2024屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)驗(yàn)收評(píng)價(jià)二十七同位素標(biāo)記法在遺傳物質(zhì)研究中的應(yīng)用

課時(shí)驗(yàn)收評(píng)價(jià)（二十七）同位素標(biāo)記法在遺傳物質(zhì)研究中的應(yīng)用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(kāi)，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(kāi)，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(kāi)，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(kāi)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(kāi)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(kāi)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)，分別用同位素32P、35S、18O和14C對(duì)噬菌體以及大腸桿菌成分做了如下標(biāo)記。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：標(biāo)記對(duì)象第一組第二組第三組噬菌體成分用35S標(biāo)記未標(biāo)記用14C標(biāo)記大腸桿菌成分用32P標(biāo)記用18O標(biāo)記未標(biāo)記(1)第二組實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼中存在的氧元素是________。一般地說(shuō)，第三組實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體的DNA中________________(填“一定含有”“一定不含有”或“不一定含有”)14C。(2)假設(shè)在第一組實(shí)驗(yàn)中，噬菌體DNA在細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制了三次，那么從細(xì)菌體內(nèi)釋放出的子代噬菌體中含有32P的噬菌體和35S的噬菌體分別占子代噬菌體總數(shù)的____________。(3)第二組與第三組實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間培養(yǎng)后離心，檢測(cè)到放射性的主要部位分別是_________、__________。(4)若第一組和第三組的噬菌體標(biāo)簽脫落，無(wú)法辨別，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒別，寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)第二組實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體的原料來(lái)自大腸桿菌，所以子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中存在的氧元素是18O。一般地說(shuō)，第三組實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體的DNA中不一定含有14C，只有少量子代噬菌體含原噬菌體DNA的一條鏈。(2)假設(shè)在第一組實(shí)驗(yàn)中，噬菌體DNA在細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制了三次，由于大腸桿菌用32P標(biāo)記，而用35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)，所以從細(xì)菌體內(nèi)釋放出的子代噬菌體中含有32P的噬菌體和35S的噬菌體分別占子代噬菌體總數(shù)的100%、0。(3)第二組與第三組實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間培養(yǎng)后離心，檢測(cè)到放射性的主要部位分別是沉淀物、沉淀物