熱點專題突破系列(四)同位素標(biāo)記法的應(yīng)用

1、熱點專題突破系列（四）同位素標(biāo)記法的應(yīng)用【三年考情分析】【三年考情分析】在近幾年的高考試題中在近幾年的高考試題中, ,同位素標(biāo)記法多有涉及。試題的同位素標(biāo)記法多有涉及。試題的內(nèi)容多與經(jīng)典生物學(xué)實驗聯(lián)系內(nèi)容多與經(jīng)典生物學(xué)實驗聯(lián)系, ,有時也設(shè)置新情境來進(jìn)行命題有時也設(shè)置新情境來進(jìn)行命題, ,考查內(nèi)容涉及細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去考查內(nèi)容涉及細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向以及細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能向以及細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能, ,化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等。對化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)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(nèi)容具體內(nèi)容近三年考近三年考情統(tǒng)計情

2、統(tǒng)計化學(xué)元素的化學(xué)元素的轉(zhuǎn)移途徑轉(zhuǎn)移途徑光合作用產(chǎn)生的光合作用產(chǎn)生的O O2 2來自水、暗反來自水、暗反應(yīng)中碳的去向、細(xì)胞呼吸過程中應(yīng)中碳的去向、細(xì)胞呼吸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移的物質(zhì)轉(zhuǎn)移20122012北京北京T29T29生理過程及生理過程及發(fā)生場所發(fā)生場所分泌蛋白的分泌過程、分泌蛋白的分泌過程、DNADNA的半保的半保留復(fù)制留復(fù)制20122012山東山東T5T5、T24T24化合物化合物的作用的作用噬菌體侵染細(xì)菌實驗噬菌體侵染細(xì)菌實驗20112011浙江浙江T31T31【分類突破通關(guān)】【分類突破通關(guān)】類型一類型一 元素的轉(zhuǎn)移途徑元素的轉(zhuǎn)移途徑通關(guān)典例通關(guān)典例(2014(2014寶雞模擬寶雞模擬)

3、)同位素的發(fā)現(xiàn)為探明許多生命的奧同位素的發(fā)現(xiàn)為探明許多生命的奧秘起了很重要的作用。秘起了很重要的作用。(1)(1)用用1818O O標(biāo)記二氧化碳標(biāo)記二氧化碳, ,使其參與光合作用使其參與光合作用, ,再經(jīng)有氧呼吸再經(jīng)有氧呼吸, ,則則1818O O轉(zhuǎn)移的途徑是轉(zhuǎn)移的途徑是( () )(2)(2)如果用含如果用含1515N N的蛋白質(zhì)飼料飼養(yǎng)體內(nèi)不含的蛋白質(zhì)飼料飼養(yǎng)體內(nèi)不含1515N N的大白鼠的大白鼠, ,較長較長一段時間后一段時間后, ,從大白鼠的組織中分離出下列物質(zhì)從大白鼠的組織中分離出下列物質(zhì), ,其中含有其中含有1515N N的的是是( (多選多選)()() )A.A.脂肪酸脂肪酸B.

4、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(chǎn)生的植物光合作用產(chǎn)生的O O2 2來自來自H H2 2O,O,還是來自還是來自COCO2 2? ?請寫出簡單實請寫出簡單實驗思路證明你的結(jié)論。驗思路證明你的結(jié)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中氧的轉(zhuǎn)移途徑：中氧的轉(zhuǎn)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元素元素, ,如氨基酸、蛋白質(zhì)、核苷酸、如氨基酸、蛋白質(zhì)、核苷酸、核酸、核酸、ATPATP等。等。

