2024屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)第六單元基因的本質(zhì)和表達(dá)第4講同位素標(biāo)記法在遺傳物質(zhì)研究中的應(yīng)用教師用書

第4講同位素標(biāo)記法在遺傳物質(zhì)研究中的應(yīng)用同位素標(biāo)記法是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常應(yīng)用的一種重要方法，它可以研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來(lái)源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(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。在近年的高考生物考試中多以選擇題的形式考查同位素標(biāo)記法在遺傳物質(zhì)研究中的應(yīng)用，試題常以高中生物學(xué)教材中涉及的放射性同位素應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)為載體進(jìn)行命題，較好地體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究、科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任的考查。1．(2020·江蘇高考)同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。在生物科學(xué)史中，下列科學(xué)研究未采用同位素標(biāo)記法的是()A．卡爾文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的轉(zhuǎn)化途徑B．赫爾希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌體侵染大腸桿菌證明DNA是遺傳物質(zhì)C．梅塞爾森(M.Meselson)等證明DNA進(jìn)行半保留復(fù)制D．溫特(F.W.Went)證明胚芽鞘產(chǎn)生促進(jìn)生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì)解析：選D溫特的研究中利用胚芽鞘和瓊脂塊開展實(shí)驗(yàn)，該研究沒(méi)有采用同位素標(biāo)記法。2．(2021·浙江1月選考)現(xiàn)建立“動(dòng)物精原細(xì)胞(2n＝4)有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程”模型。1個(gè)精原細(xì)胞(假定DNA中的P元素都為32P，其他分子不含32P)在不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng)，分裂為2個(gè)子細(xì)胞，其中1個(gè)子細(xì)胞發(fā)育為細(xì)胞①。細(xì)胞①和②的染色體組成如圖所示，H(h)、R(r)是其中的兩對(duì)基因，細(xì)胞②和③處于相同的分裂時(shí)期。下列敘述正確的是()A．細(xì)胞①形成過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生基因重組B．細(xì)胞②中最多有兩條染色體含有32PC．細(xì)胞②和細(xì)胞③中含有32P的染色體數(shù)相等D．細(xì)胞④～⑦中含32P的核DNA分子數(shù)可能分別是2、1、1、1解析：選D從圖中染色體的顏色可以看出，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了互換，所以細(xì)胞①中發(fā)生了基因重組，A錯(cuò)誤；從細(xì)胞①到②③進(jìn)行的是減數(shù)分裂，其中細(xì)胞②處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，正常情況下，細(xì)胞①中的每條染色體上兩條染色單體的兩個(gè)DNA分子中一個(gè)只含31P，另一個(gè)含32P和31P，正常減數(shù)分裂Ⅱ后期應(yīng)該為2條含有32P，但是發(fā)生了互換，就可能有更多的染色體含有32P，B錯(cuò)誤；由于發(fā)生互換，導(dǎo)致染色單體上元素標(biāo)記情況不同，所以細(xì)胞②和細(xì)胞③含有32P的染色體數(shù)目可能不同，C錯(cuò)誤；細(xì)胞④～⑦是減數(shù)分裂形成的子細(xì)胞，如果細(xì)胞②H中含有32P和R所在染色體含32P，且細(xì)胞②中h所在染色體含有32P，則r所在染色體中不含32P，因此形成的細(xì)胞④含32P的核DNA分子數(shù)為2個(gè)，形成的細(xì)胞⑤含有32P的核DNA分子數(shù)為1個(gè)，由于細(xì)胞③的基因型為Hhrr(h為互換的片段)，h所在的染色體與其中一個(gè)r所在染色體含有32P(H和另一個(gè)r所在染色體不含32P)，如果含有32P的2條染色體不在同一極，則形成的細(xì)胞⑥⑦都含32P的核DNA分子數(shù)為1個(gè)，D正確。3．(2022·海南高考)科學(xué)家曾提出DNA復(fù)制方式的三種假說(shuō)：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制和分散復(fù)制(圖1)。對(duì)此假說(shuō)，科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(圖2)：下列有關(guān)敘述正確的是()A．第一代細(xì)菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，說(shuō)明DNA復(fù)制方式一定是半保留復(fù)制B．