,重要题型,5,同位素示踪法与细胞分裂、,DNA,的半保留复制,专题四遗传的分子基础、变异和进化,重要题型5同位素示踪法与细胞分裂、DNA的半保留复制专题四,重点剖析,1.,同位素示踪法和离心技术证明,DNA,的半保留复制,已知某一,DNA,分子用,15,N,标记,(0,代,),，将含有该标记,DNA,分子的细胞,(,或某种细菌,),转移到只含,14,N,的培养基中培养,(,进行,DNA,复制,),，若干代后，其,DNA,分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如表：,世代,DNA,分子的特点,DNA,中脱氧核苷酸链的特点,分子总数,细胞中,DNA,分子离心后在离心管中的位置,不同,DNA,分子占全部,DNA,分子的比例,脱氧核苷酸链总数,不同脱氧核苷酸链占全部链的比例,只含,15,N,分子,含,14,N,、,15,N,杂合分子,只含,14,N,分子,含,15,N,的链,含,14,N,的链,重点剖析1.同位素示踪法和离心技术证明DNA的半保留复制世代,0,1,全在下部,l,0,0,2,1,0,1,2,全在中部,0,1,0,4,1/2,1/2,2,4,1/2,中部，,1/2,上部,0,1/2,1/2,8,1/4,3/4,3,8,1/4,中部，,3/4,上部,0,1/4,3/4,16,1/8,7/8,n,2,n,2/2,n,中部，,1,2/2,n,上部,0,2/2,n,(,或,1/2,n,1,),1,2/2,n,2,n,1,1/2,n,1,1/2,n,01全在下部l0021012全在中部01041/21/224,2,.,利用图示法理解细胞分裂与,DNA,复制的相互关系,2.利用图示法理解细胞分裂与DNA复制的相互关系,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,；第二种情况是,2,个细胞是,，,1,个细胞是,，,1,个细胞是,；第三种情况是,2,个细胞是,，另外,2,个细胞是,。,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,3,.,放射性同位素在生物实验中的应用,(1),主要应用,用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。一般常用的标记元素有,3,H,、,14,C,、,15,N,、,18,O,、,32,P,、,35,S,等。,(2),归类分析,标记某元素，追踪其转移途径。如用,18,O,标记水，光合作用只产生,18,O,2,；再用,18,O,标记二氧化碳，光合作用只产生,O,2,，证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自水，而不是来自二氧化碳。,标记特征元素，探究化合物的作用。如在,T,2,噬菌体侵染细菌的实验中，用,32,P,标记噬菌体的,DNA,，大肠杆菌内发现放射性物质；用,35,S,标记蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性物质，证明了,DNA,是噬菌体的遗传物质。,3.放射性同位素在生物实验中的应用,标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用,3,H,标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；用,3,H,标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中染色体的变化规律；用,15,N,标记,DNA,，证明了,DNA,复制的特点是半保留复制。,标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用3H,题型探究,题组一考查,DNA,的复制,1.,(2018,浙江,“,七彩阳光,”,联盟,),下列有关,“,探究,DNA,的复制过程,”,活动的叙述，正确的是,A.,培养过程中，大肠杆菌将利用,NH,4,Cl,中的,N,合成,DNA,主链的基本骨架,B.,将大肠杆菌放在以,15,NH,4,Cl,为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的,核糖体中含有,15,N,C.,通过对第二代大肠杆菌,DNA,进行密度梯度离心，得出,DNA,复制的特点为半保留复制,D.,将,15,N,15,NDNA,的大肠杆菌转移到,14,NH,4,Cl,培养液中繁殖一代后，若将提取的子代,大肠杆菌,DNA,解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将只出现,1,个条带,1,2,3,4,5,6,7,8,题型探究题组一考查DNA的复制12345678,解析,培养过程中，大肠杆菌将利用,NH,4,Cl,中的,N,合成含氮碱基进而形成,DNA,两条链之间的碱基对，,A,错误；,核糖体中含有,RNA,，,RNA,中含有碱基，将大肠杆菌放在以,15,NH,4,Cl,为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的核糖体中含有,15,N,，,B,正确；,通过对亲代、第一代、第二代大肠杆菌,DNA,进行密度梯度离心，对比分析才可得出,DNA,复制的特点为半保留复制，,C,错误；,将,15,N,15,NDNA,的大肠杆菌转移到,14,NH,4,Cl,培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌,DNA,解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将出现轻、重,2,个条带，,D,错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,解析培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成含氮碱基,菌种：大肠杆菌,培养条件与方法：,(1),用含,15,N,的培养基培养若干代，使,DNA,均被,15,N,标记,(,甲图,),。,(2),转至,14,N,的培养基培养，每,30 min,繁殖一代。,(3),取出每代,DNA,样本，并离心分层。,2.,(2018,金丽衢十二校联考,),如图所示是研究,DNA,复制方式的实验，根据这些实验结果进行的推论，正确的是,1,2,3,4,5,6,7,8,A.,乙是转入,14,N,培养基中复制一代,的结果,B.,乙是转入,14,N,培养基中复制二代,的结果,C.,出现丁的结果至少需要,60 min,D.,戊图表示复制三代后不再具有,15,N,标记的,DNA,菌种：大肠杆菌2.