5、【解析】【解析】(1)(1)二氧化碳在光合作用中參與暗反應(yīng)，生成有機(jī)物二氧化碳在光合作用中參與暗反應(yīng)，生成有機(jī)物(CH(CH2 2O)O)，有機(jī)物，有機(jī)物( (葡萄糖葡萄糖) )又在細(xì)胞呼吸中首先分解成丙酮酸，又在細(xì)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(zhuǎn)移途徑是：轉(zhuǎn)移途徑是：C C1818O O2 2(CH(CH2 21818O)CO)C1818O O2 2。(2)(2)淀粉酶和生長激素是蛋白質(zhì)類化合物，含有淀粉酶和生長激素是蛋白質(zhì)類化合物，含有N N元素。元素。(3)(3)本小題

6、的實驗設(shè)計可用同位素標(biāo)記法。分別將用同位素本小題的實驗設(shè)計可用同位素標(biāo)記法。分別將用同位素1818O O標(biāo)記的標(biāo)記的H H2 21818O O和和C C1818O O2 2提供給兩組植物進(jìn)行光合作用實驗，分析兩提供給兩組植物進(jìn)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的那組植物中的那組植物中產(chǎn)生，即可證明光合作用產(chǎn)生的產(chǎn)生，即可證明光合作用產(chǎn)生的O O2 2來自來自H H2 2O O。答案：答案：(1)B (2)B(1)B (2)B、D D(3)(3)來自來自H H2 2O O。分別將。分別將C C1

7、818O 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(chǎn)生，的那組植物中產(chǎn)生，即可證明上述結(jié)論即可證明上述結(jié)論【通關(guān)錦囊】【通關(guān)錦囊】化學(xué)元素轉(zhuǎn)移途徑的實例分析化學(xué)元素轉(zhuǎn)移途徑的實例分析1.1.光合作用產(chǎn)物中光合作用產(chǎn)物中O O元素的來源：元素的來源：(1)(1)若用若用1818O O標(biāo)記的標(biāo)記的H H2 21818O O和未標(biāo)記的和未標(biāo)記的COCO2 2一起做實驗一起做實驗, ,結(jié)果產(chǎn)生的結(jié)果產(chǎn)生的氧氣全是氧氣全是1818O O2

8、 2。(2)(2)若用若用1818O O標(biāo)記的標(biāo)記的C C1818O O2 2和未標(biāo)記的和未標(biāo)記的H H2 2O O一起做實驗一起做實驗, ,結(jié)果產(chǎn)生的結(jié)果產(chǎn)生的氧氣全是氧氣全是1616O O2 2。(3)(3)結(jié)論：光合作用過程中結(jié)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(yīng)過程中暗反應(yīng)過程中C C元素的去向：元素的去向：(1)(1)標(biāo)記方法：用標(biāo)記方法：用1414C C標(biāo)記標(biāo)記COCO2 2中的中的C C。(2)(2)轉(zhuǎn)移途徑：隨著轉(zhuǎn)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中中, ,

9、然后然后C C3 3被被還原還原, ,1414C C進(jìn)入進(jìn)入C C5 5和和(CH(CH2 2O)O)中。中。3.3.研究細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)移途徑：研究細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)移途徑：(1)(1)用用1818O O標(biāo)記氧氣標(biāo)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 2HH2 21818O O。(2)(2)用用1818O O標(biāo)記葡萄糖標(biāo)記葡萄糖(C(C6 6H H12121818O O6 6) )，生成的二氧化碳全部有放射性，生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部無放射性

10、，即生成的水全部無放射性，即C C6 6H H12121818O O6 6CC1818O O2 2。 【通關(guān)特訓(xùn)】【通關(guān)特訓(xùn)】(2014(2014汕頭模擬汕頭模擬) )科學(xué)家利用同位素標(biāo)記法搞清了許多化學(xué)反科學(xué)家利用同位素標(biāo)記法搞清了許多化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。下列說法正確的是應(yīng)的詳細(xì)過程。下列說法正確的是( () )A.A.用用1515N N標(biāo)記核苷酸搞清了分裂期染色體形態(tài)和數(shù)目的變化規(guī)律標(biāo)記核苷酸搞清了分裂期染色體形態(tài)和數(shù)目的變化規(guī)律B.B.用用1818O O標(biāo)記標(biāo)記H H2 2O O和和COCO2 2有力地證明了有力地證明了COCO2 2是光合作用的原料是光合作用的原料C.C.用用1414C

