2020年高考生物提分策略題型06同位素標(biāo)記法在遺傳分子基礎(chǔ)和細(xì)胞基礎(chǔ)的應(yīng)用(帶答案解析)

1、題型06同位素標(biāo)記法在遺傳分子基礎(chǔ)和細(xì)胞基礎(chǔ)的應(yīng)用提分策略1 .有絲分裂與DNA復(fù)制(1)過程圖解(一般只研究一條染色體)I復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含同位素標(biāo)記 )，如圖:卄 gjg枚泄色怵上鮒I ¾fct:的兩MDNX f條tl嗓哥邑啊染但1轉(zhuǎn)至不含放射性培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細(xì)胞周期，如圖:買制一次Hfi I 系單就械 HtJ 1 *Irtt標(biāo)記的電色隆上i<ywwa 中門右 滋 (fit DNA 5>T- 啊Wid(2)規(guī)律總結(jié)：若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記；若復(fù)制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記。2. 減數(shù)分裂與DNA復(fù)制(1)過程圖解：減數(shù)分裂一般

2、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(xì)胞周期,減nDNA只復(fù)制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記。提分演練、選擇題1若將處于Gi期的胡蘿卜愈傷組織細(xì)胞置于含3H標(biāo)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。F列有關(guān)敘述正確的是A. 每條染色體中的兩條染色單體均含3HB.每個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3HC.每個DNA分子中只有一條脫氧核苷酸鏈含3HD.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】AS期時【解析】若將處于 G期的胡蘿卜愈傷組織細(xì)胞置于含 3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，在間期的DNA復(fù)制1次，所以第一

3、次細(xì)胞分裂完成后得到的2個子細(xì)胞中DNA分子都只有1條鏈被標(biāo)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(biāo)記，A正確。第二次分裂中期，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.水稻體細(xì)胞中含24條染色體，現(xiàn)有一水稻根尖分生區(qū)細(xì)胞，此細(xì)胞中的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記。將其放入含14N的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，下列有關(guān)敘述錯誤是A. 細(xì)胞有絲分裂一次，被 15N標(biāo)記的子細(xì)胞占所有子細(xì)胞的比例為100%B. 細(xì)胞有絲分裂兩次，被 15N標(biāo)記的子細(xì)胞占所

4、有子細(xì)胞的比例為50%或100%C. 細(xì)胞有絲分裂 N次（N>6）,被15N標(biāo)記的子細(xì)胞最多有 48個D. 細(xì)胞有絲分裂 N次（N> 6）,被15N標(biāo)記的子細(xì)胞最少有 2個【答案】B【解析】水稻根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，解答選項中疑問時，若能結(jié)合細(xì)胞分裂簡圖分析即可迎刃而解。以一條染色體分析標(biāo)記物情況如下圖：第次分裂l,笫二次分裂由以上分析可知，細(xì)胞有絲分裂一次，全部子細(xì)胞均會被15N標(biāo)記，故A正確；細(xì)胞有絲分裂兩次，因著絲點分裂時，含15N的子染色體是隨機(jī)拉向細(xì)胞的一極，有可能出現(xiàn)15N全被拉向同一極，或拉向兩極，因而，被15N標(biāo)記的子細(xì)胞占所有子細(xì)胞比例可能為100%,也

5、可能為50%,也可能為75%,故B項考慮不完整，錯誤；同理，細(xì)胞有絲分裂 N次（N > 6）,被15N標(biāo)記的子細(xì)胞最多有 48個，若每次分裂時15N均全被拉向細(xì)胞一級，則可能 出現(xiàn)只有2個細(xì)胞15N,綜上所述，選B項。3. 將染色體上全部 DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性哺乳動物細(xì)胞（染色體數(shù)為20）置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，細(xì) 胞只進(jìn)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(xì)胞中有5對同源染色體，每條都含 32PB 若完成一次有絲分裂，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中含20條染色體，其中10條含32P2個Y染色體且都含32PC 若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞

6、中均含D .若進(jìn)行一次有絲分裂，則分裂中期細(xì)胞的染色體上共有40個DNA分子且都含32P【答案】D【解析】解題時需弄清有絲分裂與減數(shù)分裂的有關(guān)過程：一次完整的減數(shù)分裂過程中，DNA只復(fù)制一次而細(xì)胞分裂兩次；一次完整的有絲分裂過程中，DNA復(fù)制一次且細(xì)胞只分裂一次。減數(shù)分裂結(jié)束時，產(chǎn)生的子細(xì)胞為生殖細(xì)胞，其內(nèi)含的10條染色體中不存在同源染色體，由于DNA的半保留復(fù)制，所有染色體中都含32P, A錯誤。若進(jìn)行一次有絲分裂，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中含20條染色體，20條染色體都含32P，B錯誤。若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中含2條Y染色體或2條X染色體，且都含32P，C錯誤。若進(jìn)行一次有絲

7、分裂，則分裂中期細(xì)胞的染色體上共有40個DNA分子，且每個 DNA分子中都有一條脫氧核苷酸鏈含有32P，D正確。4赫爾希和蔡斯做噬菌體侵染細(xì)菌實驗時，分別用35S、32P標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，若噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制了三次，下列敘述正確的是A .用32P和35S標(biāo)記同一噬菌體的 DNA和蛋白質(zhì)B .噬菌體侵染細(xì)菌時，只將35S注入細(xì)菌細(xì)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(yīng)用32P和35S分別標(biāo)記不同的噬菌體； 噬菌體侵染細(xì) 菌的過程中，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)

8、部的是噬菌體的 DNA(含P),蛋白質(zhì)(含S)外殼留在外部；由于 DNA的復(fù)制是半保留復(fù)II制,復(fù)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(xì)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)。5 .若用32P標(biāo)記 人類胚胎干細(xì)胞”的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期，一個細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是A. 中期是46和23、后期是92和23B. 中期是46和46、后期是92和92C. 中期是46和46、后期是92和46D. 中期是46和23、后期是46和23【答案】C

9、【解析】人體的一個正常細(xì)胞中含有染色體條數(shù)為46,有絲分裂過程中后期染色體條數(shù)加倍(92),中期染色體條數(shù)與體細(xì)胞相同(46),故無論經(jīng)過幾次分裂，在有絲分裂中期染色體條數(shù)都是46 ,后期染色體條數(shù)都是 92。由于DNA具有半保留復(fù)制的特點，第一次有絲分裂完成時，每個DNA分子中都有1條鏈被32P標(biāo)記；第二次有絲分裂DNA復(fù)制后，只有的1/2的DNA分子被32P標(biāo)記；中期時，染色單體沒有分開，而這2條沒有分開的染色單體上， 其中有1條被32P標(biāo)記，導(dǎo)致整條染色體也被32P標(biāo)記；后期時，由于染色單體分開變成染色體，故只有一半的染色體被標(biāo)記，選 CO6 下列有關(guān)科學(xué)實驗研究的敘述中，錯誤的是實驗材

10、料實驗過程實驗結(jié)果與結(jié)論AR型和S型肺炎將R型活菌與S型菌的DNA與DNA水只生長R型菌，說明DNA被水解后，就失去遺傳效雙球菌解酶混合培養(yǎng)應(yīng)。B噬菌體和大腸桿用含35S標(biāo)記的噬菌體去感染普通的離心獲得的上清液中的放射性很高，說明DNA是遺菌大腸桿菌，短時間保溫傳物質(zhì)。C煙草花葉病毒和用從煙草花葉病毒分離出的RNA侵染煙草感染出現(xiàn)病斑，說明煙草花葉病毒的RNA可能煙草煙草是遺傳物質(zhì)。D大腸桿菌將已用15N標(biāo)記DNA的大腸桿菌培養(yǎng)在普通（14N）培養(yǎng)基中經(jīng)三次分裂后，含15N的DNA占DNA總數(shù)的1/4,說明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制A. AB. BC. CD. D【答案】B【解析】DNA

