幻灯片 1第2讲 DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段
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幻灯片 2 DNA双螺旋结构模型的构建(Ⅱ) DNA分子的结构(Ⅱ)
对DNA分子复制的推测(Ⅰ) DNA分子复制的过程(Ⅱ)
说明基因与DNA关系的实例(Ⅰ) DNA片段中的遗传信息
(Ⅱ)
实验：制作DNA双螺旋结构模型
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幻灯片 3知识点一 DNA分子的结构
磷酸
脱氧
核糖
脱氧核苷酸
脱氧核苷酸链
双螺旋
2
3
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幻灯片 4知识点二 DNA分子的复制
1．对DNA分子复制的推测
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说
2．DNA分子的复制
(1)概念：以亲代DNA分子为模板，按⑧_____________原则，合成子代DNA分子的过程
(2)过程：解旋→以母链为模板按⑨______________原则合成与母链互补的子链→延伸
子链→母链、子链盘绕成__________
(3)发生时期：有丝分裂的⑪_____和⑫_________________的间期，随染色体复制而完成的
碱基互补配对
碱基互补配对
双螺旋结构
间期
减数第一次分裂前
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幻灯片 5(4)所需条件：模板：⑬_________________；原料：⑭____________________ ；能量：ATP；酶：⑮____________________等
(5)结果：1个DNA分子就形成⑯________完全相同的DNA分子。
DNA分子的两条链
4种游离的脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
2个
边解旋边复制
双螺旋结构
碱基互补配对原则
连续性
基因突变
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幻灯片 6遗传效应
多
遗传信息
排列顺序
碱基排列顺序
特定的排列
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幻灯片 7DNA
答案：
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幻灯片 8巧记：DNA分子结构的“五·四·三·二·一”
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幻灯片 9----
幻灯片 10判一判
1．DNA初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖和碱基(A、T、G、C 4种) ( )。
2．T2噬菌体DNA中碱基对的排列顺序是千变万化的
( )。
3．DNA复制的场所不只是细胞核 ( )。
4．DNA双螺旋全部解链后，开始DNA复制 ( )。
5．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接成子链，并且2条子链形成子代DNA分子 ( )。
6．有遗传效应的片段只有DNA片段 ( )。
7．某DNA片段中有100个脱氧核苷酸，则可能的排列顺序为2100种 ( )。
√
√
×
×
×
×
×
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幻灯片 11提示 5.在DNA聚合酶的作用下，而不是DNA酶；子代DNA是亲代1条模板链和子链形成。7.排列顺序应为4n，n指碱基对数，100个＝50对，即应为450种，其中“4”有特定含义，代表4种碱基，不能写成2100。
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幻灯片 12----
幻灯片 13一、DNA分子的结构与特性
1．DNA分子结构模式图信息解读
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幻灯片 14(1)每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖中1号碳与碱基相连接，5号碳与磷酸相连接，3号碳上的－OH与下一个脱氧核苷酸的磷酸脱水聚合形成磷酸二酯键相连接，如图。
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幻灯片 152．DNA分子特性
(1)稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。
(2)多样性：碱基对多种多样的排列顺序。
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幻灯片 16 若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种，其中n代表碱基对数。
(3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
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幻灯片 17----
幻灯片 18----
幻灯片 19 DNA分子中的其他数量关系
(1)DNA分子中，脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸数∶含氮碱基数＝1∶1∶1∶1。(2)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C－G对占比例越大，DNA结构越稳定。(3)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基。
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幻灯片 20三、基因与脱氧核苷酸、DNA和染色体之间的关系
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幻灯片 21 (1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。(2)对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，并不与蛋白质一起构成染色体。
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幻灯片 22本考点高考命题多以选择题形式出现，考查概念、特点等基础知识较常见，试题难度小，命题频率低。提醒考生要关注与碱基互补配对相关的计算，2014未必不考。
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幻灯片 23【典例1】
(易错题)在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的 ( )。
A．24% B．22%