第二代細(xì)菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，說(shuō)明DNA復(fù)制方式一定是全保留復(fù)制C．結(jié)合第一代和第二代細(xì)菌DNA的離心結(jié)果，說(shuō)明DNA復(fù)制方式一定是分散復(fù)制D．若DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，細(xì)菌DNA離心后試管中會(huì)出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶解析：選D第一代細(xì)菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，說(shuō)明DNA復(fù)制方式一定不是全保留復(fù)制，可能為半保留復(fù)制或分散復(fù)制，A錯(cuò)誤；若DNA復(fù)制方式為全保留復(fù)制，則第二代細(xì)菌DNA離心后，4個(gè)子代DNA分子中，1個(gè)為15N15N,3個(gè)為14N14N，會(huì)在試管中出現(xiàn)1條重帶和1條輕帶，與題圖信息不符，B錯(cuò)誤；結(jié)合第一代和第二代的離心結(jié)果，說(shuō)明DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，C錯(cuò)誤；若DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，得到的8個(gè)子代DNA分子中，2個(gè)為15N14N,6個(gè)為14N14N，細(xì)菌DNA離心后試管中會(huì)出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，D正確。提能點(diǎn)(一)同位素標(biāo)記法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用同位素標(biāo)記法是用示蹤元素標(biāo)記化合物，根據(jù)化合物的放射性確定物質(zhì)的轉(zhuǎn)移途徑或?qū)τ嘘P(guān)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行追蹤，也稱為同位素示蹤法。1．噬菌體親子代個(gè)體與細(xì)菌之間的同位素標(biāo)記關(guān)系比較項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)親代噬菌體32P35S14C、3H、18O、15N培養(yǎng)細(xì)菌31P32S12C、2H、16O、14N子代噬菌體32P、31P32SC、H、O、N兩種都有(1)該實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記C、H、O、N這些DNA和蛋白質(zhì)共有的元素，否則無(wú)法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開。(2)35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)不能同時(shí)標(biāo)記在同一噬菌體上，因?yàn)榉派湫詸z測(cè)時(shí)只能檢測(cè)到放射性存在的部位，不能確定是何種元素的放射性。2．常用同位素標(biāo)記法的實(shí)例同位素標(biāo)記物質(zhì)研究?jī)?nèi)容結(jié)論(結(jié)果)14CCO2暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑發(fā)現(xiàn)卡爾文循環(huán)3H亮氨酸分泌蛋白的合成、分泌過(guò)程核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜18OH2O和CO2光合作用中O2的來(lái)源產(chǎn)生的O2來(lái)自H2O，而不是CO215NDNADNA的復(fù)制DNA半保留復(fù)制32PDNA生物的遺傳物質(zhì)DNA是生物的遺傳物質(zhì)35S蛋白質(zhì)[針對(duì)訓(xùn)練]1．用DNA雙鏈均被32P標(biāo)記的一個(gè)T2噬菌體侵染被35S標(biāo)記的大腸桿菌，一段時(shí)間后釋放出了m個(gè)子代T2噬菌體。下列有關(guān)敘述正確的是()A．用32P標(biāo)記T2噬菌體的方法與用35S標(biāo)記大腸桿菌的方法相同B．這m個(gè)子代T2噬菌體中，含32P的T2噬菌體所占的比例為1/mC．若子代T2噬菌體均同時(shí)含32P和35S，則該T2噬菌體只繁殖了一代D．經(jīng)過(guò)培養(yǎng)，得到的m個(gè)子代T2噬菌體中有3/4含有35S解析：選CT2噬菌體為病毒，沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，而大腸桿菌屬于原核生物，能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，A錯(cuò)誤；這m個(gè)子代T2噬菌體中，含32P的T2噬菌體所占的比例為2/m，B錯(cuò)誤；由于DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，若子代T2噬菌體均同時(shí)含32P和35S，則該T2噬菌體只繁殖了一代，C正確；T2噬菌體培養(yǎng)過(guò)程中繁殖所需的原料都來(lái)自大腸桿菌，所以得到的m個(gè)子代T2噬菌體中都有35S，D錯(cuò)誤。2．下列是應(yīng)用同位素標(biāo)記法進(jìn)行的幾種研究，其中錯(cuò)誤的是()A．