11、 C標(biāo)記標(biāo)記COCO2 2最終探明了最終探明了COCO2 2中碳元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途中碳元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑徑D.D.用用3535S S標(biāo)記噬菌體的標(biāo)記噬菌體的DNADNA并以此侵染細(xì)菌證明了并以此侵染細(xì)菌證明了DNADNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)【解析】【解析】選選C C。用。用1515N N標(biāo)記核苷酸只能搞清核苷酸標(biāo)記核苷酸只能搞清核苷酸( (或或DNA)DNA)的數(shù)量的數(shù)量變化規(guī)律變化規(guī)律; ;用用1818O O標(biāo)記標(biāo)記H H2 2O O和和COCO2 2可證明光合作用釋放的氧全部來可證明光合作用釋放的氧全部來自水自水; ;用用3232P P標(biāo)記噬菌體的標(biāo)記噬菌體的DNA,DNA,

12、用用3535S S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì), ,才能才能證明證明DNADNA是遺傳物質(zhì)。是遺傳物質(zhì)?！炯庸逃?xùn)練】【加固訓(xùn)練】(2014(2014南京模擬南京模擬) )光合作用是地球上最重要的化光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)。同位素標(biāo)記法的引入學(xué)反應(yīng)。同位素標(biāo)記法的引入, ,為探尋和建立光合作用的化學(xué)為探尋和建立光合作用的化學(xué)反應(yīng)過程反應(yīng)過程, ,做出了巨大的貢獻(xiàn)。做出了巨大的貢獻(xiàn)。(1)1941(1)1941年年, ,魯賓用同位素標(biāo)記法追蹤光合作用中魯賓用同位素標(biāo)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(jìn)行

13、小球藻光合作用實驗進(jìn)行小球藻光合作用實驗( (見圖見圖A),A),結(jié)果放出的結(jié)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(jìn)行光合作用進(jìn)行光合作用實驗實驗( (見圖見圖B),B),結(jié)果產(chǎn)生的結(jié)果產(chǎn)生的O O2 2不具有放射性。綜合實驗不具有放射性。綜合實驗, ,可獲得的結(jié)論是可獲得的結(jié)論是 。(2)(2)美國科學(xué)家卡爾文用同位素標(biāo)記法來追蹤美國科學(xué)家卡爾文用同位素標(biāo)記法來追蹤C(jī)OCO2 2是如何轉(zhuǎn)變成是如何轉(zhuǎn)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

14、光照一定時間( (從從1 1秒到數(shù)秒到數(shù)分鐘分鐘) )后殺死小球藻后殺死小球藻, ,同時提取產(chǎn)物并分析。實驗發(fā)現(xiàn)同時提取產(chǎn)物并分析。實驗發(fā)現(xiàn), ,僅僅僅僅3030秒的時間秒的時間,CO,CO2 2已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物。想要探究已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物。想要探究COCO2 2轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物是什么成的第一個產(chǎn)物是什么, ,可能的實驗思路是可能的實驗思路是_ 。 實驗發(fā)現(xiàn)實驗發(fā)現(xiàn), ,在光照下物質(zhì)在光照下物質(zhì)A A和物質(zhì)和物質(zhì)B B的濃度很快達(dá)到飽和并保的濃度很快達(dá)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(yīng)的供應(yīng),A,A、B B物質(zhì)的變化如圖物質(zhì)的變化如圖

15、C C所示。所示。以上實驗說明以上實驗說明, ,固定固定COCO2 2的化合物是的化合物是,CO,CO2 2轉(zhuǎn)化成的第轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物是一個產(chǎn)物是?！窘馕觥俊窘馕觥?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 2OOOO2 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,CO,CO2 2已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物化合物, ,無法判斷哪種化合物是第一個產(chǎn)物無法判斷哪種化合