C．26% D．23%
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幻灯片 24破题关键
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幻灯片 25答案 A
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幻灯片 26 ——单双链转化公式的推导：本题可直接应用
公式推导(结合下图)：
由图知：A1＋T1＋C1＋G1＝m A2＋T2＋G2＋C2＝m，整个双链DNA上的碱基总数为2m。
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幻灯片 27----
幻灯片 28----
幻灯片 29----
幻灯片 30答案 (1)30% (2)60% (3)2.5 (4)0.4 (5)1.5P
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幻灯片 311．研究DNA复制的常用方法
同位素标记法和离心法，常标记3H、15N，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。
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幻灯片 322．DNA复制的过程(认真分析下面两幅图)及意义
标准图：
简化图：
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幻灯片 33【要点阐释】
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幻灯片 34 (1)子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。(2)影响细胞呼吸(ATP供给)的所有因素都可能影响DNA复制。(3)体外也可进行，即PCR扩增技术，除满足上述条件外，还应注意温度、pH的控制及引物的加入。
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幻灯片 353．DNA复制过程中的数量关系
由于DNA分子的复制是一种半保留复制方式，一个DNA分子连续进行n次复制，可形成2n个子代DNA，其中只有2个DNA分子含有最初亲代的母链。图解如下：
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幻灯片 36----
幻灯片 37(3)计算原料用量：复制所需的某脱氧核苷酸数＝a×(2n－1)，其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来DNA(即作模板的亲代DNA)分子中的数量，n为复制次数。
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幻灯片 38本考点是高考重点考查的内容之一。从高考试题来看，考查DNA的复制主要涉及DNA复制过程中的变化、特点，与细胞增殖、遗传和变异等的关系，DNA的复制与其他生理过程(如转录、翻译等)的区别等。
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幻灯片 39【典例2】
(2012·山东理综，5)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是 ( )。
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
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幻灯片 40破题关键
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幻灯片 41解析 本题主要考查了噬菌体侵染细菌过程的相关知识以及DNA分子的有关计算。首先计算得出一个噬菌体DNA中鸟嘌呤脱氧核苷酸占30%，其数量是5 000×2×30%＝3 000个，由一个噬菌体增殖为100个噬菌体，至少需要3 000×(100－1)＝2.97×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中，需要细菌提供原料、能量、酶等条件，但模板是由噬菌体提供的，B错误；根据DNA半保留复制的特点可知释放出的100个子代噬菌体中含有32P与只含31P的子代噬菌体分别是2个、98个，比例为1∶49，C正确；由于密码子的简并性等原因，DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，D错误。
答案 C
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幻灯片 42【训练2】
(2012·湖北)下图是某DNA分子
的局部结构示意图，请据图回答。
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幻灯片 43(1)写出下列图中序号代表的结构的中文名称：①________，⑦________，⑧______________，⑨________________。
(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基。
(3)从主链上看，两条单链________________；从碱基关系看，两条单链____________。
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幻灯片 44(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的________________(填图中序号)中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA分子也复制四次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。
(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________个。
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幻灯片 45----
幻灯片 46----
幻灯片 47 易错点1 计算时，乱套公式而出错
点 拨 DNA分子相关碱基互补配对演绎出来的各种计算公式是有前提条件的，其前提条件必须确认为“双链DNA分子”才成立，否则不成立。判定如下：①双链DNA分子中A＝T、G＝C，若出现A≠T或G≠C可肯定不是双链DNA。②若出现“嘌呤≠嘧啶”则可肯定不是双链DNA分子，可能为“RNA”、“单链DNA”或“DNA＋RNA”。
易错点2 DNA复制结合有丝(减数)分裂时对染色体(单体)的分配去向往往纠缠不清。参见纠错演练2
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幻灯片 48纠错演练
(2013·泸州质检)如图为某噬菌体内的某基因结构图(15N标记)，该基因由2 500个碱基对组成，其中A占全部碱基的20%。用这个噬菌体浸染未标记的大肠杆菌，共释放80个子代噬菌体。下列叙述正确的是 ( )。
1.