分別用32P和35S標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)用于證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)B．給予某人131I，通過(guò)測(cè)定甲狀腺的放射性可以反映甲狀腺的功能狀態(tài)C．用單細(xì)胞綠藻做14CO2示蹤實(shí)驗(yàn)，不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)放射性碳分析可得出暗反應(yīng)的途徑D．用放射性同位素標(biāo)記某種氨基酸進(jìn)行示蹤，可得出分泌蛋白合成、加工和分泌的途徑解析：選A噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中分別用32P標(biāo)記DNA、35S標(biāo)記蛋白質(zhì)的噬菌體侵染細(xì)菌，證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，A錯(cuò)誤；I是甲狀腺細(xì)胞合成甲狀腺激素的原料，給予某人131I，通過(guò)測(cè)定甲狀腺激素的放射性可以反映甲狀腺的功能狀態(tài)，B正確；用單細(xì)胞綠藻做14CO2示蹤實(shí)驗(yàn)，不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)放射性碳分析可得出暗反應(yīng)的途徑是14CO2→14C3→(14CH2O)，C正確；用放射性同位素標(biāo)記某種氨基酸進(jìn)行示蹤，可得出分泌蛋白合成、加工和分泌的途徑，即核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜，D正確。提能點(diǎn)(二)細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體和DNA的標(biāo)記問(wèn)題1．DNA復(fù)制后DNA分子存在位置與去向(1)2個(gè)子DNA位置：當(dāng)1個(gè)DNA分子復(fù)制后形成2個(gè)新DNA分子后，這2個(gè)子DNA位于兩條姐妹染色單體上，且由著絲粒連在一起，如圖所示：(2)子DNA去向：在有絲分裂后期或減數(shù)分裂Ⅱ后期，當(dāng)著絲粒分裂時(shí)，兩條姐妹染色單體分開，分別移向細(xì)胞兩極，此時(shí)子DNA隨染色單體分開而分開。2．有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析(1)過(guò)程圖解(一般只研究一條染色體)：復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素)：轉(zhuǎn)至不含標(biāo)記同位素培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期：(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。3．減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析(1)過(guò)程圖解：減數(shù)分裂一般選取一對(duì)同源染色體為研究對(duì)象，如下圖(母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素)：(2)規(guī)律總結(jié)：由于減數(shù)分裂沒(méi)有細(xì)胞周期，DNA只復(fù)制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記。[針對(duì)訓(xùn)練]3．核DNA被32P標(biāo)記的精子與未被標(biāo)記的卵細(xì)胞受精后，在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中連續(xù)分裂兩次，下列分析正確的是()A．放射性細(xì)胞數(shù)量與所有細(xì)胞數(shù)量之比逐代減少B．放射性DNA分子數(shù)與所有細(xì)胞總DNA分子數(shù)之比逐代減少C．可以確定含有放射性的細(xì)胞數(shù)，因?yàn)榉至押笃诮忝萌旧珕误w均分到兩極D．無(wú)法確定含有放射性的細(xì)胞數(shù)，因?yàn)榉至押笃诜峭慈旧w自由組合解析：選B由于DNA的半保留復(fù)制，含有標(biāo)記的DNA分子在未標(biāo)記的原料中連續(xù)復(fù)制兩次，帶有放射性標(biāo)記的DNA分子數(shù)與所有細(xì)胞總DNA分子數(shù)的比例將逐代減少，含有放射性的細(xì)胞數(shù)量與所有細(xì)胞數(shù)量之比不一定逐代減少，A錯(cuò)誤，B正確；有絲分裂后期姐妹染色單體分開后隨機(jī)進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中，第一次分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞都含有放射性，但第二次分裂后含有放射性的細(xì)胞數(shù)目無(wú)法確定，C錯(cuò)誤；受精卵進(jìn)行有絲分裂，不會(huì)發(fā)生基因重組，D錯(cuò)誤。4．如圖表示某生物的精原細(xì)胞在條件X下最終形成了四個(gè)細(xì)胞，條件X可能是①精原細(xì)胞某一對(duì)同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記；②精原細(xì)胞某一對(duì)同源染色體中的兩條染色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記；③進(jìn)行減數(shù)分裂；④進(jìn)行有絲分裂。