11、水解酶能夠水解 DNA分子，從而使其失去遺傳效應(yīng)，A正確；用含有35S標(biāo)記的噬菌體去感染普通II的大腸桿菌，短時間保溫，離心獲得的上清液中的放射性很高，35S標(biāo)記的是蛋白質(zhì)，不能說明DNA是遺傳物質(zhì)，也不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，只能說明蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌，B錯誤；因為用從煙草花葉病毒分離出的RNA侵染煙草，所以煙草感染出現(xiàn)病斑，能說明煙草花葉病毒的RNA可能是遺傳物質(zhì)，C正確；將已用15N標(biāo)記DNA的大腸桿菌，培養(yǎng)在普通（14N）培養(yǎng)基中，經(jīng)三次分裂后，子代有 8個DNA分子，由于半保留復(fù)制，含 15N的 DNA分子是2個，占DNA總數(shù)的1/4，D正確。7.某基因（14N）含有3000個堿基

12、，腺嘌呤占35%。若該DNA分子用15N同位素標(biāo)記過的四種游離脫氧核苷酸為原 料復(fù)制3次，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到圖甲結(jié)果；如果將全部復(fù)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(guān)分析正確的是甲乙A . X層全部是僅含14N的基因B . W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶6300個C. X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3D . W層與Z層的核苷酸數(shù)之比是 1 : 4【答案】C【解析】DNA是半保留復(fù)制，故復(fù)制 3次，DNA總數(shù)是8個，其中含有14N的DNA為2個（每個DNA均為一 條14N鏈，一條15N鏈），其余6個均為15N的DNA（兩條鏈均為15N）。因為14N - 15N的D

13、NA密度比15N - 15N的 DNA密度小，故X層應(yīng)該為14N 15N的DNA , Y層為15N 15N的DNA ; 一個DNA中含有3000個堿基，腺嘌 呤占35% ,那么胞嘧啶占15% ,故胞嘧啶的堿基數(shù)為 450個。復(fù)制3次一共得到8個DNA ,這樣需要的胞嘧啶 數(shù)為450×7= 3150個；復(fù)制得到的 DNA所含有的堿基數(shù)都是相同的，那么氫鍵數(shù)也應(yīng)該是相同的，X層有2個DNA , Y層有6個DNA ,這樣它們的氫鍵數(shù)之比即為DNA數(shù)之比，即X層中含有的氫鍵數(shù)：Y層中含有的氫鍵數(shù)=1 : 3; X層中含有的氫鍵數(shù)是 Y層的1/3。復(fù)制后的8個DNA 一共含有16條鏈，其中含1

14、4N的鏈為2條 （分布在Z層）,15N的鏈14條份布在 W層），因為該基因含有 3000個堿基，故每條鏈的核苷酸數(shù)為1500,這樣Z層的核苷酸數(shù)為1500 >2= 3000,W層的核苷酸數(shù)為1500 ×4= 21000個，故W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為 7 :1。&將細(xì)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(jìn)行分析。下列有關(guān)子代DNA的敘述，錯誤的是A. 全部子代 DNA分子內(nèi)均含有14NB. 半數(shù)的子代DNA分子兩條鏈都含14NC. 全部子代DNA分子的兩條鏈中，一條鏈含14N,另一條鏈含15ND. 并非所有子代的 DNA分子內(nèi)

15、都含有15N【答案】CII【解析】由于細(xì)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(fù)制是半保留復(fù) 制,因此依據(jù)這一特點來分析，DNA復(fù)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14No根據(jù)前面的分析，ABD正確，C錯誤。9取小鼠睪丸中的一個精原細(xì)胞，在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過程。下列有關(guān)敘述正確的是A .初級精母細(xì)胞中每條染色體的兩條染色

16、單體都被標(biāo)記B .次級精母細(xì)胞中每條染色體都被標(biāo)記C .只有半數(shù)精細(xì)胞中有被標(biāo)記的染色體D .所有精細(xì)胞的全部染色體中，被標(biāo)記的染色體數(shù)與未被標(biāo)記的染色體數(shù)相等【答案】D【解析】一個精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期后，形成的子細(xì)胞中每條染色體的DNA分子中都只有一條單鏈被標(biāo)記。將該子細(xì)胞放在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中完成減數(shù)分裂過程中，初級精母細(xì)胞中每條染色體上只有一條染色單體被標(biāo)記；在減數(shù)第二次分裂后期，次級精母細(xì)胞中只有一半染色體被標(biāo)記；由于在減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂后，被標(biāo)記的染色體和未被標(biāo)記的染色體進(jìn)行隨機(jī)結(jié)合后移向細(xì)胞兩極，因此，含被標(biāo)記的染色體的精