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幻灯片 49A．该噬菌体的基因由C、H、O、N、P等元素组成，在80个子代噬菌体中，含15N的噬菌体占
B．该基因的碱基数(C＋G)∶(A＋T)＝2∶3，产生80个子代噬菌体至少需要79 000个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸
C．DNA解旋酶作用于②所示部位，DNA聚合酶作用于①所示部位
D．若该基因的一个碱基对发生改变，则其控制的性状随即发生改变
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幻灯片 50答案 C
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幻灯片 512．(易错题)(2010·山东理综，7)蚕豆根尖细胞(2N＝12)在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是 ( )。
A．每条染色体的两条单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
继续探究：根据题意，如果让其在不含放射性标记的培养基中继续分裂至后期，则其染色体的放射性标记分布情况应该是怎样的？其产生的子细胞中，含3H标记的染色体条数为多少？
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幻灯片 52解析 (1)DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H－T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H－T，然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期，每个DNA分子复制的两个DNA分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上，其中一个DNA分子的一条链含3H－T，如下图：
继续探究答案：继续分裂至后期时24条染色体应有12条带有放射性，子细胞中含放射性的染色体则为0～12条。
答案 B
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幻灯片 53 探究DNA复制是半保留复制还是全保留复制，可用同位素标记技术和离心处理技术，根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。
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幻灯片 541．实验材料：大肠杆菌。
2．实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。
3．实验假设：DNA以半保留的方式复制。
4．实验过程：(见图)
(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。
(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。
(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。
(4)将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。
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幻灯片 55----
幻灯片 565．实验预期：离心后应出现3条DNA带。(见图)
(1)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。
(2)中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。
(3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。
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幻灯片 576．实验结果：与预期的相符。
本考点全国新课标卷命题频率低，但并不意味着本考点不重要，一旦命题往往是探究类综合性大题，或者借用同位素标记方法与有丝分裂、减数分裂结合而命题。
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幻灯片 58【典例】
科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如图所示的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次)：
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幻灯片 59----
幻灯片 60(1)实验一和实验二的作用是________。
(2)从实验三的结果C、D可以看出DNA分子复制______(是/不是)半保留复制。
(3)如果实验三的结果都为F，则可判断DNA分子的复制方式________(是/不是)半保留复制。
(4)如果DNA分子的复制方式是半保留复制，某次实验的结果中，结果C比以往实验结果所呈现的带略宽，那么可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为__________。
(5)如果DNA分子的复制方式是半保留复制，与结果D相比，结果E密度带的数量和位置________________，放射性强度不同的是________带。
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幻灯片 61解析 (1)实验一和实验二分别表示14N和15N标记的DNA分子的离心结果，其作用是与后面的实验结果形成对照。(2)从实验三的结果C、D可以看出新形成的DNA分子中有的保留了原来DNA分子(15N/15N)中的一条链，可见DNA分子复制具有半保留复制的特点。(3)结果F表明原来被15N标记的DNA分子的两条链没有分开。(4)“中带”为15N/14N，“中带”略宽，说明新合成的DNA分子之间的相对分子质量有差别，是由DNA单链中的N尚有少部分为15N引起的。(5)假设原有DNA分子数目为n，结果D和结果E都有2n个DNA分子为15N/14N，结果D有2n个DNA分子为14N/14N，结果E有6n个DNA分子为14N/14N，所以与结果D相比，结果E密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。
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幻灯片 62答案 (1)对照 (2)是 (3)不是 (4)15N
(5)没有变化 轻
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幻灯片 63【训练】
(2013·衡阳六校联考)细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是
( )。
A．子一代DNA应为② B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④ D．亲代的DNA应为⑤
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幻灯片 64答案 C
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幻灯片 651.(2012·福建理综，5)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有 ( )。
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
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幻灯片 66解析 此题考查DNA结构的相关知识。在DNA双螺旋结构中，碱基A与T、G与C分别形成碱基对，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(假定用T′表示)应与A配对形成氢键。故碱基序列为GTACATACATG的单链模板在正常脱氧核苷酸环境中会生成如下双链DNA分子：
GTACATACATG
CATGTATGTAC
① ② ③ ④
双脱氧核苷酸会使子链合成终止，因此当DNA复制时若加入胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(T′)，可能会在①②③④位置替换碱基T而形成4种异常DNA片段，故可形成5种DNA分子。
答案 D
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幻灯片 672．(2010·江苏单科，1)下列关于核酸的叙述中，正确的是
( )。
A．DNA和RNA中的五碳糖相同
B．组成DNA与ATP的元素种类不同
C．T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中
D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数
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幻灯片 68解析 本题主要考查核酸的组成、结构和功能。DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖，A项错误；DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成，B项错误；T2噬菌体遗传物质为DNA，故其遗传信息也储存在DNA中，C项错误；双链DNA嘌呤总和嘧啶碱基互补配对，故两者数量相等，D项正确。
答案 D
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幻灯片 693.(2011·浙江理综，31)为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路。
(1)实验分组：
甲组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水
乙组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X(用生理盐水配制)
每组设置若干个重复样品。
(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。
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幻灯片 70(3)将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。
(要求与说明：答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞)
请回答下列问题。
(1)实验目的：_____________________________________。
(2)预测实验结果及结论：____________________________。
(3)实验中采用3H－TdR的原因：______________________________________________。
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幻灯片 71解析 (1)该实验的变量为某物质(X)的有无，因变量为细胞内的放射性强度的大小。3H－TdR是用来合成DNA的原料，若细胞分裂旺盛，则细胞内的放射性强度的平均值(CRD)就比较高。所以该实验的目的是探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响。(2)X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响可能是促进、抑制或无任何作用。如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用。(3)碱基T为DNA特有碱基，若用3H－TdR来培养细胞，则可知细胞的放射性来自于细胞内新合成的DNA。CRD越高，证明细胞增殖速度越快。
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幻灯片 72答案 (1)探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响
(2)如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用
(3)3H－TdR是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化来判断细胞增殖(DNA合成)情况
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