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()eq\x(某生物的精原細(xì)胞2N＝4)eq\o(→,\s\up7(條件X))eq\x(四個(gè)細(xì)胞)A．若條件X為①③，則處于減數(shù)分裂Ⅱ后期的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中均含被15N標(biāo)記的染色體B．若條件X為②③，則處于減數(shù)分裂Ⅱ后期的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中均含有兩條被15N標(biāo)記的染色體C．若條件X為①③，則產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞一定均含被15N標(biāo)記的染色體D．若條件X為②④，則產(chǎn)生的四個(gè)子細(xì)胞一定均含被15N標(biāo)記的染色體解析：選B若只標(biāo)記了某一對(duì)同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈，進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，DNA只復(fù)制一次，在減數(shù)分裂Ⅰ中隨著同源染色體分開，被15N標(biāo)記的染色體只能進(jìn)入一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中，A錯(cuò)誤；若精原細(xì)胞某一對(duì)同源染色體中的兩條染色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記，那么減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)該對(duì)同源染色體中的四條染色單體都被15N標(biāo)記，則減數(shù)分裂Ⅱ后期時(shí)兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞均含有兩條被15N標(biāo)記的染色體，B正確；若精原細(xì)胞某一對(duì)同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞中，只有兩個(gè)精細(xì)胞含有被15N標(biāo)記的染色體，C錯(cuò)誤；若精原細(xì)胞某一對(duì)同源染色體中的兩條染色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記，進(jìn)行有絲分裂時(shí)，第一次有絲分裂產(chǎn)生的兩個(gè)細(xì)胞中都含有一條DNA單鏈被15N標(biāo)記的染色體，在第二次有絲分裂中期，被標(biāo)記的染色體中的兩條姐妹染色單體中，只有一條姐妹染色單體含15N標(biāo)記，另一條不含15N標(biāo)記，有絲分裂后期染色體向細(xì)胞兩極移動(dòng)是隨機(jī)的，因此產(chǎn)生的子細(xì)胞中可能含15N標(biāo)記也可能不含15N標(biāo)記，D錯(cuò)誤。提能點(diǎn)(三)用同位素標(biāo)記法研究DNA復(fù)制的方式1．實(shí)驗(yàn)方法同位素標(biāo)記法和離心技術(shù)。2．實(shí)驗(yàn)原理含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。3．實(shí)驗(yàn)假設(shè)DNA以半保留的方式復(fù)制。4．實(shí)驗(yàn)預(yù)期離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。重帶(密度最大)兩條鏈都為15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA中帶(密度居中)一條鏈為14N標(biāo)記，另一條鏈為15N標(biāo)記的子代雙鏈DNA輕帶(密度最小)兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA5.實(shí)驗(yàn)過(guò)程6．過(guò)程分析(1)立即取出，提取DNA→離心→全部重帶。(2)繁殖一代后取出，提取DNA→離心→全部中帶。(3)繁殖兩代后取出，提取DNA→離心→1/2輕帶、1/2中帶。7．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行。[針對(duì)訓(xùn)練]5．科學(xué)家為了探究DNA復(fù)制方式，先用含有15NH4Cl的原料來(lái)培養(yǎng)大腸桿菌若干代作為親本，再將親本大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的原料中培養(yǎng)，收集不同時(shí)期的大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。(1)用含有15NH4Cl的原料來(lái)培養(yǎng)大腸桿菌若干代作為親本，培養(yǎng)若干代的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)有科學(xué)家認(rèn)為DNA的復(fù)制是全保留復(fù)制，復(fù)制形成的兩條子鏈結(jié)合在一起，兩條模板鏈重新結(jié)合在一起。若是全保留復(fù)制，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是子一代的DNA位置是________________________。(3)科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是子一代的DNA位置全在中帶，子二代的DNA位置一半在中帶，一半在輕帶。