《高考生物 大一輪配套熱點專題突破系列 同位素標記法的應用課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考生物 大一輪配套熱點專題突破系列 同位素標記法的應用課件（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、熱點專題突破系列（四）同位素標記法的應用【三年考情分析三年考情分析】在近幾年的高考試題中，同位素標記法多有涉及。試題的在近幾年的高考試題中，同位素標記法多有涉及。試題的內容多與經(jīng)典生物學實驗聯(lián)系，有時也設置新情境來進行命題，內容多與經(jīng)典生物學實驗聯(lián)系，有時也設置新情境來進行命題，考查內容涉及細胞內的元素或化合物的來源、組成、分布和去考查內容涉及細胞內的元素或化合物的來源、組成、分布和去向以及細胞的結構和功能，化學物質的變化、反應機理等。對向以及細胞的結構和功能，化學物質的變化、反應機理等。對近三年高考分析如下：近三年高考分析如下：考查點考查點具體內容具體內容近三年考情統(tǒng)計近三年考情統(tǒng)計化學元素
2、的轉化學元素的轉移途徑移途徑光合作用產生的光合作用產生的O O2 2來自水來自水20122012北京北京T29T29暗反應中碳的去向暗反應中碳的去向細胞呼吸過程中的物質轉移細胞呼吸過程中的物質轉移生長素的極性運輸生長素的極性運輸生理過程及發(fā)生理過程及發(fā)生場所生場所分泌蛋白的分泌過程分泌蛋白的分泌過程20122012山東山東T5T5、T24T24DNADNA的半保留復制的半保留復制化合物的作用化合物的作用噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗20112011浙江浙江T31T31【分類突破通關分類突破通關】類型一類型一 元素的轉移途徑元素的轉移途徑【通關典例通關典例】(2014(2014寶雞模擬寶雞
3、模擬) )同位素的發(fā)現(xiàn)為探明許多生同位素的發(fā)現(xiàn)為探明許多生命的奧秘起了很重要的作用。命的奧秘起了很重要的作用。(1)(1)用用1818O O標記二氧化碳，使其參與光合作用，再經(jīng)有氧呼吸，標記二氧化碳，使其參與光合作用，再經(jīng)有氧呼吸，則則1818O O轉移的途徑是轉移的途徑是( () )A.CA.C1818O O2 2(CH(CH2 21818O)HO)H2 21818O O B.CB.C1818O O2 2(CHCH2 21818O O)C)C1818O O2 2C.C.D.CD.C1818O O2 21818O O2 2(2)(2)如果用含如果用含1515N N的蛋白質飼料飼養(yǎng)體內不含的蛋白
4、質飼料飼養(yǎng)體內不含1515N N的大白鼠，較長的大白鼠，較長一段時間后，從大白鼠的組織中分離出下列物質，其中含有一段時間后，從大白鼠的組織中分離出下列物質，其中含有1515N N的是的是( (多選多選)()() )A.A.脂肪酸脂肪酸B.B.淀粉酶淀粉酶C.C.肌糖原肌糖原D.D.生長激素生長激素(3)(3)植物光合作用產生的植物光合作用產生的O O2 2來自來自H H2 2O O，還是來自，還是來自COCO2 2？請寫出簡單？請寫出簡單實驗思路證明你的結論。實驗思路證明你的結論。_ ?！窘忸}指南解題指南】解答本題需注意以下兩點：解答本題需注意以下兩點：(1)(1)識記識記COCO2 2中氧的
5、轉移途徑：中氧的轉移途徑：COCO2 2(CH(CH2 2O)COO)CO2 2。(2)(2)知道哪些化合物含有知道哪些化合物含有N N元素，如氨基酸、蛋白質、核苷酸、元素，如氨基酸、蛋白質、核苷酸、核酸、核酸、ATPATP等。等。【解析解析】(1)(1)二氧化碳在光合作用中參與暗反應，生成有機物二氧化碳在光合作用中參與暗反應，生成有機物(CH(CH2 2O)O)，有機物，有機物( (葡萄糖葡萄糖) )又在細胞呼吸中首先分解成丙酮酸，又在細胞呼吸中首先分解成丙酮酸，丙酮酸在有氧呼吸第二階段分解成丙酮酸在有氧呼吸第二階段分解成COCO2 2，所以二氧化碳中，所以二氧化碳中1818O O的的轉移途
6、徑是：轉移途徑是：C C1818O O2 2(CHCH2 21818O O)C)C1818O O2 2。(2)(2)淀粉酶和生長激素是蛋白質類化合物，含有淀粉酶和生長激素是蛋白質類化合物，含有N N元素。元素。(3)(3)本小題的實驗設計可用同位素標記法。分別將用同位素本小題的實驗設計可用同位素標記法。分別將用同位素1818O O標記的標記的H H2 21818O O和和C C1818O O2 2提供給兩組植物進行光合作用實驗，分析兩提供給兩組植物進行光合作用實驗，分析兩組植物光合作用釋放的氧氣，組植物光合作用釋放的氧氣，1818O O2 2僅在提供僅在提供H H2 21818O O的那組植物