16、物是第一個產(chǎn)物, ,因此要探究因此要探究COCO2 2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物化成的第一個產(chǎn)物, ,只有盡可能縮短光照時間只有盡可能縮短光照時間, ,然后殺死小球藻然后殺死小球藻, ,同時提取產(chǎn)物分析同時提取產(chǎn)物分析, ,當(dāng)檢測到的產(chǎn)物只有一種時當(dāng)檢測到的產(chǎn)物只有一種時, ,該化合物就是該化合物就是第一個產(chǎn)物。第一個產(chǎn)物。突然中斷突然中斷COCO2 2供應(yīng)供應(yīng), ,固定固定COCO2 2的化合物的消耗將減的化合物的消耗將減少少, ,其含量將逐漸增多其含量將逐漸增多( (如物質(zhì)如物質(zhì)B),B),而而COCO2 2轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物將轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物將開始減少開始減少( (如物質(zhì)如物質(zhì)A)A)。答案

17、：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)縮短光照時間縮短光照時間, ,當(dāng)檢測到的產(chǎn)物只有一種時當(dāng)檢測到的產(chǎn)物只有一種時, ,這個化合物這個化合物就是第一個產(chǎn)物就是第一個產(chǎn)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(guān)典例通關(guān)典例(2012(2012山東高考山東高考) )假設(shè)一個雙鏈均被假設(shè)一個雙鏈均被3232P P標(biāo)記的噬菌體標(biāo)記的噬菌體DNADNA由由5 0005 000個堿基對組成個堿基對組成, ,其中腺嘌呤占全部堿基的其中腺嘌呤占全部堿基的20%20%。用這。用這個噬菌體侵染只

18、含個噬菌體侵染只含3131P P的大腸桿菌的大腸桿菌, ,共釋放出共釋放出100100個子代噬菌體。個子代噬菌體。下列敘述正確的是下列敘述正確的是( () )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(xì)菌提供模板、原料和酶等噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等C.C.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)生突變發(fā)生突變, ,其控制的性狀即發(fā)生改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(guān)鍵是：解答本題的關(guān)鍵是：(1)(1)

19、題干中的關(guān)鍵信息：題干中的關(guān)鍵信息：1 1個被個被3232P P標(biāo)記的噬菌體標(biāo)記的噬菌體; ;共釋放出共釋放出100100個個子代噬菌體。子代噬菌體。(2)DNA(2)DNA復(fù)制復(fù)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)。(3)1(3)1種氨基酸可以由多個密碼子編碼種氨基酸可以由多個密碼子編碼, ,所以所以DNADNA發(fā)生基因突變對發(fā)生基因突變對應(yīng)的氨基酸可能不變應(yīng)的氨基酸可能不變, ,控制的性狀可能不變?？刂频男誀羁赡懿蛔儭！窘馕觥俊窘馕觥窟x選C C。具體分析如下：。

20、具體分析如下：A A項錯誤項錯誤,A=T=5 000,A=T=5 0002 220%20%=2 000=2 000個個,G=C=5 000,G=C=5 0002 230%=3 00030%=3 000個。個。DNADNA復(fù)制復(fù)制n n次后需要次后需要加入鳥嘌呤脫氧核苷酸的個數(shù)為加入鳥嘌呤脫氧核苷酸的個數(shù)為(2(2n n-1)-1)1 1個個,DNA,DNA中的鳥嘌呤中的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為脫氧核苷酸數(shù)為99993 000=2.973 000=2.9710105 5。B B項錯誤項錯誤, ,噬菌體侵染噬菌體侵染細(xì)菌時細(xì)菌時, ,噬菌體的噬菌體的DNADNA進(jìn)入作為模板進(jìn)入作為模板, ,不需要細(xì)菌