這個(gè)結(jié)果否定了全保留復(fù)制，你對(duì)此的解釋是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有人認(rèn)為，將子一代的DNA分子用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復(fù)制方式，如果1/2為輕帶，1/2為重帶，則一定為半保留復(fù)制。你認(rèn)為這種說(shuō)法是否正確，并說(shuō)出你的理由。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)用含有15NH4Cl的原料培養(yǎng)大腸桿菌若干代后確保實(shí)驗(yàn)所用的大腸桿菌的DNA都被15N標(biāo)記。(2)若為全保留復(fù)制，親代DNA為15N/15N-DNA，子一代DNA為15N/15N-DNA、14N/14N-DNA，一半在重帶，一半在輕帶。(3)DNA半保留復(fù)制，子一代DNA為15N/14N-DNA，子二代DNA一半為15N/14N-DNA，一半為14N/14N-DNA。(4)全保留復(fù)制和半保留復(fù)制的子一代DNA分子用解旋酶處理后再離心，結(jié)果是相同的，均為1/2重帶，1/2輕帶，不能確定復(fù)制方式。答案：(1)保證用于實(shí)驗(yàn)的大腸桿菌的DNA中都含有15N(2)一半在重帶，一半在輕帶(3)DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，即新形成DNA分子的兩條鏈中，一條為母鏈，一條為以母鏈作為模板形成的子鏈(4)不正確，因?yàn)闊o(wú)論是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制，子一代用解旋酶處理后都有一半的單鏈含15N，一半的單鏈含14N，離心后都是1/2為重帶，1/2為輕帶[課時(shí)驗(yàn)收評(píng)價(jià)]1．同位素標(biāo)記法是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究中常用的技術(shù)方法。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．魯賓和卡門研究光合作用過(guò)程中氧氣的來(lái)源時(shí)用到了同位素標(biāo)記法B．研究豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞分泌蛋白的合成和分泌的過(guò)程采用了放射性同位素標(biāo)記法C．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)采用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)D．科學(xué)家證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中用到了放射性同位素標(biāo)記法解析：選D科學(xué)家證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中用到了熒光標(biāo)記法，D錯(cuò)誤。2．同位素標(biāo)記法在生物學(xué)研究中具有廣泛的用途，下列是生物學(xué)發(fā)展史上的幾個(gè)重要實(shí)驗(yàn)：①DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)②DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建③肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)④噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)其中沒(méi)有應(yīng)用同位素標(biāo)記法的是()A．①② B．③④C．②③ D．①④解析：選C15N標(biāo)記DNA分子，證明了DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，①正確；DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建屬于構(gòu)建物理模型，沒(méi)有應(yīng)用同位素標(biāo)記法，②錯(cuò)誤；肺炎鏈球菌的(體內(nèi)和體外)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)均沒(méi)有應(yīng)用同位素標(biāo)記法，③錯(cuò)誤；噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了同位素標(biāo)記法(用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，用32P標(biāo)記噬菌體的DNA，分別侵染細(xì)菌)，④正確。3．用32P標(biāo)記了玉米根尖分生區(qū)細(xì)胞(2N＝20)的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期，一個(gè)細(xì)胞中的染色體總數(shù)和被標(biāo)記的染色體數(shù)分別是()A．中期20和20、后期40和20B．中期20和10、后期40和20C．中期20和20、后期40和10D．中期20和10、后期40和10解析：選A玉米根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂中期、后期染色體條數(shù)分別為20和40條。而第一次有絲分裂完成時(shí)，每個(gè)DNA分子中都有1條鏈被32P標(biāo)記；第二次有絲分裂過(guò)程中，只有一半的DNA分子被32P標(biāo)記；中期時(shí)，染色單體沒(méi)有分開，故被標(biāo)記的染色體數(shù)為20條，而后期由于染色單體的分開，染色體數(shù)加倍為40條，故被標(biāo)記的染色體數(shù)只有一半，即20條。