2022年高考生物 熱點題型提分策略 專題06 同位素標記法在遺傳分子基礎和細胞基礎的應用學案

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1、2022年高考生物 熱點題型提分策略 專題06 同位素標記法在遺傳分子基礎和細胞基礎的應用學案 1.有絲分裂與DNA復制 (1)過程圖解(一般只研究一條染色體) ①復制一次(母鏈標記,培養(yǎng)液不含同位素標記),如圖: ②轉(zhuǎn)至不含放射性培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細胞周期,如圖: (2)規(guī)律總結(jié):若只復制一次,產(chǎn)生的子染色體都帶有標記;若復制兩次,產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標記。 2.減數(shù)分裂與DNA復制 (1)過程圖解:減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象,如圖: (2)規(guī)律總結(jié):由于減數(shù)分裂沒有細胞周期,DNA只復制一次,因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標記。 1.若將

2、處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中,培養(yǎng)至第二次分裂中期。下列有關敘述正確的是 A.每條染色體中的兩條染色單體均含3H B.每個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3H C.每個DNA分子中只有一條脫氧核苷酸鏈含3H D.所有染色體的DNA分子中,含3H的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的1/4 【答案】A 【解析】若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中,在間期的S期時DNA復制1次,所以第一次細胞分裂完成后得到的2個子細胞中DNA分子都只有1條鏈被標記,培養(yǎng)至第二次分裂中期,每條染色體中的兩條染色單體均含3H標記,A正確。第

3、二次分裂中期,1/2的DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3H,1/2的DNA分子一條脫氧核苷酸鏈含3H,BC錯誤。所有染色體的DNA分子中,含3H的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的3/4,D錯誤。 2.將染色體上全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標記的雄性哺乳動物細胞(染色體數(shù)為20)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),細胞只進行一次分裂。下列推斷中,正確的是 A.若完成一次減數(shù)分裂,則產(chǎn)生的子細胞中有5對同源染色體,每條都含32P B.若完成一次有絲分裂,則產(chǎn)生的子細胞中含20條染色體,其中10條含32P C.若進行減數(shù)分裂,則每個減數(shù)第二次分裂后期細胞中均含2個Y染色體且都含32P D.若進行一次有絲分裂,則

4、分裂中期細胞的染色體上共有40個DNA分子且都含32P 【答案】D 3.赫爾希和蔡斯做噬菌體侵染細菌實驗時,分別用35S、32P標記的噬菌體去侵染未被標記的細菌,若噬菌體在細菌體內(nèi)復制了三次,下列敘述正確的是 A.用32P和35S標記同一噬菌體的DNA和蛋白質(zhì) B.噬菌體侵染細菌時,只將35S注入細菌細胞中 C.在子代噬菌體中,含32P的噬菌體占總數(shù)的1/4 D.該實驗可以證明DNA是噬菌體的主要遺傳物質(zhì) 【答案】C 【解析】為了能分開觀察DNA和蛋白質(zhì)在遺傳中的作用,應用32P和35S分別標記不同的噬菌體;噬菌體侵染細菌的過程中,進入細胞內(nèi)部的是噬菌體的DNA(含P),蛋白質(zhì)

5、(含S)外殼留在外部;由于DNA的復制是半保留復制,復制三代,含有32P的子代噬菌體占全部噬菌體的比例為2/8=1/4;噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DNA是遺傳物質(zhì),不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 4.將一個由100個堿基組成的DNA分子(設為親代DNA)放在含有被3H標記的脫氧胸苷(3H-dT)的培養(yǎng)液中進行復制,一段時間后測得子二代的放射性強度(放射性強度=含3H的堿基總數(shù)/DNA分子中的堿基總數(shù))為30%。則親代DNA分子中含有的胸腺嘧啶的數(shù)量為 A.10 B.20 C.30 D.40 【答案】D 【解析】設每個DNA分子中含有x個胸腺嘧啶,則子二代的放射性強度=(22-1)x

6、/(22×100)=30%,解得:x=40(個)。 5.用15N標記某細菌中的DNA分子,然后將細菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。假設該細菌在含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)分裂三次,在產(chǎn)生的新的DNA分子中,含15N的DNA與只含14N的DNA的比值是 A.1∶3 B.1∶2 C.1∶1 D.1∶7 【答案】A 6.某基因(14N)含有3000個堿基,腺嘌呤占35%。若該DNA分子用15N同位素標記過的四種游離脫氧核苷酸為原料復制3次,將全部復制產(chǎn)物進行密度梯度離心,得到圖甲結(jié)果;如果將全部復制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心,則得到圖乙結(jié)果。下列有關分析正確的是 A.X層全部是僅含

7、14N的基因 B.W層中含15N標記的胞嘧啶6300個 C.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3 D.W層與Z層的核苷酸數(shù)之比是1∶4 【答案】C 7.將細菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖很多代后,換到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),經(jīng)過兩次的分裂后進行分析。下列有關子代DNA的敘述,錯誤的是 A.全部子代DNA分子內(nèi)均含有14N B.半數(shù)的子代DNA分子兩條鏈都含14N C.全部子代DNA分子的兩條鏈中,一條鏈含14N,另一條鏈含15N D.并非所有子代的DNA分子內(nèi)都含有15N 【答案】C 【解析】由于細菌在含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),故親代DNA分子兩條鏈都含15N,由于DNA分子的復制是半

