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。下列有关叙述正确的是 A．每条染色体中的两条染色单体均含H B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含H C．每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含H 3333D．所有染色体的DNA分子中，含H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H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H，1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含H，BC错误。所有染色体的DNA分子中，含H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P标记的雄性哺乳动物细胞(染色体数为20)置于不含P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P 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P 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P D．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P 【答案】D 323232323232333333 3．赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用S、P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P和S标记同一噬菌体的DNA和蛋白质 B．噬菌体侵染细菌时，只将S注入细菌细胞中 C．在子代噬菌体中，含P的噬菌体占总数的1/4 D．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P和S分别标记不同的噬菌体；噬菌体2 3235323532353532 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P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H标记的脱氧胸苷(H－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H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 C．30 【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＝(2－1)x/(2×100)＝30%，解得：x＝40(个)。 5．用N标记某细菌中的DNA分子，然后将细菌转移到含N的培养基中培养。假设该细菌在含N的培养基上连续分裂三次，在产生的新的DNA分子中，含N的DNA与只含N的DNA的比值是 A．1∶3 B．1∶2 C．1∶1 D．1∶7 【答案】A 15141514142233332B．20 D．40 6．某基因(N)含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子用N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 1415 1 A．X层全部是仅含N的基因 B．W层中含N标记的胞嘧啶6300个 C．X层中含有的氢键数是Y层的1/3 D．W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4 【答案】C 1514 7．将细菌在含N的培养基中繁殖很多代后，换到含N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N B．半数的子代DNA分子两条链都含N C．全部子代DNA分子的两条链中，一条链含N，另一条链含N D．并非所有子代的DNA分子内都含有N 【答案】C 【解析】由于细菌在含N的培养基中培养，故亲代DNA分子两条链都含N，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N为原料，子一代DNA分子全部是一条链含N，一条链含N；子一代继续培养，子二代DNA中一半DNA分子两条链都含N，一半DNA分子是一条链含1514141415151515141514141514N，一条链含N。根据前面的分析，ABD正确，C错误。 32148．将一个不含放射性同位素P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P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 322 A．DNA第二次复制产生的子代DNA有I、Ⅱ两种类型，比例为1︰3 B．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（2﹣1）nm-a 2n+1D．复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链的数目是为2﹣2 【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）（2-1），C错误；复制n次，脱氧核苷酸单链的数目是2，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2-2，D正确。 9．用H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H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H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H标记 【答案】D 3333n+1nn+1 10．取小鼠睾丸中的一个精原细胞，在含H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 1 3D．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H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N标记细胞核中的DNA，然后放在含N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N的细胞个数可能是 A．2 B．3 C．4 D．前三项都对 【答案】D 【解析】绘制图示如下： 1515143 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个细胞都是细胞是，1个细胞是，1个细胞是是32；第2种情况是2个，另外2个细胞；第3种情况是2个细胞是。 3212．用P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P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被P标记的染色体条数是 A．0条 322 B．20条 C．大于0小于20条 D．以上都有可能 【答案】D 13．在有关DNA分子的研究中，常用P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P标记到DNA末端上，那么带有P的磷酸基团应在ATP的_________（填“α”、“β”或“γ”）位上。 （2）若用带有P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将P标记到新合成的DNA分子上，则带有323232323232P的磷酸基团应在dATP的____________（填“α”、“β”或“γ”）位上。 3232（3）将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有P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P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P 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P标记到DNA末端上，那么带有P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P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将P标记到新合成的DNA分子上，则带有P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32323232323232 1 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P进行标记，该噬菌体所感染的大肠杆菌细胞中不含有P。综上所述并依据DNA分子的半保留复制可知：一个含有P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P的噬菌体所占比例为2/n。 323232322 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/c2f31a06ac45b307e87101f69e3143323968f592.html