7、中的那組植物中產生，即可證明光合作用產生的產生，即可證明光合作用產生的O O2 2來自來自H H2 2O O。答案：答案：(1)B(1)B(2)B(2)B、D D(3)(3)來自來自H H2 2O O。分別將。分別將C C1818O O2 2和和H H2 21818O O提供給兩組植物，分析兩組植提供給兩組植物，分析兩組植物光合作用釋放的氧氣，物光合作用釋放的氧氣，1818O O2 2僅在提供僅在提供H H2 21818O O的那組植物中產生，的那組植物中產生，即可證明上述結論即可證明上述結論【通關錦囊通關錦囊】化學元素轉移途徑的實例分析化學元素轉移途徑的實例分析1.1.光合作用產物中光合作用
8、產物中O O元素的來源：元素的來源：(1)(1)若用若用1818O O標記的標記的H H2 21818O O和未標記的和未標記的COCO2 2一起做實驗，結果產生的一起做實驗，結果產生的氧氣全是氧氣全是1818O O2 2。(2)(2)若用若用1818O O標記的標記的C C1818O O2 2和未標記的和未標記的H H2 2O O一起做實驗，結果產生的一起做實驗，結果產生的氧氣全是氧氣全是1616O O2 2。(3)(3)結論：光合作用過程中結論：光合作用過程中O O2 2中的中的O O全部來自全部來自H H2 2O O。2.2.暗反應過程中暗反應過程中C C元素的去向：元素的去向：(1)(
9、1)標記方法：用標記方法：用1414C C標記標記COCO2 2中的中的C C。(2)(2)轉移途徑：隨著轉移途徑：隨著1414COCO2 2的固定，的固定，1414C C首先出現(xiàn)在首先出現(xiàn)在C C3 3中，然后中，然后C C3 3被還原，被還原，1414C C進入進入C C5 5和和(CH(CH2 2O)O)中。中。3.3.研究細胞呼吸過程中物質的轉移途徑：研究細胞呼吸過程中物質的轉移途徑：(1)(1)用用1818O O標記氧氣標記氧氣( (1818O O2 2) )，生成的水全部有放射性，生成的二氧，生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部無放射性，即化碳全部無放射性，即1818O O2
10、2HH2 21818O O。(2)(2)用用1818O O標記葡萄糖標記葡萄糖(C(C6 6H H12121818O O 6 6) )，生成的二氧化碳全部有放射，生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部無放射性，即性，生成的水全部無放射性，即C C6 6H H12121818O O6 6CC1818O O2 2。4.4.生長素的極性運輸：生長素的極性運輸：(1)(1)實驗過程：用同位素實驗過程：用同位素1414C C標記植物組織的形態(tài)學上端的生長標記植物組織的形態(tài)學上端的生長素素( (吲哚乙酸吲哚乙酸) )，可在形態(tài)學下端探測到放射性同位素，可在形態(tài)學下端探測到放射性同位素1414C C，而標
11、，而標記形態(tài)學下端的生長素，則在形態(tài)學上端探測不到放射性同位記形態(tài)學下端的生長素，則在形態(tài)學上端探測不到放射性同位素。素。(2)(2)結論：植物生長素只能從形態(tài)學的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學的下結論：植物生長素只能從形態(tài)學的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學的下端。端?！就P特訓通關特訓】1.(20141.(2014濰坊模擬濰坊模擬) )用用1818O O標記葡萄糖中的氧，經(jīng)有氧呼吸后，標記葡萄糖中的氧，經(jīng)有氧呼吸后，下列物質中可能有下列物質中可能有1818O O的是的是( () )A.HA.H2 2O OB.COB.CO2 2C.CC.C2 2H H5 5OHOHD.CD.C3 3H H6 6O O3 3【解析解析】選