4．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，若甲組用3H標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌，乙組用14C標(biāo)記的噬菌體侵染32P標(biāo)記的大腸桿菌。下列有關(guān)敘述正確的是()A．甲組的大腸桿菌由含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)獲得B．甲組子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼均含3H、35SC．乙組子代噬菌體的DNA均含14C、32PD．由甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)可說(shuō)明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)解析：選A用3H標(biāo)記噬菌體，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有進(jìn)入大腸桿菌，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是以大腸桿菌的氨基酸為原料合成的，因此甲組子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼均含35S，均不含3H，B錯(cuò)誤；14C標(biāo)記的噬菌體的DNA進(jìn)入大腸桿菌，以大腸桿菌中的脫氧核苷酸為原料進(jìn)行半保留復(fù)制，乙組子代噬菌體的DNA均含32P，少部分含14C，C錯(cuò)誤；甲、乙兩組均無(wú)法區(qū)分DNA和蛋白質(zhì)，無(wú)法說(shuō)明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。5．將某一細(xì)胞中的一條染色體上的DNA用14C充分標(biāo)記，其同源染色體上的DNA用32P充分標(biāo)記，置于不含放射性的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次細(xì)胞分裂(不考慮互換)。下列說(shuō)法正確的是()A．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則四個(gè)細(xì)胞中均含有14C和32PB．若進(jìn)行有絲分裂，某一細(xì)胞中含14C的染色體可能是含32P染色體的兩倍C．若進(jìn)行有絲分裂，則四個(gè)細(xì)胞中可能三個(gè)有放射性，一個(gè)沒(méi)有放射性D．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則四個(gè)細(xì)胞中可能兩個(gè)有放射性，兩個(gè)沒(méi)有放射性解析：選C若進(jìn)行減數(shù)分裂，同源染色體會(huì)分開，因此四個(gè)細(xì)胞中有兩個(gè)細(xì)胞都含有14C，另外兩個(gè)細(xì)胞都含有32P，都有放射性，A、D錯(cuò)誤；若進(jìn)行有絲分裂，因?yàn)闃?biāo)記的是細(xì)胞中的一對(duì)同源染色體，因此不會(huì)出現(xiàn)含14C的染色體是含32P染色體兩倍的情況，B錯(cuò)誤；若進(jìn)行有絲分裂，DNA復(fù)制兩次，細(xì)胞分裂兩次，由于有絲分裂后期，姐妹染色單體分開后形成的子染色體移向細(xì)胞兩極是隨機(jī)的，因此，四個(gè)細(xì)胞中可能三個(gè)有放射性，一個(gè)沒(méi)有放射性，C正確。6．如圖表示采用同位素示蹤技術(shù)和離心處理來(lái)探究DNA復(fù)制方式的過(guò)程圖解，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．圖中輕帶表示14N/14N的DNA分子B．本實(shí)驗(yàn)證明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制C．若將DNA雙鏈分開來(lái)離心，則b、c兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是得到兩個(gè)條帶D．細(xì)菌繁殖四代后取樣提取DNA，離心后的條帶類型及數(shù)量與繁殖兩代后的提取離心結(jié)果不同解析：選D由于15N與14N的原子量不同，形成DNA的相對(duì)分子質(zhì)量不同，因此圖中輕帶表示14N/14N的DNA分子，A正確；細(xì)菌繁殖四代后取樣提取DNA離心后的條帶類型與繁殖兩代后的提取離心結(jié)果相同，均為中帶和輕帶，D錯(cuò)誤。7．取一個(gè)含有一對(duì)同源染色體的受精卵，讓其在含被3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中完成一次細(xì)胞分裂，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成一次細(xì)胞分裂。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．第一次細(xì)胞分裂中，細(xì)胞內(nèi)放射性迅速升高的時(shí)期在分裂間期B．第一次細(xì)胞分裂結(jié)束后，每個(gè)子細(xì)胞中都有一半的染色體被標(biāo)記C．第二次細(xì)胞分裂的中期，每條染色體中僅有一條單體被標(biāo)記D．