21、提供。不需要細(xì)菌提供。C C項正項正確確,1,1個被個被3232P P標(biāo)記的噬菌體經(jīng)半保留復(fù)制形成的標(biāo)記的噬菌體經(jīng)半保留復(fù)制形成的100100個子代中有個子代中有2 2個子代噬菌體含個子代噬菌體含3232P,98P,98個只含個只含3131P,P,所以含所以含3232P P的子代噬菌體與的子代噬菌體與只含只含3131P P的子代噬菌體的比例為的子代噬菌體的比例為298=149298=149。D D項錯誤項錯誤, ,由于一由于一種氨基酸可以由多個密碼子編碼種氨基酸可以由多個密碼子編碼, ,所以所以DNADNA發(fā)生基因突變對應(yīng)發(fā)生基因突變對應(yīng)的氨基酸可能不變的氨基酸可能不變, ,控制的性狀可能不變

22、?？刂频男誀羁赡懿蛔儭！就P(guān)錦囊】【通關(guān)錦囊】同位素標(biāo)記法示蹤生理過程及發(fā)生場所的分析同位素標(biāo)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(biāo)記亮氨酸標(biāo)記亮氨酸, ,探究分泌蛋白在細(xì)胞中的合成、運探究分泌蛋白在細(xì)胞中的合成、運輸與分泌途徑。輸與分泌途徑。(2)(2)方法：在一次性給予放射性標(biāo)記的氨基酸的前提下方法：在一次性給予放射性標(biāo)記的氨基酸的前提下, ,通過觀通過觀察細(xì)胞中放射性物質(zhì)在不同時間出現(xiàn)的位置察細(xì)胞中放射性物質(zhì)在不同時間出現(xiàn)的位置, ,就可以明確地看就可以明確地看出細(xì)胞器在分泌蛋白合成和運輸中的

23、作用。出細(xì)胞器在分泌蛋白合成和運輸中的作用。(3)(3)轉(zhuǎn)移途徑：通過實驗說明分泌蛋白在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核轉(zhuǎn)移途徑：通過實驗說明分泌蛋白在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成之后糖體上合成之后, ,是按照內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是按照內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體細(xì)胞膜的方向運細(xì)胞膜的方向運輸?shù)妮數(shù)? ,從而證明了細(xì)胞內(nèi)的各種膜結(jié)構(gòu)在功能上是緊密聯(lián)系的。從而證明了細(xì)胞內(nèi)的各種膜結(jié)構(gòu)在功能上是緊密聯(lián)系的。2.2.探究探究DNADNA分子半保留復(fù)制的特點：分子半保留復(fù)制的特點：(1)DNA(1)DNA分子復(fù)制分子復(fù)制n n次后次后, ,計算子代計算子代DNADNA分子數(shù)、子代分子數(shù)、子代DNADNA分子的脫分子的脫氧核苷酸鏈數(shù)所占

24、比例。氧核苷酸鏈數(shù)所占比例。原理：原理：DNADNA分子復(fù)制過程的特點是半保留復(fù)制。分子復(fù)制過程的特點是半保留復(fù)制。過程：將全部過程：將全部N N原子被原子被1515N N標(biāo)記的標(biāo)記的DNADNA分子分子(0(0代代) )轉(zhuǎn)移到含轉(zhuǎn)移到含1414N N的的培養(yǎng)基中培養(yǎng)培養(yǎng)基中培養(yǎng)( (復(fù)制復(fù)制)n)n代后代后, ,子代子代DNADNA分子總數(shù)為分子總數(shù)為2 2n n個個, ,脫氧核苷脫氧核苷酸鏈總數(shù)為酸鏈總數(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

25、;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：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)

26、/2n+1n+1=1-1/2=1-1/2n n。(2)(2)研究研究DNADNA半保留復(fù)制的具體過程。半保留復(fù)制的具體過程。原理：通過放射性標(biāo)記來原理：通過放射性標(biāo)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(zhì)判斷依據(jù)：放射性物質(zhì)1515N N的原子量和的原子量和1414N N的原子量不同的原子量不同, ,因此因此由由1515N N組成的組成的DNADNA與由與由1414N N組成的組成的DNADNA的相對分子質(zhì)量不同。的相對分子質(zhì)量不同。結(jié)果。結(jié)果。a.a.兩條鏈都含兩條鏈都含1515N N的的DNA,DNA,離心時為重帶。離心時為重帶。b.b.一條鏈含一條鏈含1