12、選B B。有氧呼吸過程中不會產生。有氧呼吸過程中不會產生C C2 2H H5 5OHOH和和C C3 3H H6 6O O3 3，用，用1818O O標記葡萄糖中的氧，經(jīng)有氧呼吸第一階段，氧進入丙酮酸，丙標記葡萄糖中的氧，經(jīng)有氧呼吸第一階段，氧進入丙酮酸，丙酮酸進入第二階段產生酮酸進入第二階段產生COCO2 2，所以，所以COCO2 2中含中含1818O O，而，而H H2 2O O中的氧來自中的氧來自空氣中的空氣中的O O2 2。2.(20142.(2014南京模擬南京模擬) )光合作用是地球上最重要的化學反應。同光合作用是地球上最重要的化學反應。同位素標記法的引入，為探尋和建立光合作用的化
13、學反應過程，位素標記法的引入，為探尋和建立光合作用的化學反應過程，做出了巨大的貢獻。做出了巨大的貢獻。(1)1941(1)1941年，魯賓用同位素標記法追蹤光合作用中年，魯賓用同位素標記法追蹤光合作用中O O2 2的來源。的來源。魯賓用魯賓用H H2 21818O O和普通的和普通的COCO2 2進行小球藻光合作用實驗進行小球藻光合作用實驗( (見圖見圖A)A)，結果放出的結果放出的O O2 2具有放射性。若用具有放射性。若用C C1818O O2 2和普通的和普通的H H2 2O O進行光合作用進行光合作用實驗實驗( (見圖見圖B)B)，結果產生的，結果產生的O O2 2不具有放射性。綜合實
14、驗，不具有放射性。綜合實驗，可獲得的結論是可獲得的結論是 。(2)(2)美國科學家卡爾文用同位素標記法來追蹤美國科學家卡爾文用同位素標記法來追蹤COCO2 2是如何轉變成是如何轉變成碳水化合物的。碳水化合物的?？栁慕o小球藻懸浮液通入卡爾文給小球藻懸浮液通入1414COCO2 2，光照一定時間，光照一定時間( (從從1 1秒到數(shù)秒到數(shù)分鐘分鐘) )后殺死小球藻，同時提取產物并分析。實驗發(fā)現(xiàn)，僅僅后殺死小球藻，同時提取產物并分析。實驗發(fā)現(xiàn)，僅僅3030秒的時間，秒的時間，COCO2 2已經(jīng)轉化為許多種類的化合物。想要探究已經(jīng)轉化為許多種類的化合物。想要探究COCO2 2轉化成的第一個產物是什么，
15、可能的實驗思路是轉化成的第一個產物是什么，可能的實驗思路是_ 。實驗發(fā)現(xiàn)，在光照下物質實驗發(fā)現(xiàn)，在光照下物質A A和物質和物質B B的濃度很快達到飽和并保的濃度很快達到飽和并保持穩(wěn)定。此時突然中斷持穩(wěn)定。此時突然中斷COCO2 2的供應，的供應，A A、B B物質的變化如圖物質的變化如圖C C所示。所示。以上實驗說明，固定以上實驗說明，固定COCO2 2的化合物是的化合物是，COCO2 2轉化成的轉化成的第一個產物是第一個產物是?！窘馕鼋馕觥?1)(1)由圖由圖A A中中COCO2 2+ H+ H2 21818OO1818O O2 2和圖和圖B B中中C C1818O O2 2+H+H2 2O
16、OOO2 2可知，可知，光合作用釋放的光合作用釋放的O O2 2來源于來源于H H2 2O O。(2)(2)卡爾文實驗中僅卡爾文實驗中僅3030秒的時間，秒的時間，COCO2 2已經(jīng)轉化為許多種類的已經(jīng)轉化為許多種類的化合物，無法判斷哪種化合物是第一個產物，因此要探究化合物，無法判斷哪種化合物是第一個產物，因此要探究COCO2 2轉化成的第一個產物，只有盡可能縮短光照時間，然后殺死小轉化成的第一個產物，只有盡可能縮短光照時間，然后殺死小球藻，同時提取產物分析，當檢測到的產物只有一種時，該化球藻，同時提取產物分析，當檢測到的產物只有一種時，該化合物就是第一個產物。突然中斷合物就是第一個產物。突然
17、中斷COCO2 2供應，固定供應，固定COCO2 2的化合物的化合物的消耗將減少，其含量將逐漸增多的消耗將減少，其含量將逐漸增多( (如物質如物質B)B)，而，而COCO2 2轉化成的轉化成的第一個產物將開始減少第一個產物將開始減少( (如物質如物質A)A)。答案：答案：(1)(1)光合作用釋放的光合作用釋放的O O2 2來源于來源于H H2 2O O，而不是，而不是COCO2 2(2)(2)縮短光照時間，當檢測到的產物只有一種時，這個化合縮短光照時間，當檢測到的產物只有一種時，這個化合物就是第一個產物物就是第一個產物B BA A類型二類型二 生理過程及發(fā)生場所生理過程及發(fā)生場所【通關典例通關
