2019年高考生物 热点题型提分策略 专题06 同位素标记法在遗传分子基础和细胞基础的应用学案.doc

专题06 同位素标记法在遗传分子基础和细胞基础的应用1有丝分裂与DNA复制（1）过程图解(一般只研究一条染色体)复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)，如图：转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期，如图：（2）规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。2减数分裂与DNA复制（1）过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如图：（2）规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。1若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是A每条染色体中的两条染色单体均含3HB每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含3HD所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的1/4【答案】A【解析】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的S期时DNA复制1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞中DNA分子都只有1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记，A正确。第二次分裂中期，1/2的DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H，1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含3H，BC错误。所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的3/4，D错误。2将染色体上全部DNA分子双链经32P标记的雄性哺乳动物细胞(染色体数为20)置于不含32P的培养基中培养，细胞只进行一次分裂。下列推断中，正确的是A若完成一次减数分裂，则产生的子细胞中有5对同源染色体，每条都含32PB若完成一次有丝分裂，则产生的子细胞中含20条染色体，其中10条含32PC若进行减数分裂，则每个减数第二次分裂后期细胞中均含2个Y染色体且都含32PD若进行一次有丝分裂，则分裂中期细胞的染色体上共有40个DNA分子且都含32P【答案】D3赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用35S、32P标记的噬菌体去侵染未被标记的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了三次，下列叙述正确的是A用32P和35S标记同一噬菌体的DNA和蛋白质B噬菌体侵染细菌时，只将35S注入细菌细胞中C在子代噬菌体中，含32P的噬菌体占总数的1/4D该实验可以证明DNA是噬菌体的主要遗传物质【答案】C【解析】为了能分开观察DNA和蛋白质在遗传中的作用，应用32P和35S分别标记不同的噬菌体；噬菌体侵染细菌的过程中，进入细胞内部的是噬菌体的DNA(含P)，蛋白质(含S)外壳留在外部；由于DNA的复制是半保留复制，复制三代，含有32P的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为2/81/4；噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质。4将一个由100个碱基组成的DNA分子(设为亲代DNA)放在含有被3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养液中进行复制，一段时间后测得子二代的放射性强度(放射性强度含3H的碱基总数/DNA分子中的碱基总数)为30%。则亲代DNA分子中含有的胸腺嘧啶的数量为A10B20C30D40【答案】D【解析】设每个DNA分子中含有x个胸腺嘧啶，则子二代的放射性强度(221)x/(22100)30%，解得：x40(个)。5用15N标记某细菌中的DNA分子，然后将细菌转移到含14N的培养基中培养。假设该细菌在含14N的培养基上连续分裂三次，在产生的新的DNA分子中，含15N的DNA与只含14N的DNA的比值是A13B12C11D17【答案】A6某基因(14N)含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是AX层全部是仅含14N的基因BW层中含15N标记的胞嘧啶6300个CX层中含有的氢键数是Y层的1/3DW层与Z层的核苷酸数之比是14【答案】C7将细菌在含15N的培养基中繁殖很多代后，换到含14N的培养基中培养，经过两次的分裂后进行分析。下列有关子代DNA的叙述，错误的是A全部子代DNA分子内均含有14NB半数的子代DNA分子两条链都含14NC全部子代DNA分子的两条链中，一条链含14N，另一条链含15ND并非所有子代的DNA分子内都含有15N【答案】C【解析】由于细菌在含15N的培养基中培养，故亲代DNA分子两条链都含15N，由于DNA分子的复制是半保留复制，因此依据这一特点来分析，DNA复制时以14N为原料，子一代DNA分子全部是一条链含15N，一条链含14N；子一代继续培养，子二代DNA中一半DNA分子两条链都含14N，一半DNA分子是一条链含15N，一条链含14N。根据前面的分析，ABD正确，C错误。8将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌（拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶）放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图I、两种类型的DNA（虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链）。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是ADNA第二次复制产生的子代DNA有I、两种类型，比例为13BDNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律C复制n次需要胞嘧啶的数目是（2n1）D复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链的数目是为2n+12【答案】D 【解析】DNA第二次复制产生的子代DNA共4个，有I、两种类型，比例为11，A错误；大肠杆菌是原核生物，而基因的分离定律适用于真核生物，B错误；由题干可知，T=a个，故C=m/2-a，复制n次，需要胞嘧啶的数目是（m/2-a）（2n-1），C错误；复制n次，脱氧核苷酸单链的数目是2n+1，不含放射性的脱氧核苷酸单链有2条，故含放射性的脱氧核苷酸单链的数目是2n+1-2，D正确。9用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是A秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂B通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数C通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式D细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有3H标记【答案】D10取小鼠睾丸中的一个精原细胞，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完成减数分裂过程。下列有关叙述正确的是A初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记B次级精母细胞中每条染色体都被标记C只有半数精细胞中有被标记的染色体D所有精细胞的全部染色体中，被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等【答案】D【解析】一个精原细胞在含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后，形成的子细胞中每条染色体的DNA分子中都只有一条单链被标记。将该子细胞放在不含放射性标记的培养基中完成减数分裂过程中，初级精母细胞中每条染色体上只有一条染色单体被标记；在减数第二次分裂后期，次级精母细胞中只有一半染色体被标记；由于在减数第二次分裂后期着丝点分裂后，被标记的染色体和未被标记的染色体进行随机结合后移向细胞两极，因此，含被标记的染色体的精细胞占全部精细胞的比例不能确定，但所有精细胞的全部染色体中有一半染色体是被标记的。11取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数可能是A2 B3C4 D前三项都对【答案】D【解析】绘制图示如下：这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。12用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链。再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是A0条 B20条C大于0小于20条D以上都有可能【答案】D13在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-PPP或dA-PPP）。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“”、“”或“”）位上。（2）若用带有32P标记的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“”、“”或“”）位上。（3）将一个带有某种噬菌体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_。【答案】（1） （2） （3）一个含有32P 标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记【解析】（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。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动。据此并结合题意可知：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的位上。（2）dA-PPP（d表示脱氧）脱去P和P这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。因此，若用带有32P标记的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的位上。（3）每个噬菌体只含有1个DNA分子。噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体的DNA进入到大肠杆菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在大肠杆菌细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用大肠杆菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。已知某种噬菌体DNA分子的两条链都用32P进行标记，该噬菌体所感染的大肠杆菌细胞中不含有32P。综上所述并依据DNA分子的半保留复制可知：一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有两个带有标记，即其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n。