  )
    A.166 和  55                         B.166 和  20
    C.333 和  111                        D.333 和  20
    解析 (1)图    2 方框内所示结构具有碱基           U,而  U 是 RNA 特有的碱基,因此它表示
RNA,主要在细胞核中转录形成,其基本组成单位是核糖核苷酸,可以用图                              2 方框中数字
1、2、7  表示。(2)图     1 中④为  mRNA 分子,⑤为肽链,以         mRNA 分子为模板合成肽链的过程
称为翻译;翻译以氨基酸为原料,在⑥核糖体上进行。(3)密码子是指                            mRNA 上决定氨基酸
的三个相邻的碱基,但终止密码没有对应的氨基酸,它终止蛋白质的合成,从                                 mRNA 中可以
看出终止密码是       UAA。(4)从化学成分角度分析,与图             1 中⑥结构的化学组成最相似的是流
感病毒,由     RNA 和蛋白质组成。(5)若图         1 的①所示的分子中有        1 000 个碱基对,则由它所
控制形成的信使       RNA 中有碱基    1 000 个,密码子个数最多为          1 000÷3≈333  个,所合成的
蛋白质中氨基酸个数最多为            333 个,种类最多不超过        20 种。
    答案 (1)RNA 细胞核 核糖核苷酸 1、2、7
    (2)翻译 ⑥ 核糖体 氨基酸

    (3)UAA (4)D (5)D
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