18、典例】(2012(2012山東高考山東高考) )假設一個雙鏈均被假設一個雙鏈均被3232P P標記的噬標記的噬菌體菌體DNADNA由由5 0005 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%20%。用這個噬菌體侵染只含用這個噬菌體侵染只含3131P P的大腸桿菌，共釋放出的大腸桿菌，共釋放出100100個子代噬個子代噬菌體。下列敘述正確的是菌體。下列敘述正確的是( () )A.A.該過程至少需要該過程至少需要3 310105 5個鳥嘌呤脫氧核苷酸個鳥嘌呤脫氧核苷酸B.B.噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等C.C
19、.含含3232P P與只含與只含3131P P的子代噬菌體的比例為的子代噬菌體的比例為149149D.D.該該DNADNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變【解題指南解題指南】解答本題的關鍵是：解答本題的關鍵是：(1)(1)題干中的關鍵信息：題干中的關鍵信息：1 1個被個被3232P P標記的噬菌體；共釋放出標記的噬菌體；共釋放出100100個子代噬菌體。個子代噬菌體。(2)DNA(2)DNA復制復制n n次后需要加入某種脫氧核苷酸的個數(shù)次后需要加入某種脫氧核苷酸的個數(shù)=(2=(2n n-1)-1)1 1個個DNADNA中的某種脫氧核苷酸數(shù)。中的某種脫氧核苷酸數(shù)。
20、(3)1(3)1種氨基酸可以由多個密碼子編碼，所以種氨基酸可以由多個密碼子編碼，所以DNADNA發(fā)生基因突變發(fā)生基因突變對應的氨基酸可能不變，控制的性狀可能不變。對應的氨基酸可能不變，控制的性狀可能不變?！窘馕鼋馕觥窟x選C C。具體分析如下：。具體分析如下：A A項錯誤，項錯誤，A=T=5 000A=T=5 0002 220%= 20%= 2 0002 000個，個，G=C=5 000G=C=5 0002 230%=3 00030%=3 000個。個。DNADNA復制復制n n次后需要加次后需要加入鳥嘌呤脫氧核苷酸的個數(shù)為入鳥嘌呤脫氧核苷酸的個數(shù)為(2(2n n-1)-1)1 1個，個，DNA
21、DNA中的鳥嘌呤脫中的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為氧核苷酸數(shù)為99993 000=2.973 000=2.9710105 5。B B項錯誤，噬菌體侵染細項錯誤，噬菌體侵染細菌時，噬菌體的菌時，噬菌體的DNADNA進入作為模板，不需要細菌提供。進入作為模板，不需要細菌提供。C C項正確，項正確，1 1個被個被3232P P標記的噬菌體經(jīng)半保留復制形成的標記的噬菌體經(jīng)半保留復制形成的100100個子代中有個子代中有2 2個個子代噬菌體含子代噬菌體含3232P P，9898個只含個只含3131P P，所以含，所以含3232P P的子代噬菌體與只的子代噬菌體與只含含3131P P的子代噬菌體的比例為的子代噬菌
22、體的比例為298=149298=149。D D項錯誤，由于一種項錯誤，由于一種氨基酸可以由多個密碼子編碼，所以氨基酸可以由多個密碼子編碼，所以DNADNA發(fā)生基因突變對應的發(fā)生基因突變對應的氨基酸可能不變，控制的性狀可能不變。氨基酸可能不變，控制的性狀可能不變?！就P錦囊通關錦囊】同位素標記法示蹤生理過程及發(fā)生場所的分析同位素標記法示蹤生理過程及發(fā)生場所的分析1.1.研究分泌蛋白的合成和運輸：研究分泌蛋白的合成和運輸：(1)(1)目的：用目的：用3 3H H標記亮氨酸，探究分泌蛋白在細胞中的合成、標記亮氨酸，探究分泌蛋白在細胞中的合成、運輸與分泌途徑。運輸與分泌途徑。(2)(2)方法：在一次性
23、給予放射性標記的氨基酸的前提下，通過方法：在一次性給予放射性標記的氨基酸的前提下，通過觀察細胞中放射性物質在不同時間出現(xiàn)的位置，就可以明確地觀察細胞中放射性物質在不同時間出現(xiàn)的位置，就可以明確地看出細胞器在分泌蛋白合成和運輸中的作用。看出細胞器在分泌蛋白合成和運輸中的作用。(3)(3)轉移途徑：通過實驗說明分泌蛋白在附著于內質網(wǎng)上的核轉移途徑：通過實驗說明分泌蛋白在附著于內質網(wǎng)上的核糖體上合成之后，是按照內質網(wǎng)糖體上合成之后，是按照內質網(wǎng)高爾基體高爾基體細胞膜的方向運細胞膜的方向運輸?shù)模瑥亩C明了細胞內的各種膜結構在功能上是緊密聯(lián)系的。輸?shù)?，從而證明了細胞內的各種膜結構在功能上是緊密聯(lián)系的。2
