世纪金榜2015高考生物一轮课件：必修二热点专题突破系列(四)

是
。
(2)Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每条染色体上带有
放射性的染色单体有
条，每个DNA分子中，有
条链
带有放射性。Ⅱ中，若观察到一个细胞中有24条染色体，且二 分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的DNA在无放射 性的培养基中复制了 次，该细胞含有 个染色体组。 。
(3)上述实验表明，DNA分子的复制方式是
④意义：根据重带、中带、轻带DNA出现的比例可判断DNA复制
是全保留复制还是半保留复制。
【通关特训】 1.科学家用3H标记的氨基酸培养哺乳动
物的乳腺细胞，测量细胞合成并分泌乳
腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化， 结果如右图。下列选项表示a、b、c所 代表的膜结构名称以及放射性标记出现 的先后顺序，正确的是( )
(2)美国科学家卡尔文用同位素标记法来追踪CO2是如何转变成
碳水化合物的。
①卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，光照一定时间(从1秒到数
分钟)后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅 30秒的时间，CO2已经转化为许多种类的化合物。想要探究CO2 转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是__________ 。
热点专题突破系列（四） 同位素标记法的应用
【三年考情分析】 在近几年的高考试题中，同位素标记法多有涉及。试题的 内容多与经典生物学实验联系，有时也设置新情境来进行命题，
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。对
近三年高考分析如下：
考查点
糖体上合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运
输的，从而证明了细胞内的各种膜结构在功能上是紧密联系的。
2.探究DNA分子半保留复制的特点：
(1)DNA分子复制n次后，计算子代DNA分子数、子代DNA分子的
脱氧核苷酸链数所占比例。
①原理：DNA分子复制过程的特点是半保留复制。 ②过程：将全部N原子被15N标记的DNA分子(0代)转移到含14N的 培养基中培养(复制)n代后，子代DNA分子总数为2n个，脱氧核 苷酸链总数为2n+1个。
3.研究细胞呼吸过程中物质的转移途径：
(1)用18O标记氧气(18O2)，生成的水全部有放射性，生成的二 氧化碳全部无放射性，即18O2→H218O。 (2)用18O标记葡萄糖(C6H1218O 6)，生成的二氧化碳全部有放射 性，生成的水全部无放射性，即C6H1218O6→C18O2。
4.生长素的极性运输：
具体内容 光合作用产生的O2来自水
近三年考情统计
化学元素的转 移途径
Hale Waihona Puke 暗反应中碳的去向细胞呼吸过程中的物质转移
生长素的极性运输
2012北京T29
生理过程及发 生场所
化合物的作用
分泌蛋白的分泌过程 DNA的半保留复制 噬菌体侵染细菌实验
2012山东T5、 T24
2011浙江T31
【分类突破通关】
类型一 元素的转移途径
中，培养一段时间后，探测细胞分裂中期染色体的放射性情况。
Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后，再将幼苗移到含有秋水仙素
的无放射性的培养基中，培养一段时间后，探测细胞分裂中期
染色体的放射性情况。
请回答相关问题： (1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是 水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理 ；秋
答案：(1)B (2)B、D
(3)来自H2O。分别将C18O2和H218O提供给两组植物，分析两组植 物光合作用释放的氧气，18O2仅在提供H218O的那组植物中产生， 即可证明上述结论
【通关锦囊】化学元素转移途径的实例分析
1.光合作用产物中O元素的来源：
(1)若用18O标记的H218O和未标记的CO2一起做实验，结果产生的
【解题指南】解答本题需注意以下两点：
(1)识记CO2中氧的转移途径：CO2→(CH2O)→CO2。
(2)知道哪些化合物含有N元素，如氨基酸、蛋白质、核苷酸、
核酸、ATP等。
【解析】(1)二氧化碳在光合作用中参与暗反应，生成有机物
(CH2O)，有机物(葡萄糖)又在细胞呼吸中首先分解成丙酮酸，
丙酮酸在有氧呼吸第二阶段分解成CO2，所以二氧化碳中18O的
(2)研究DNA半保留复制的具体过程。
①原理：通过放射性标记来“区别”亲代与子代的DNA。
②判断依据：放射性物质15N的原子量和14N的原子量不同，因 此由15N组成的DNA与由14N组成的DNA的相对分子质量不同。 ③结果。 a.两条链都含15N的DNA，离心时为重带。 b.一条链含15N、一条链含14N的DNA，离心时为中带。 c.两条链都含14N的DNA，离心时为轻带。
【解析】选C。具体分析如下：A项错误，A=T=5 000×2×20%= 2 000个，G=C=5 000×2×30%=3 000个。DNA复制n次后需要加
入鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数为(2n-1)×1个，DNA中的鸟嘌呤脱