(2018金丽衢十二校联考)如图所示是研,解析,已知亲本双链都是,15,N,，根据,DNA,分子半保留复制的特点，子一代都是一条链含,14,N,，一条链含,15,N,，位于试管的中部，如图丙所示，,A,项错误；,子二代形成的四个,DNA,分子中，两个具有最初的母链，处于中带，还有两个不含,15,N,，位于轻带，如图丁所示，,B,项错误；,出现丁的结果，,DNA,复制了两次，所以最少经过了,60 min,，,C,项正确；,无论复制多少次，都有两个,DNA,分子含有,15,N,，,D,项错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,解析已知亲本双链都是15N，根据DNA分子半保留复制的特点,解析,若将处于,G,1,期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含,3,H,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,个子细胞都是每一条染色体的,DNA,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,3,H,。,题组二考查细胞分裂中染色体标记问题,3.(,2017,浙江,4,月选考,),若将处于,G,1,期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含,3,H,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。下列叙述正确的是,A.,每条染色体中的两条染色单体均含,3,H,B.,每个,DNA,分子的两条脱氧核苷酸链均含,3,H,C.,每个,DNA,分子中均只有一条脱氧核苷酸链含,3,H,D.,每条染色单体上,DNA,分子的两条脱氧核苷酸链含,3,H,1,2,3,4,5,6,7,8,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,4.,(2018,邵阳一模,),将某一经,3,H,充分标记核,DNA,的雄性动物细胞,(,染色体数为,2n),置于不含,3,H,的培养基中培养，经过连续两次正常细胞分裂后。下列有关说法不正确的是,A.,若进行有丝分裂，则子细胞含,3,H,的核,DNA,分子数可能为,n,B.,若进行减数分裂，则子细胞含,3,H,的染色体数为,n,C.,第一次分裂结束时，子细胞中染色体都含,3,H,D.,若子细胞中有的染色体不含,3,H,，则原因是同源染色体彼此分离,1,2,3,4,5,6,7,8,4.(2018邵阳一模)将某一经3H充分标记核DNA的雄性,解析,“,将某一经,3,H,充分标记核,DNA,的雄性动物细胞,(,染色体数为,2n),置于不含,3,H,的培养液中培养,”,，若细胞分裂两次，,DNA,复制两次，则有丝分裂后期，所有染色体一半被标记，一半未被标记，由于分裂成两个子细胞时，染色体的分配是随机的，所以若进行有丝分裂，则子细胞含,3,H,的染色体数可能为,n,，,A,项正确；,若进行减数分裂，因为,DNA,只复制,1,次，所以子细胞的,n,条染色体都被标记，,B,项正确；,第一次分裂结束时，因为,DNA,只复制,1,次，所以子细胞中染色体都含,3,H,，,C,项正确；,若子细胞中有的染色体不含,3,H,，则该细胞进行的是有丝分裂，不可能出现同源染色体彼此分离，,D,项错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,解析“将某一经3H充分标记核DNA的雄性动物细胞(染色体数,题组三考查染色体染色问题,5.BrdU(5-,溴尿嘧啶脱氧核苷,),与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似，可与碱基,A,配对。经吉姆萨染料染色，,DNA,的一条单链掺有,BrdU,则着色深，两条单链都掺有,BrdU,则着色浅。将玉米体细胞,(,含,20,条染色体,),放入含有,BrdU,的培养液中培养并用吉姆萨染料染色，则第二次细胞分裂的中期时，一个细胞中染色体的染色情况是,A.,全被染成深色,B.,全被染成浅色,C.,每条染色体中一条染色单体为深色，另一条为浅色,D.,每个,DNA,分子中一条链为深色，另一条链为浅色,1,2,3,4,5,6,7,8,题组三考查染色体染色问题12345678,解析,在第一个分裂周期中，由于,DNA,半保留复制的特点，形成的每条染色体的染色单体中的,DNA,只有一条单链掺有,BrdU,，所以均染成深色。在第二个分裂周期的中期，每条染色体中含有,2,个,DNA,，,4,条链，含有亲代链是,1,条，则有,3,条脱氧核苷酸链含有,BrdU,，所以每条染色体的染色单体一条为深色，一条为浅色。,1,2,3,4,5,6,7,8,解析在第一个分裂周期中，由于DNA半保留复制的特点，形成的,6.,在荧光显微镜下观察被标记的基因型为,AaBb,的小鼠的睾丸细胞，等位基因,A,、,a,被分别标记为红色、黄色，等位基因,B,、,b,被分别标记为蓝色、绿色，两对基因位于两对常染色体上。下列推测不合理的是,A.,视野中可以观察到,3,种不同特征的分裂中期的细胞,B.,初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿荧光点，各,2,个,C.,次级精母细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿荧光点，各,1,个,D.,若产生的精细胞中观察到,3,个荧光点，则最可能是分裂后期有,1,对染色体未正常分开,1,2,3,4,5,6,7,8,6.在荧光显微镜下观察被标记的基因型为AaBb的小鼠的睾丸细,解析,睾丸中既有进行有丝分裂的细胞，也有进行减数分裂的细胞，其中处于有丝分裂中期、减数第一次分裂中期和减数第二次分裂中期的细胞都可以观察到，,A,项正确；,初级精母细胞是处于减数第一次分裂过程中的细胞，,DNA,已复制，同源染色体尚未分离，每个初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿荧光点，各,2,个，,B,项正确；,次级精母细胞是处于减数第二次分裂过程中的细胞，同源染色体已经分离，红与黄、蓝与绿不可能同时出现，,C,项错误；,精细胞中等位基因只有一个，所以正常情况下，荧光点只有两个，若出现了,3,个荧光点，则最可能是分裂后期有,1,对染色体未正常分开，,D,项正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,解析睾丸中既有进行有丝分裂的细胞，也有进行减数分裂的细胞，,题组四考查放射性同位素在生物实验中的应用,7.,下列有关放射性同位素示踪实验的叙述，错误的是,A.,若小鼠吸入,18,O,2,，则在其尿液中可以检测到,H,2,18,O,，呼出的二氧化碳中也可能含有,18,O,B.,用,32,S,标记