24、.2.探究探究DNADNA分子半保留復制的特點：分子半保留復制的特點：(1)DNA(1)DNA分子復制分子復制n n次后，計算子代次后，計算子代DNADNA分子數(shù)、子代分子數(shù)、子代DNADNA分子的分子的脫氧核苷酸鏈數(shù)所占比例。脫氧核苷酸鏈數(shù)所占比例。原理：原理：DNADNA分子復制過程的特點是半保留復制。分子復制過程的特點是半保留復制。過程：將全部過程：將全部N N原子被原子被1515N N標記的標記的DNADNA分子分子(0(0代代) )轉移到含轉移到含1414N N的的培養(yǎng)基中培養(yǎng)培養(yǎng)基中培養(yǎng)( (復制復制)n)n代后，子代代后，子代DNADNA分子總數(shù)為分子總數(shù)為2 2n n個，脫氧核
25、個，脫氧核苷酸鏈總數(shù)為苷酸鏈總數(shù)為2 2n+1n+1個。個。a.a.不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比不同：分子之比不同：只含只含1515N N的的DNADNA分子所占比例為分子所占比例為0 0；含含1515N N和和1414N N的的DNADNA分子所占比例為分子所占比例為2/22/2n n( (或或1/21/2n-1n-1) )；只含只含1414N N的的DNADNA分子所占比例為分子所占比例為(2(2n n-2)/2-2)/2n n=1-2/2=1-2/2n n。b.b.不同脫氧核苷酸鏈占全部脫氧核苷酸鏈之比也不同：不同脫氧核苷酸鏈占全部脫氧核苷酸鏈之比也不同：
26、含含1515N N的脫氧核苷酸鏈所占比例為的脫氧核苷酸鏈所占比例為2/22/2n+1n+1=1/2=1/2n n；含含1414N N的脫氧核苷酸鏈所占比例為的脫氧核苷酸鏈所占比例為(2(2n+1n+1-2)/2-2)/2n+1n+1=1-1/2=1-1/2n n。(2)(2)研究研究DNADNA半保留復制的具體過程。半保留復制的具體過程。原理：通過放射性標記來原理：通過放射性標記來“區(qū)別區(qū)別”親代與子代的親代與子代的DNADNA。判斷依據(jù)：放射性物質判斷依據(jù)：放射性物質1515N N的原子量和的原子量和1414N N的原子量不同，因的原子量不同，因此由此由1515N N組成的組成的DNADNA
27、與由與由1414N N組成的組成的DNADNA的相對分子質量不同。的相對分子質量不同。結果。結果。a.a.兩條鏈都含兩條鏈都含1515N N的的DNADNA，離心時為重帶。，離心時為重帶。b.b.一條鏈含一條鏈含1515N N、一條鏈含、一條鏈含1414N N的的DNADNA，離心時為中帶。，離心時為中帶。c.c.兩條鏈都含兩條鏈都含1414N N的的DNADNA，離心時為輕帶。，離心時為輕帶。意義：根據(jù)重帶、中帶、輕帶意義：根據(jù)重帶、中帶、輕帶DNADNA出現(xiàn)的比例可判斷出現(xiàn)的比例可判斷DNADNA復制復制是全保留復制還是半保留復制。是全保留復制還是半保留復制。【通關特訓通關特訓】1.1.科
28、學家用科學家用3 3H H標記的氨基酸培養(yǎng)哺乳動標記的氨基酸培養(yǎng)哺乳動物的乳腺細胞，測量細胞合成并分泌乳物的乳腺細胞，測量細胞合成并分泌乳腺蛋白過程中各種膜結構的面積變化，腺蛋白過程中各種膜結構的面積變化，結果如右圖。下列選項表示結果如右圖。下列選項表示a a、b b、c c所所代表的膜結構名稱以及放射性標記出現(xiàn)代表的膜結構名稱以及放射性標記出現(xiàn)的先后順序，正確的是的先后順序，正確的是( () )A.aA.a核糖體核糖體b b內質網(wǎng)內質網(wǎng)c c高爾基體高爾基體B.aB.a內質網(wǎng)內質網(wǎng)b b高爾基體高爾基體c c細胞膜細胞膜C.aC.a高爾基體高爾基體c c內質網(wǎng)內質網(wǎng)b b細胞膜細胞膜D.aD
29、.a內質網(wǎng)內質網(wǎng)c c高爾基體高爾基體b b細胞膜細胞膜【解析解析】選選D D。乳腺細胞是分泌細胞，能進行蛋白質的合成、。乳腺細胞是分泌細胞，能進行蛋白質的合成、加工和分泌過程，蛋白質在核糖體上合成后，將依次經(jīng)過內質加工和分泌過程，蛋白質在核糖體上合成后，將依次經(jīng)過內質網(wǎng)、高爾基體、細胞膜等具膜的細胞結構，所以內質網(wǎng)膜面積網(wǎng)、高爾基體、細胞膜等具膜的細胞結構，所以內質網(wǎng)膜面積在此過程中會減小，細胞膜面積將增大，而高爾基體膜面積將在此過程中會減小，細胞膜面積將增大，而高爾基體膜面積將基本不變，所以基本不變，所以a a是內質網(wǎng)、是內質網(wǎng)、b b是細胞膜、是細胞膜、c c是高爾基體。是高爾基體。2.
