2020年高考生物提分策略题型06 同位素标记法在遗传分子基础和细胞基础的应用

题型06 同位素标记法在遗传分子基础和细胞基础的应用

1．有丝分裂与DNA复制

（1）过程图解(一般只研究一条染色体)

①复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)，如图：

②转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期，如图：

（2）规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。

2．减数分裂与DNA复制

（1）过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如图：

（2）规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。

一、选择题

1．若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是

A．每条染色体中的两条染色单体均含3H

B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H

C．每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含3H

D．所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的1/4

【答案】A

【解析】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的S期时DNA复制1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞中DNA分子都只有1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记，A正确。第二次分裂中期，1/2的DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H，1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含3H，BC错误。所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的3/4，D错误。

2．水稻体细胞中含24条染色体，现有一水稻根尖分生区细胞，此细胞中的DNA双链均被15N标记。将其放入含14N的培养基中进行培养，下列有关叙述错误是

A．细胞有丝分裂一次，被15N标记的子细胞占所有子细胞的比例为100%

B．细胞有丝分裂两次，被15N标记的子细胞占所有子细胞的比例为50%或100%

C．细胞有丝分裂N次（N＞6），被15N标记的子细胞最多有48个

D．细胞有丝分裂N次（N＞6），被15N标记的子细胞最少有2个

【答案】B

【解析】水稻根尖分生区细胞进行的是有丝分裂，解答选项中疑问时，若能结合细胞分裂简图分析即可迎刃而解。以一条染色体分析标记物情况如下图：

由以上分析可知，细胞有丝分裂一次，全部子细胞均会被15N标记，故A正确；细胞有丝分裂两次，因着丝点分裂时，含15N的子染色体是随机拉向细胞的一极，有可能出现15N全被拉向同一极，或拉向两极，因而，被15N标记的子细胞占所有子细胞比例可能为100%，也可能为50%，也可能为75%，故B项考虑不完整，错误；同理，细胞有丝分裂N次（N＞6），被15N标记的子细胞最多有48个，若每次分裂时15N均全被拉向细胞一级，则可能出现只有2个细胞15N，综上所述，选B项。

3．将染色体上全部DNA分子双链经32P标记的雄性哺乳动物细胞(染色体数为20)置于不含32P的培养基中培养，细胞只进行一次分裂。下列推断中，正确的是

A．若完成一次减数分裂，则产生的子细胞中有5对同源染色体，每条都含32P

B．若完成一次有丝分裂，则产生的子细胞中含20条染色体，其中10条含32P

C．若进行减数分裂，则每个减数第二次分裂后期细胞中均含2个Y染色体且都含32P

D．若进行一次有丝分裂，则分裂中期细胞的染色体上共有40个DNA分子且都含32P

【答案】D

【解析】解题时需弄清有丝分裂与减数分裂的有关过程：一次完整的减数分裂过程中，DNA只复制一次而细胞分裂两次；一次完整的有丝分裂过程中，DNA复制一次且细胞只分裂一次。减数分裂结束时，产生的子细胞为生殖细胞，其内含的10条染色体中不存在同源染色体，由于DNA的半保留复制，所有染色体中都含32P，A错误。若进行一次有丝分裂，则产生的子细胞中含20条染色体，20条染色体都含32P，B错误。若进行减数分裂，则每个减数第二次分裂后期的细胞中含2条Y染色体或2条X染色体，且都含32P，C错误。若进行一次有丝分裂，则分裂中期细胞的染色体上共有40个DNA分子，且每个DNA 分子中都有一条脱氧核苷酸链含有32P，D正确。

4．赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用35S、32P标记的噬菌体去侵染未被标记的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了三次，下列叙述正确的是

A．用32P和35S标记同一噬菌体的DNA和蛋白质

B．噬菌体侵染细菌时，只将35S注入细菌细胞中

C．在子代噬菌体中，含32P的噬菌体占总数的1/4

D．该实验可以证明DNA是噬菌体的主要遗传物质

【答案】C

【解析】为了能分开观察DNA和蛋白质在遗传中的作用，应用32P和35S分别标记不同的噬菌体；噬菌体侵染细菌的过程中，进入细胞内部的是噬菌体的DNA(含P)，蛋白质(含S)外壳留在外部；由于DNA 的复制是半保留复制，复制三代，含有32P的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为2/8＝1/4；噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质。

5．若用32P标记“人类胚胎干细胞”的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养液中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是

A．中期是46和23、后期是92和23

B．中期是46和46、后期是92和92

C．中期是46和46、后期是92和46

D．中期是46和23、后期是46和23

【答案】C

【解析】人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46，有丝分裂过程中后期染色体条数加倍(92)，中期染色体条数与体细胞相同(46)，故无论经过几次分裂，在有丝分裂中期染色体条数都是46，后期染色体条数都是92。由于DNA具有半保留复制的特点，第一次有丝分裂完成时，每个DNA分子中都有1条链