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《2014届高考生物一轮复习金榜课件知识概览+主干回顾+核心归纳：五同位素示踪法的应用及分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、热点专题系列（五）同位素示踪法的应用及分析【考查特点】在近年的高考试题中,同位素示踪法多有涉及。试题的内容多与经典生物学实验联系,有时也可设置新情境来进行命题,其考查内容涉及细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向以及细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。【解题指导】在解答同位素示踪法应用问题时,首先需分清所标记的化合物,根据示踪元素的移动位置判断生化反应的进程,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。1.标记某元素,追踪其转移途径如用18O标记H2O,光合作用只产生18
2、O2,再用18O标记CO2,光合作用只产生O2。证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O,而不是来自于CO2。卡尔文等用14C标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,追踪检测其放射性,证明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。用同位素14C标记,研究生长素的极性运输问题等。2.标记特征元素,探究化合物的作用如T2噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记噬菌体的DNA,发现大肠杆菌体内有放射性物质;用35S标记蛋白质,大肠杆菌内未发现放射性物质。由此证明了DNA是噬菌体的遗传物质。3
3、.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标记亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌过程;用3H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15N标记DNA,证明了DNA复制的特点是半保留复制。【高考例证】(2012·山东高考)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B.噬菌体增殖需要细菌提供
4、模板、原料和酶等C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49D.该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变【解析】选C。A项错误,A=T=5000×2×20%=2000,G=C=5000×2×30%=3000。一个DNA复制形成100个子代DNA需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数=99×3000=2.97×105;B项错误,噬菌体侵染细菌后,噬菌体的DNA作为模板;C项正确,1个被32P标记的噬菌体经半保留复制形成的100个子代有2个含32P,98个只含31P,所以含32P的子代噬菌体与只含31P的
5、子代噬菌体的比例为2∶98=1∶49;D项错误,由于一种氨基酸可以由多个密码子编码,所以DNA发生基因突变,对应的氨基酸可能不变,控制的性状可能不变。【热点集训】1.(2013·怀化模拟)某成年雄性小鼠的初级精母细胞中有20个四分体,如取该小鼠的某种干细胞,放入含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,当该细胞首次进入有丝分裂后期时()A.被标记的同源染色体移向两极B.被标记的染色体是80条C.此时细胞内的基因表达很活跃D.此时细胞内含有2个染色体组【解析】选B。一个四分体含2条染色体,4条染
6、色单体,4个DNA分子。某成年雄性小鼠的初级精母细胞中有20个四分体,说明其含同源染色体20对。取该小鼠的某种干细胞(体细胞)放入含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,有丝分裂间期,染色体复制包括DNA复制和有关蛋白质合成,此时细胞内的基因表达很活跃,有丝分裂后期基因表达不活跃,C错误。由于复制时每条染色单体均被3H标记,该干细胞首次进入有丝分裂后期时,被标记的染色体是80条,B正确。有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开,同源染色体不分离,同源染色体的分离应发生在减数第一次分裂后期,
7、A错误。有丝分裂后期,细胞内含有4个染色体组,D错误。2.在证明DNA是生物遗传物质的实验中,用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,以下对于沉淀物中含有少量放射性现象的解释,正确的是()A.经搅拌与离心后有少量含35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上B.离心速度太快,含35S的T2噬菌体有部分留在沉淀物中C.T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35SD.少量含有35S的蛋白质进入大肠杆菌【解析】选A。35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,DNA分子中不含35S,噬菌体的蛋白质外壳不能进入大肠杆菌内,
8、但能吸附在大肠杆菌表面,造成一定的实验误差;是否留在沉淀物中,与物质的相对分子质量有关,本题中T2噬菌体蛋白质外壳相对分子质量相同,与转速太快无关。3.放射性同位素自显影技术可用于研究细胞有丝分裂过程中DNA和RNA的变化。如图表示洋葱根尖细胞处于有丝分裂各阶段细胞中DNA和mRNA的含量变化。试据图回答有关问题。(1)在放射性同位素标记研究中,为区别DNA和RNA,选择标记的合成原料依次是。研究中应选择的材料是洋葱根尖的,你的依据是。(2)在细胞分裂的a时期,细胞中的mRNA主要