30、(20142.(2014濱州模擬濱州模擬) )蠶豆體細胞染色體數(shù)目蠶豆體細胞染色體數(shù)目2n=122n=12，科學家用，科學家用3 3H H標記蠶豆根尖細胞的標記蠶豆根尖細胞的DNADNA，可以在染色體水平上研究真核生，可以在染色體水平上研究真核生物的物的DNADNA復制方式。實驗的基本過程如下：復制方式。實驗的基本過程如下：.將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有3 3H H的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，探測細胞分裂中期染色體的放射性情況。中，培養(yǎng)一段時間后，探測細胞分裂中期染色體的放射性情況。.當當DNADNA分子雙鏈都被分子雙鏈都被3 3H
31、H標記后，再將幼苗移到含有秋水仙素標記后，再將幼苗移到含有秋水仙素的無放射性的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，探測細胞分裂中期的無放射性的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，探測細胞分裂中期染色體的放射性情況。染色體的放射性情況。請回答相關問題：請回答相關問題：(1)(1)蠶豆根尖細胞進行的分裂方式是蠶豆根尖細胞進行的分裂方式是；秋；秋水仙素能使部分細胞的染色體數(shù)目加倍，其作用的機理是水仙素能使部分細胞的染色體數(shù)目加倍，其作用的機理是 。(2)(2)中，在根尖細胞進行第一次分裂時，每條染色體上帶有中，在根尖細胞進行第一次分裂時，每條染色體上帶有放射性的染色單體有放射性的染色單體有條，每個條，每個DNADNA分
32、子中，有分子中，有條鏈條鏈帶有放射性。帶有放射性。中，若觀察到一個細胞中有中，若觀察到一個細胞中有2424條染色體，且二條染色體，且二分之一的染色單體具有放射性，則表明該細胞的分之一的染色單體具有放射性，則表明該細胞的DNADNA在無放射在無放射性的培養(yǎng)基中復制了性的培養(yǎng)基中復制了次，該細胞含有次，該細胞含有個染色體組。個染色體組。(3)(3)上述實驗表明，上述實驗表明，DNADNA分子的復制方式是分子的復制方式是 ?！窘馕鼋馕觥?1)(1)蠶豆根尖細胞為體細胞，其分裂方式為有絲分裂。蠶豆根尖細胞為體細胞，其分裂方式為有絲分裂。秋水仙素使細胞內染色體數(shù)目加倍的原理是體細胞在有絲分裂秋水仙素使細
33、胞內染色體數(shù)目加倍的原理是體細胞在有絲分裂過程中，染色體完成了復制，紡錘體的形成受到抑制，以致染過程中，染色體完成了復制，紡錘體的形成受到抑制，以致染色體不能被拉向兩極，于是形成了染色體數(shù)目加倍的細胞。色體不能被拉向兩極，于是形成了染色體數(shù)目加倍的細胞。(2)(2)中，第一次有絲分裂中期時，每個中，第一次有絲分裂中期時，每個DNADNA分子中都有一條鏈分子中都有一條鏈被被3 3H H標記，每條染色體上有標記，每條染色體上有2 2條染色單體被條染色單體被3 3H H標記。標記。中，第一中，第一次分裂中期時，每個次分裂中期時，每個DNADNA分子中都有一條鏈具有放射性，故所分子中都有一條鏈具有放射
34、性，故所有染色單體都具有放射性；第二次分裂中期時，二分之一的染有染色單體都具有放射性；第二次分裂中期時，二分之一的染色單體具有放射性，此時，該細胞含有色單體具有放射性，此時，該細胞含有4 4個染色體組。個染色體組。(3)(3)該實驗表明該實驗表明DNADNA分子的復制方式是半保留復制。分子的復制方式是半保留復制。答案：答案：(1)(1)有絲分裂抑制紡錘體的形成有絲分裂抑制紡錘體的形成(2)2(2)21 12 24 4(3)(3)半保留復制半保留復制類型類型 化合物的作用化合物的作用【通關典例通關典例】(2011(2011浙江高考浙江高考) )為了探究某物質為了探究某物質(X)(X)的作用，的作