17、細(xì)胞占全部精細(xì)胞的比例不能確定，但所有精細(xì)胞的全部染 色體中有一半染色體是被標(biāo)記的。10. 取1個含有1對同源染色體的精原細(xì)胞，用 15N標(biāo)記細(xì)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(jìn)行兩次有絲分裂，形成4個細(xì)胞，這4個細(xì)胞中含15N的細(xì)胞個數(shù)可能是A . 2B . 3C. 4D .前三項都對【答案】D【解析】繪制圖示如下：第W 械的了W胞這樣來看，最后形成的4個子細(xì)胞有3種情況：第一種情況是4個細(xì)胞都是®f;第2種情況是2個細(xì)胞是血5, 1個細(xì)胞是進(jìn)©, 1個細(xì)胞是; 第 3種情況是2個細(xì)胞是匪，另外2個細(xì)胞是®。二、非選擇題11. 5-

18、溴脫氧尿嘧啶核苷(BrdU)是常用的細(xì)胞增殖標(biāo)記物，可替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸選擇性地結(jié)合到細(xì)胞DNA分子中。當(dāng)用姬姆薩染料染色時，只有DNA兩條鏈都含BrdU才被染為淺藍(lán)色，否則為深藍(lán)色。(1) 如果用富含BrdU的完全培養(yǎng)液來連續(xù)培養(yǎng)洋蔥根尖 (其細(xì)胞周期為12h),驗證DNA的半保留復(fù)制特點， 請簡要寫出預(yù)期實驗結(jié)果 。(2) 洋蔥體細(xì)胞內(nèi)有16條染色體，觀察第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中染色體被染成深藍(lán)色的條數(shù)為O(3) 在第二次有絲分裂中期，染色觀察，細(xì)胞內(nèi)的16條染色體的染色情況 (填 相同”或不相同”【答案】(1)觀察連續(xù)進(jìn)行有絲分裂的洋蔥根尖細(xì)胞，在第二次有絲分裂中期，可以看到所有

19、染色體中兩條姐妹染色單體一條被染成深藍(lán)色，一條被染成淺藍(lán)色(2) 16 條(3) 相同【解析】(1)用富含BrdU的完全培養(yǎng)液來連續(xù)培養(yǎng)洋蔥根尖，觀察連續(xù)進(jìn)行有絲分裂的洋蔥根尖細(xì)胞，在第二次有絲分裂中期，如果看到所有染色體中兩條姐妹染色單體一條被染成深藍(lán)色，一條被染成淺藍(lán)色，則說明DNA具有半保留復(fù)制的特點。(2)洋蔥體細(xì)胞內(nèi)有16條染色體，由于 DNA是半保留復(fù)制，所以觀察第一次有絲分 裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中染色體被染成深藍(lán)色的條數(shù)為16條。(3)在第二次有絲分裂中期，每條染色體的兩條染色單體中有一條被標(biāo)記，所以觀察到細(xì)胞內(nèi)的16條染色體的染色情況相同。12. 在有關(guān)DNA分子的研究中，常用 32

20、P來標(biāo)記DNA分子。用 和丫表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷 酸基團(tuán)所處的位置(A-Ppfp或dA-PaPfP)?；卮鹣铝袉栴}：(1) 某種酶可以催化 ATP的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到 DNA末端上，同時產(chǎn)生 ADPO若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA 末端上，那么帶有 32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在 ATP的 (填“a、” “域“Y”位上。(2) 若用帶有32P標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料，將 32P標(biāo)記到新合成的 DNA分子上，則帶有32P的 磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的 (填“a、” “或“Y”位上。(3) 將一個帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)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