标签: 2019年 高考 生物 热点 题型 策略 专题 06 同位素标记法 遗传 分子 基础 细胞 基础 应用 学案
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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)①复制一次(母链标记,培养液不含同位素标记),如图:②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3H B.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H C.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32P B.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32P C.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2/8=1/4;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(3H-dT)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A.10 B.20 C.30 D.40【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=(22-1)x/(22×100)=30%,解得:x=40(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A.1∶3B.1∶2 C.1∶1D.1∶7【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A.X层全部是仅含14N的基因 B.W层中含15N标记的胞嘧啶6300个 C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3D.W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4【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14N B.半数的子代DNA分子两条链都含14N C.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、Ⅱ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A.DNA第二次复制产生的子代DNA有I、Ⅱ两种类型,比例为1︰3B.DNA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(2n﹣1)D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链的数目是为2n+1﹣2【答案】D【解析】DNA第二次复制产生的子代DNA共4个,有I、Ⅱ两种类型,比例为1︰1,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A.2 B.3C.4 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A.0条B.20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α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。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“α”、“β”或“γ”)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“α”、“β”或“γ”)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)γ(2)α(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γ位上。(2)dA-Pα~Pβ~Pγ(d表示脱氧)脱去Pβ和Pγ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α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。
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