27、515N N、一條鏈含、一條鏈含1414N N的的DNA,DNA,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DNA,DNA,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(fù)制復(fù)制是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制。是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制?！就P(guān)特訓(xùn)】【通關(guān)特訓(xùn)】1.1.科學(xué)家用科學(xué)家用3 3H H標(biāo)記的氨基酸培養(yǎng)哺乳標(biāo)記的氨基酸培養(yǎng)哺乳動物的乳腺細(xì)胞動物的乳腺細(xì)胞, ,測量細(xì)胞合成并分測量細(xì)胞合成并分泌乳腺蛋白過程中各種膜結(jié)構(gòu)的面積泌乳腺蛋白過程中各種膜結(jié)構(gòu)的面積變化變化, ,

28、結(jié)果如右圖。下列選項表示結(jié)果如右圖。下列選項表示a a、b b、c c所代表的膜結(jié)構(gòu)名稱以及放射性標(biāo)記出現(xiàn)的先后順序所代表的膜結(jié)構(gòu)名稱以及放射性標(biāo)記出現(xiàn)的先后順序, ,正正確的是確的是( () )A.aA.a核糖體核糖體bb內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)cc高爾基體高爾基體B.aB.a內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)bb高爾基體高爾基體cc細(xì)胞膜細(xì)胞膜C.aC.a高爾基體高爾基體cc內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)bb細(xì)胞膜細(xì)胞膜D.aD.a內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)cc高爾基體高爾基體bb細(xì)胞膜細(xì)胞膜【解析】【解析】選選D D。乳腺細(xì)胞是分泌細(xì)胞。乳腺細(xì)胞是分泌細(xì)胞, ,能進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成、加能進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成、加工和分泌過程工和分泌過程, ,蛋白質(zhì)在核糖體上合

29、成后蛋白質(zhì)在核糖體上合成后, ,將依次經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、將依次經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜等具膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)高爾基體、細(xì)胞膜等具膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu), ,所以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積在此所以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積在此過程中會減小過程中會減小, ,細(xì)胞膜面積將增大細(xì)胞膜面積將增大, ,而高爾基體膜面積將基本不而高爾基體膜面積將基本不變變, ,所以所以a a是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、b b是細(xì)胞膜、是細(xì)胞膜、c c是高爾基體。是高爾基體。2.(20132.(2013濱州模擬濱州模擬) )蠶豆體細(xì)胞染色體數(shù)目蠶豆體細(xì)胞染色體數(shù)目2n=12,2n=12,科學(xué)家用科學(xué)家用3 3H H標(biāo)記蠶豆根尖細(xì)胞的標(biāo)記蠶豆根尖細(xì)胞的DNA,DNA,可以在染色體

30、水平上研究真核生物的可以在染色體水平上研究真核生物的DNADNA復(fù)制方式。實驗的基本過程如下：復(fù)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)基中中, ,培養(yǎng)一段時間后培養(yǎng)一段時間后, ,探測細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情況。探測細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情況。.當(dāng)當(dāng)DNADNA分子雙鏈都被分子雙鏈都被3 3H H標(biāo)記后標(biāo)記后, ,再將幼苗移到含有秋水仙素再將幼苗移到含有秋水仙素的無放射性的培養(yǎng)基中的無放射性的培養(yǎng)基中, ,培養(yǎng)一段時間后培養(yǎng)一段時間后, ,探測細(xì)胞分裂中期染探測細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情