8、保留復制,因此依據(jù)這一特點來分析,DNA復制時以14N為原料,子一代DNA分子全部是一條鏈含15N,一條鏈含14N;子一代繼續(xù)培養(yǎng),子二代DNA中一半DNA分子兩條鏈都含14N,一半DNA分子是一條鏈含15N,一條鏈含14N。根據(jù)前面的分析,ABD正確,C錯誤。 8.將一個不含放射性同位素32P標記的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀,共含有m個堿基,其中有a個胸腺嘧啶)放在含有32P標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間,檢測到如圖I、Ⅱ兩種類型的DNA(虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列有關該實驗的結(jié)果預測與分析,正確的是 A.DNA第二次復制產(chǎn)生的子代DNA有I、Ⅱ兩種類型

9、,比例為1︰3 B.DNA復制后分配到兩個子細胞時,其上的基因遵循基因分離定律 C.復制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n﹣1) D.復制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈的數(shù)目是為2n+1﹣2 【答案】D 【解析】DNA第二次復制產(chǎn)生的子代DNA共4個,有I、Ⅱ兩種類型,比例為1︰1,A錯誤;大腸桿菌是原核生物,而基因的分離定律適用于真核生物,B錯誤;由題干可知,T=a個,故C=m/2-a,復制n次,需要胞嘧啶的數(shù)目是(m/2-a)(2n-1),C錯誤;復制n次,脫氧核苷酸單鏈的數(shù)目是2n+1,不含放射性的脫氧核苷酸單鏈有2條,故含放射性的脫氧核苷酸單鏈的數(shù)目是2n+1-2,D正確。

10、 9.用3H標記蠶豆根尖分生區(qū)細胞的DNA分子雙鏈,再將這些細胞轉(zhuǎn)入含秋水仙素但不含3H的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。若秋水仙素對細胞連續(xù)發(fā)揮作用,則相關敘述不正確的是 A.秋水仙素可抑制紡錘體的形成,但不影響著絲點的正常分裂 B.通過對細胞中不含單體時的染色體計數(shù),可推測DNA復制的次數(shù) C.通過檢測DNA鏈上3H標記出現(xiàn)的情況,可推測DNA的復制方式 D.細胞中DNA第二次復制完成時,每條染色體的單體均帶有3H標記 【答案】D 10.取小鼠睪丸中的一個精原細胞,在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期,然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過程。下列有關敘述正確的

11、是 A.初級精母細胞中每條染色體的兩條染色單體都被標記 B.次級精母細胞中每條染色體都被標記 C.只有半數(shù)精細胞中有被標記的染色體 D.所有精細胞的全部染色體中,被標記的染色體數(shù)與未被標記的染色體數(shù)相等 【答案】D 【解析】一個精原細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期后,形成的子細胞中每條染色體的DNA分子中都只有一條單鏈被標記。將該子細胞放在不含放射性標記的培養(yǎng)基中完成減數(shù)分裂過程中,初級精母細胞中每條染色體上只有一條染色單體被標記;在減數(shù)第二次分裂后期,次級精母細胞中只有一半染色體被標記;由于在減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂后,被標記的染色體和未被標記的染色體

12、進行隨機結(jié)合后移向細胞兩極,因此,含被標記的染色體的精細胞占全部精細胞的比例不能確定,但所有精細胞的全部染色體中有一半染色體是被標記的。 11.取1個含有1對同源染色體的精原細胞,用15N標記細胞核中的DNA,然后放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),讓其連續(xù)進行兩次有絲分裂,形成4個細胞,這4個細胞中含15N的細胞個數(shù)可能是 A.2 B.3 C.4 D.前三項都對 【答案】D 【解析】繪制圖示如下: 這樣來看,最后形成的4個子細胞有3種情況:第一種情況是4個細胞

13、都是;第2種情況是2個細胞是,1個細胞是,1個細胞是;第3種情況是2個細胞是,另外2個細胞是。 12.用32P標記了玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈。再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),在第二次細胞分裂完成后每個細胞中被32P標記的染色體條數(shù)是 A.0條 B.20條 C.大于0小于20條 D.以上都有可能 【答案】D 13.在有關DNA分子的研究中,常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)?;卮鹣铝袉栴}: (1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移

14、到DNA末端上,同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的_________(填“α”、“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團應在dATP的____________(填“α”、“β”或“γ”)位上。 (3)將一個帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放,則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是_______

15、____________________________。 【答案】(1)γ (2)α (3)一個含有32P 標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后,標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記 【解析】(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上,同時產(chǎn)生ADP。ATP水解時,遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂,產(chǎn)生ADP和Pi,釋放的能量用于生物體的生命活動。據(jù)此并結(jié)合題意可知:若要用該酶把32P標記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的γ位上。(2)dA-Pα~Pβ~Pγ(d表示脫氧)脫去Pβ和Pγ這

16、兩個磷酸基團后,余下的結(jié)構(gòu)為腺嘌呤脫氧核苷酸,是DNA的基本組成單位之一。因此,若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團應在dATP的α位上。(3)每個噬菌體只含有1個DNA分子。噬菌體侵染大腸桿菌時,噬菌體的DNA進入到大腸桿菌的細胞中,而蛋白質(zhì)外殼仍留在大腸桿菌細胞外;在噬菌體的DNA的指導下,利用大腸桿菌細胞中的物質(zhì)來合成噬菌體的組成成分。已知某種噬菌體DNA分子的兩條鏈都用32P進行標記,該噬菌體所感染的大腸桿菌細胞中不含有32P。綜上所述并依據(jù)DNA分子的半保留復制可知:一個含有32P標記的雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后,標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的n個噬菌體中只有兩個帶有標記,即其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n。

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