35、用，研究者提出了以下實驗思路：研究者提出了以下實驗思路：(1)(1)實驗分組。實驗分組。甲組：培養(yǎng)液甲組：培養(yǎng)液+Y+Y細胞細胞+ +3 3H-TdR(H-TdR(3 3H H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷標記的胸腺嘧啶脫氧核苷)+)+生生理鹽水理鹽水乙組：培養(yǎng)液乙組：培養(yǎng)液+Y+Y細胞細胞+ +3 3H-TdR+X(H-TdR+X(用生理鹽水配制用生理鹽水配制) )每組設置若干個重復樣品。每組設置若干個重復樣品。(2)(2)分別測定兩組的分別測定兩組的CRD(CRD(細胞內的放射性強度細胞內的放射性強度) )，求每組的平均，求每組的平均值。值。(3)(3)將各樣品在適宜條件下培養(yǎng)合適時間后，測定其將
36、各樣品在適宜條件下培養(yǎng)合適時間后，測定其CRDCRD，求每，求每組平均值并進行統(tǒng)計分析。組平均值并進行統(tǒng)計分析。( (提示與說明，答題時用提示與說明，答題時用X X、CRDCRD、3 3H-TdRH-TdR表示相關名詞；表示相關名詞；Y Y細胞細胞是能增殖的高等動物體細胞是能增殖的高等動物體細胞) )請回答：請回答：(1)(1)實驗目的：實驗目的： 。(2)(2)預測實驗結果及結論：預測實驗結果及結論： 。(3)(3)實驗中采用實驗中采用3 3H-TdRH-TdR的原因是：的原因是： ?！窘忸}指南解題指南】(1)(1)理論基礎：胸腺嘧啶脫氧核苷是合成理論基礎：胸腺嘧啶脫氧核苷是合成DNADNA
37、分子分子的原料。的原料。(2)(2)分析細胞內放射性強度不同的原因：若細胞內放射性強度分析細胞內放射性強度不同的原因：若細胞內放射性強度較大，說明有大量的較大，說明有大量的3 3H H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷合成了標記的胸腺嘧啶脫氧核苷合成了DNADNA，通過甲、乙兩組放射性強度的比較，確定物質通過甲、乙兩組放射性強度的比較，確定物質X X對對DNADNA分子復制分子復制的作用是促進、抑制還是無影響。的作用是促進、抑制還是無影響?！窘馕鼋馕觥勘绢}考查實驗分析與探究能力。本題考查實驗分析與探究能力。(1)(2)(1)(2)實驗目的是探究物質實驗目的是探究物質X X對對Y Y細胞增殖細胞增殖(DNA
38、(DNA合成合成) )的影響。的影響。影響可能有三個方面：促進作用、抑制作用和無影響。通過比影響可能有三個方面：促進作用、抑制作用和無影響。通過比較甲、乙兩組放射性的強度來判定：如果乙組較甲、乙兩組放射性的強度來判定：如果乙組CRDCRD明顯高于甲明顯高于甲組，說明物質組，說明物質X X對對Y Y細胞增殖細胞增殖(DNA(DNA合成合成) )有促進作用；如果乙組有促進作用；如果乙組CRDCRD與甲組基本相同，說明物質與甲組基本相同，說明物質X X對對Y Y細胞增殖細胞增殖(DNA(DNA合成合成) )無影響；無影響；如果乙組如果乙組CRDCRD明顯低于甲組，說明物質明顯低于甲組，說明物質X X
39、對對Y Y細胞增殖細胞增殖(DNA(DNA合成合成) )有抑制作用。有抑制作用。(3)(3)由于由于3 3H-TdRH-TdR是合成是合成DNADNA的原料，所以兩組的的原料，所以兩組的CRD(CRD(細胞內的放細胞內的放射性強度射性強度) )表示細胞增殖程度。表示細胞增殖程度。答案：答案：(1)(1)探究物質探究物質X X對對Y Y細胞增殖細胞增殖(DNA(DNA合成合成) )的影響的影響(2)(2)如果乙組如果乙組CRDCRD明顯高于甲組，說明物質明顯高于甲組，說明物質X X對對Y Y細胞增殖細胞增殖(DNA(DNA合合成成) )有促進作用；如果乙組有促進作用；如果乙組CRDCRD與甲組基
40、本相同，說明物質與甲組基本相同，說明物質X X對對Y Y細胞增殖細胞增殖(DNA(DNA合成合成) )無影響；如果乙組無影響；如果乙組CRDCRD明顯低于甲組，說明明顯低于甲組，說明物質物質X X對對Y Y細胞增殖細胞增殖(DNA(DNA合成合成) )有抑制作用有抑制作用(3)(3)3 3H-TdRH-TdR是合成是合成DNADNA的原料之一，可根據(jù)的原料之一，可根據(jù)CRDCRD變化來判斷細胞變化來判斷細胞增殖增殖(DNA(DNA合成合成) )的情況的情況【通關錦囊通關錦囊】運用同位素標記法研究化合物的作用運用同位素標記法研究化合物的作用1.1.用用3 3H H標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲
41、分裂過程中染色體標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過程中染色體的變化規(guī)律：的變化規(guī)律：(1)(1)標記方法：在處于連續(xù)分裂的細胞的分裂期加入標記方法：在處于連續(xù)分裂的細胞的分裂期加入3 3H H標記的標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸。胸腺嘧啶脫氧核苷酸。(2)(2)目的：根據(jù)胸腺嘧啶被利用情況，確定目的：根據(jù)胸腺嘧啶被利用情況，確定DNADNA合成期的起始點合成期的起始點和持續(xù)時間。和持續(xù)時間。(3)(3)判斷依據(jù)：根據(jù)放射性元素判斷依據(jù)：根據(jù)放射性元素3 3H H在在DNADNA中出現(xiàn)的時間確定合成中出現(xiàn)的時間確定合成期的起點；根據(jù)放射性元素積累量的最大值的終止時間和起始期的起點；根據(jù)放射性元素積
42、累量的最大值的終止時間和起始時間來確定時間來確定DNADNA分子復制的持續(xù)時間。分子復制的持續(xù)時間。2.2.3535S S、3232P P在證明在證明DNADNA是遺傳物質中的作用：是遺傳物質中的作用：(1)(1)標記方法：在研究蛋白質和標記方法：在研究蛋白質和DNADNA在遺傳中的作用時，分別用在遺傳中的作用時，分別用放射性元素標記蛋白質和放射性元素標記蛋白質和DNADNA的特征元素，如用的特征元素，如用3232P P標記噬菌體標記噬菌體的的DNADNA，在大腸桿菌內發(fā)現(xiàn)放射性物質，用，在大腸桿菌內發(fā)現(xiàn)放射性物質，用3535S S標記噬菌體的蛋標記噬菌體的蛋白質，在大腸桿菌內未發(fā)現(xiàn)放射性物質
43、。白質，在大腸桿菌內未發(fā)現(xiàn)放射性物質。(2)(2)結論：驗證噬菌體在侵染細菌的過程中，進入細菌體內的結論：驗證噬菌體在侵染細菌的過程中，進入細菌體內的是噬菌體的是噬菌體的DNADNA，而不是噬菌體的蛋白質，進而證明了，而不是噬菌體的蛋白質，進而證明了DNADNA是噬是噬菌體的遺傳物質。菌體的遺傳物質?！就P特訓通關特訓】(2014(2014嘉興模擬嘉興模擬) )在證明在證明DNADNA是遺傳物質的是遺傳物質的T T2 2噬菌體侵染大腸噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，正確的技術手段是桿菌的實驗中，正確的技術手段是( () )A.A.用化學方法把用化學方法把DNADNA和蛋白質分開和蛋白質分開B.B.
44、用用3232P P和和3535S S分別標記分別標記T T2 2噬菌體和大腸桿菌噬菌體和大腸桿菌C.C.用用3232P P和和3535S S同時標記同時標記T T2 2噬菌體噬菌體D.D.用標記過的大腸桿菌培養(yǎng)用標記過的大腸桿菌培養(yǎng)T T2 2噬菌體噬菌體【解析解析】選選D D。T T2 2噬菌體是專門寄生在細菌中的病毒，無獨立噬菌體是專門寄生在細菌中的病毒，無獨立的代謝能力，只由蛋白質外殼和中心的核酸組成，應利用其侵的代謝能力，只由蛋白質外殼和中心的核酸組成，應利用其侵染性，分別在含放射性染性，分別在含放射性3232P P和和3535S S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，然的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，然后用標記過的大腸桿菌再去培養(yǎng)后用標記過的大腸桿菌再去培養(yǎng)T T2 2噬菌體，從而將噬菌體，從而將DNADNA和蛋白和蛋白質區(qū)分開，但是并沒有用化學方法真正地將質區(qū)分開，但是并沒有用化學方法真正地將DNADNA和蛋白質分開；和蛋白質分開；不能用不能用3232P P和和3535S S同時標記同時標記T T2 2噬菌體，否則區(qū)分不開是噬菌體，否則區(qū)分不開是DNADNA發(fā)揮作發(fā)揮作用，還是蛋白質發(fā)揮作用。用，還是蛋白質發(fā)揮作用。
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