31、況。色體的放射性情況。請回答相關(guān)問題：請回答相關(guān)問題：(1)(1)蠶豆根尖細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式是蠶豆根尖細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式是; ;秋水仙素能使部秋水仙素能使部分細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍分細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍, ,其作用的機(jī)理是其作用的機(jī)理是_。(2)(2)中中, ,在根尖細(xì)胞進(jìn)行第一次分裂時在根尖細(xì)胞進(jìn)行第一次分裂時, ,每條染色體上帶有放每條染色體上帶有放射性的染色單體有射性的染色單體有條條, ,每個每個DNADNA分子中分子中, ,有有條鏈帶有放條鏈帶有放射性。射性。中中, ,若觀察到一個細(xì)胞中有若觀察到一個細(xì)胞中有2424條染色體條染色體, ,且二分之一的且二分之一的染色單體具有放射性染色單體

32、具有放射性, ,則表明該細(xì)胞的則表明該細(xì)胞的DNADNA在無放射性的培養(yǎng)基在無放射性的培養(yǎng)基中復(fù)制了中復(fù)制了次次, ,該細(xì)胞含有該細(xì)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,DNA,DNA分子的復(fù)制方式是分子的復(fù)制方式是 ?！窘馕觥俊窘馕觥?1)(1)蠶豆根尖細(xì)胞為體細(xì)胞蠶豆根尖細(xì)胞為體細(xì)胞, ,其分裂方式為有絲分裂。其分裂方式為有絲分裂。秋水仙素使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍的原理是體細(xì)胞在有絲分裂秋水仙素使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍的原理是體細(xì)胞在有絲分裂過程中過程中, ,染色體完成了復(fù)制染色體完成了復(fù)制, ,紡錘體的形成受到抑制紡錘體的形成受到抑制, ,以致染色以致染色體不能

33、被拉向兩極體不能被拉向兩極, ,于是形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。于是形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。(2)(2)中中, ,第一次有絲分裂中期時第一次有絲分裂中期時, ,每個每個DNADNA分子中都有一條鏈被分子中都有一條鏈被3 3H H標(biāo)記標(biāo)記, ,每條染色體上有每條染色體上有2 2條染色單體被條染色單體被3 3H H標(biāo)記。標(biāo)記。中中, ,第一次分第一次分裂中期時裂中期時, ,每個每個DNADNA分子中都有一條鏈具有放射性分子中都有一條鏈具有放射性, ,故所有染色故所有染色單體都具有放射性單體都具有放射性; ;第二次分裂中期時第二次分裂中期時, ,二分之一的染色單體具二分之一的染色單體具有放射性有

34、放射性, ,此時此時, ,該細(xì)胞含有該細(xì)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(fù)制方式是半保留復(fù)制。分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)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(fù)制半保留復(fù)制類型三類型三 化合物的作用化合物的作用通關(guān)典例通關(guān)典例(2011(2011浙江高考浙江高考) )為了探究某物質(zhì)為了探究某物質(zhì)(X)(X)的作用的作用, ,研究者研究者提出了以下實驗思路：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(xì)胞細(xì)胞+ +3

35、 3H-TdR(H-TdR(3 3H H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷標(biāo)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(xì)胞細(xì)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(shè)置若干個重復(fù)樣品。每組設(shè)置若干個重復(fù)樣品。(2)(2)分別測定兩組的分別測定兩組的CRD(CRD(細(xì)胞內(nèi)的放射性強(qiáng)度細(xì)胞內(nèi)的放射性強(qiáng)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)合適時間后將各樣品在適宜條件下培養(yǎng)合適時間后, ,測定其測定其CRD,CRD,求每組求每組平均值并進(jìn)行統(tǒng)計分析。平均值并進(jìn)行統(tǒng)計分析。( (提示與說明提示與說

36、明, ,答題時用答題時用X X、CRDCRD、3 3H-TdRH-TdR表示相關(guān)名詞表示相關(guān)名詞;Y;Y細(xì)胞是細(xì)胞是能增殖的高等動物體細(xì)胞能增殖的高等動物體細(xì)胞) )請回答：請回答：(1)(1)實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模?。(2)(2)預(yù)測實驗結(jié)果及結(jié)論：預(yù)測實驗結(jié)果及結(jié)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(chǔ)：胸腺嘧啶脫氧核苷是合成理論基礎(chǔ)：胸腺嘧啶脫氧核苷是合成DNADNA分子分子的原料。的原料。(2)(2)分析細(xì)胞內(nèi)放射性強(qiáng)度不同的原因：若細(xì)胞內(nèi)放射性強(qiáng)度分析細(xì)胞內(nèi)放射性強(qiáng)度不同的原因：若細(xì)胞內(nèi)放