第二次細(xì)胞分裂結(jié)束后，每個(gè)子細(xì)胞中含3H的染色體數(shù)目可能不同解析：選B胸腺嘧啶是合成DNA的原料，而DNA的復(fù)制發(fā)生在分裂間期，因此第一次分裂過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)放射性迅速升高的時(shí)期是分裂間期，A正確；第一次分裂完成后，每個(gè)子細(xì)胞中所有染色體都被標(biāo)記，B錯(cuò)誤；第一次分裂完成時(shí)，每個(gè)子細(xì)胞的染色體都被標(biāo)記，第二次分裂的后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開并隨機(jī)移向兩極，因此完成兩次分裂后，每個(gè)子細(xì)胞中含標(biāo)記的染色體數(shù)目不一定相同，D正確。8．如圖為T2噬菌體感染大腸桿菌后，大腸桿菌內(nèi)放射性RNA與T2噬菌體DNA及大腸桿菌DNA的雜交結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．可在培養(yǎng)基中加入3H-尿嘧啶用以標(biāo)記RNAB．參與分子雜交的放射性RNA為相應(yīng)DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物C．第0min時(shí)，與DNA雜交的RNA來(lái)自T2噬菌體及大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄D．隨著感染時(shí)間增加，噬菌體DNA的轉(zhuǎn)錄增加，細(xì)菌基因活動(dòng)受到抑制解析：選C尿嘧啶是RNA特有的堿基，可以用3H尿嘧啶標(biāo)記RNA，A正確；RNA能與DNA雜交，那RNA一定為相應(yīng)DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，B正確；在第0min時(shí)，大腸桿菌還沒(méi)有感染T2噬菌體，所以在大腸桿菌體內(nèi)不存在T2噬菌體的DNA，其也不會(huì)轉(zhuǎn)錄，C錯(cuò)誤；從圖中可以看出，隨著感染時(shí)間增加和T2噬菌體DNA雜交的放射性RNA所占百分比越來(lái)越高，說(shuō)明噬菌體DNA的轉(zhuǎn)錄增加，而和大腸桿菌DNA雜交的放射性RNA所占百分比越來(lái)越低，說(shuō)明其轉(zhuǎn)錄受到抑制，D正確。9．下圖表示利用大腸桿菌探究DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是()A．可用噬菌體代替大腸桿菌進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)B．可用(NH4)eq\o\al(35,2)SO4、(NH4)eq\o\al(32,2)SO4分別代替15NH4Cl、14NH4Cl進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)C．試管③中b帶的DNA的兩條鏈均含有14ND．僅比較試管②和③的結(jié)果不能證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制解析：選D噬菌體是病毒，不能用普通培養(yǎng)基培養(yǎng)，因此不能用噬菌體代替大腸桿菌進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，A錯(cuò)誤；S不是DNA的特征元素，因此不能用含有標(biāo)記S的化合物代替15NH4Cl、14NH4Cl進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，B錯(cuò)誤；試管③中a帶的DNA的兩條鏈均含有14N，而b帶的DNA的一條鏈含有14N、一條鏈含有15N，C錯(cuò)誤。10．取自某生物(2n＝8)的一個(gè)原始生殖細(xì)胞，先用15N標(biāo)記其8條雙鏈DNA，之后置于含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到了4個(gè)子細(xì)胞。檢測(cè)它們的放射性。下列推斷錯(cuò)誤的是()A．該原始生殖細(xì)胞培養(yǎng)期間完成了兩次有絲分裂或一次完整的減數(shù)分裂過(guò)程B．若進(jìn)行有絲分裂，則4個(gè)子細(xì)胞中含15N的染色體的子細(xì)胞的比例一定是50%C．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則減數(shù)分裂Ⅱ后期每個(gè)細(xì)胞中含14N的染色體均為8條D．若細(xì)胞分裂過(guò)程中發(fā)生了基因重組，則4個(gè)子細(xì)胞中的每條染色體一定都含15N解析：選B第一次有絲分裂結(jié)束后形成的2個(gè)子細(xì)胞中的染色體均被標(biāo)記。第二次有絲分裂，DNA分子復(fù)制后，每條染色體中1個(gè)DNA分子為15N/14N，1個(gè)DNA分子為14N/14N。分裂結(jié)束后形成的4個(gè)子細(xì)胞均含有8條染色體，含有15N/14N的染色體數(shù)為0～8，則4個(gè)子細(xì)胞中含15N的染色體的子細(xì)胞的比例是50%或75%或100%，B錯(cuò)誤；若進(jìn)行減數(shù)分裂，DNA分子只復(fù)制一次，減數(shù)分裂Ⅱ后期每個(gè)細(xì)胞含有8條染色體，每條染色體的DNA分子均是15N/14N，C正確；若細(xì)胞分裂過(guò)程中發(fā)生了基因重組，則細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂。減數(shù)分裂只復(fù)制一次，連續(xù)分裂兩次，形成的4個(gè)子細(xì)胞中的染色體均是15N/14N，D正確。11．科研工作者做噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別