氧核苷酸数为99×3 000=2.97×105。B项错误，噬菌体侵染细
菌时，噬菌体的DNA进入作为模板，不需要细菌提供。C项正确，
【通关典例】(2014·宝鸡模拟)同位素的发现为探明许多生
命的奥秘起了很重要的作用。 (1)用18O标记二氧化碳，使其参与光合作用，再经有氧呼吸， 则18O转移的途径是( A.C18O2→(CH218O)→H218O C. ) B.C18O2→(CH218O)→C18O2 D.C18O2→18O2
(2)如果用含15N的蛋白质饲料饲养体内不含15N的大白鼠，较长
答案：(1)光合作用释放的O2来源于H2O，而不是CO2
(2)①缩短光照时间，当检测到的产物只有一种时，这个化合
物就是第一个产物 ②B A
类型二
生理过程及发生场所
【通关典例】(2012·山东高考)假设一个双链均被32P标记的 噬菌体DNA由5 000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( )
1.研究分泌蛋白的合成和运输： (1)目的：用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白在细胞中的合成、 运输与分泌途径。 (2)方法：在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过 观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地 看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。
(3)转移途径：通过实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核
化合物，无法判断哪种化合物是第一个产物，因此要探究CO2
转化成的第一个产物，只有尽可能缩短光照时间，然后杀死小
球藻，同时提取产物分析，当检测到的产物只有一种时，该化
合物就是第一个产物。②突然中断CO2供应，固定CO2的化合物 的消耗将减少，其含量将逐渐增多(如物质B)，而CO2转化成的 第一个产物将开始减少(如物质A)。
1个被32P标记的噬菌体经半保留复制形成的 100个子代中有2个 子代噬菌体含32P，98个只含31P，所以含32P的子代噬菌体与只 含31P的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。
【通关锦囊】同位素标记法示踪生理过程及发生场所的分析
a.不同DNA分子占全部DNA分子之比不同：
只含15N的DNA分子所占比例为0；
含15N和14N的DNA分子所占比例为2/2n(或1/2n-1)；
只含14N的DNA分子所占比例为(2n-2)/2n=1-2/2n。 b.不同脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链之比也不同： 含15N的脱氧核苷酸链所占比例为2/2n+1=1/2n； 含14N的脱氧核苷酸链所占比例为(2n+1-2)/2n+1=1-1/2n。
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∶49 D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
【解题指南】解答本题的关键是：
(1)题干中的关键信息：1个被32P标记的噬菌体；共释放出100
个子代噬菌体。
(2)DNA复制n次后需要加入某种脱氧核苷酸的个数=(2n-1)×1 个DNA中的某种脱氧核苷酸数。 (3)1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。
位素标记法的引入，为探寻和建立光合作用的化学反应过程，
做出了巨大的贡献。
(1)1941年，鲁宾用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源。
鲁宾用H218O和普通的CO2进行小球藻光合作用实验①(见图A)，
结果放出的O2具有放射性。若用C18O2和普通的H2O进行光合作 用实验②(见图B)，结果产生的O2不具有放射性。综合实验① ②，可获得的结论是 。
一段时间后，从大白鼠的组织中分离出下列物质，其中含有15N
的是(多选)(
A.脂肪酸
)
B.淀粉酶 C.肌糖原 D.生长激素
(3)植物光合作用产生的O2来自H2O，还是来自CO2？请写出简单 实验思路证明你的结论。 __________________________________________________ 。
下列物质中可能有18O的是(
A.H2O B.CO2
)
D.C3H6O3
C.C2H5OH
【解析】选B。有氧呼吸过程中不会产生C2H5OH和C3H6O3，用18O 标记葡萄糖中的氧，经有氧呼吸第一阶段，氧进入丙酮酸，丙 酮酸进入第二阶段产生CO2，所以CO2中含18O，而H2O中的氧来 自空气中的O2。
2.(2014·南京模拟)光合作用是地球上最重要的化学反应。同
【解析】(1)蚕豆根尖细胞为体细胞，其分裂方式为有丝分裂。
秋水仙素使细胞内染色体数目加倍的原理是体细胞在有丝分裂 过程中，染色体完成了复制，纺锤体的形成受到抑制，以致染 色体不能被拉向两极，于是形成了染色体数目加倍的细胞。 (2)Ⅰ中，第一次有丝分裂中期时，每个DNA分子中都有一条链 被3H标记，每条染色体上有2条染色单体被3H标记。Ⅱ中，第一 次分裂中期时，每个DNA分子中都有一条链具有放射性，故所