37、射性強(qiáng)度較大較大, ,說明有大量的說明有大量的3 3H H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷合成了標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷合成了DNA,DNA,通通過甲、乙兩組放射性強(qiáng)度的比較過甲、乙兩組放射性強(qiáng)度的比較, ,確定物質(zhì)確定物質(zhì)X X對對DNADNA分子復(fù)制的分子復(fù)制的作用是促進(jìn)、抑制還是無影響。作用是促進(jìn)、抑制還是無影響?！窘馕觥俊窘馕觥勘绢}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?zāi)康氖翘骄课镔|(zhì)實驗?zāi)康氖翘骄课镔|(zhì)X X對對Y Y細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖(DNA(DNA合成合成) )的影響。的影響。影響可能有三個方面：促進(jìn)作用、抑制作用和無影響。通過比影響可能有三個方面：促進(jìn)作

38、用、抑制作用和無影響。通過比較甲、乙兩組放射性的強(qiáng)度來判定：如果乙組較甲、乙兩組放射性的強(qiáng)度來判定：如果乙組CRDCRD明顯高于甲明顯高于甲組組, ,說明物質(zhì)說明物質(zhì)X X對對Y Y細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖(DNA(DNA合成合成) )有促進(jìn)作用有促進(jìn)作用; ;如果乙組如果乙組CRDCRD與甲組基本相同與甲組基本相同, ,說明物質(zhì)說明物質(zhì)X X對對Y Y細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖(DNA(DNA合成合成) )無影響無影響; ;如如果乙組果乙組CRDCRD明顯低于甲組明顯低于甲組, ,說明物質(zhì)說明物質(zhì)X X對對Y Y細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖(DNA(DNA合成合成) )有有抑制作用。抑制作用。(3)(3)由于由于3 3H

39、-TdRH-TdR是合成是合成DNADNA的原料的原料, ,所以兩組的所以兩組的CRD(CRD(細(xì)胞內(nèi)的放細(xì)胞內(nèi)的放射性強(qiáng)度射性強(qiáng)度) )表示細(xì)胞增殖程度。表示細(xì)胞增殖程度。答案：答案：(1)(1)探究物質(zhì)探究物質(zhì)X X對對Y Y細(xì)胞增殖細(xì)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明顯高于甲組明顯高于甲組, ,說明物質(zhì)說明物質(zhì)X X對對Y Y細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖(DNA(DNA合合成成) )有促進(jìn)作用有促進(jìn)作用; ;如果乙組如果乙組CRDCRD與甲組基本相同與甲組基本相同, ,說明物質(zhì)說明物質(zhì)X X對對Y Y細(xì)細(xì)胞增殖胞增殖(DNA(DNA合成合成)

40、)無影響無影響; ;如果乙組如果乙組CRDCRD明顯低于甲組明顯低于甲組, ,說明物質(zhì)說明物質(zhì)X X對對Y Y細(xì)胞增殖細(xì)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的原料之一的原料之一, ,可根據(jù)可根據(jù)CRDCRD變化來判斷細(xì)胞增變化來判斷細(xì)胞增殖殖(DNA(DNA合成合成) )的情況的情況【通關(guān)錦囊】【通關(guān)錦囊】運用同位素標(biāo)記法研究化合物的作用運用同位素標(biāo)記法研究化合物的作用1.1.用用3 3H H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸, ,研究有絲分裂過程中染色體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(biāo)記方法：在處于連續(xù)分裂的細(xì)胞的分裂期加入標(biāo)記方法：在處于連續(xù)分裂的細(xì)胞的分裂期加入3 3H