1、专题四专题四 遗传、变异和进化遗传、变异和进化第第1讲遗传的物质基础讲遗传的物质基础考纲要求考纲要求三年考情三年考情命题趋势命题趋势1.人类对遗传物人类对遗传物质的探索过程质的探索过程2013全国全国2012江苏、福江苏、福建建2011江苏、广东江苏、广东1.趋势分析：本专题常针趋势分析：本专题常针对中心法则涉及的五个过对中心法则涉及的五个过程进行命题，命题多结合程进行命题，命题多结合图示分析考查上述生理过图示分析考查上述生理过程发生的场所、条件和相程发生的场所、条件和相关计算。关计算。2备考指南：备考指南：(1)对照法比对照法比较肺炎双球菌转化实验和较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。
2、噬菌体侵染细菌实验。(2)模型辅助法深刻理解模型辅助法深刻理解DNA分子的结构与中心法分子的结构与中心法则。则。(3)表格比较法理解表格比较法理解DNA复复制、转录和翻译的不同。制、转录和翻译的不同。2.DNA分子结构分子结构的主要特点的主要特点2012江苏江苏3.基因的概念基因的概念4.DNA分子的复分子的复制制2013广东广东2012山东、山东、福福建建、天津、天津2011安徽、海南安徽、海南5.遗传信息的转遗传信息的转录和翻译录和翻译2013全国全国、浙江、山东、浙江、山东、江苏、天津、四川江苏、天津、四川2012全全国新课标、广东、安徽国新课标、广东、安徽2011江苏、浙江、广东、海江
3、苏、浙江、广东、海南南6.基因与性状的基因与性状的关系关系2011广东、海南、天津广东、海南、天津 有遗传有遗传效应的效应的DNA片段片段 噬菌体侵噬菌体侵染细菌实验染细菌实验 烟草花叶病毒烟草花叶病毒侵染烟草的实验侵染烟草的实验表达遗传信息表达遗传信息逆转录逆转录翻译翻译多多样样性性独特的双螺旋结构独特的双螺旋结构1原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？原核细胞内基因表达中的转录和翻译过程是同时进行的，而原核细胞内基因表达中的转录和翻译过程是同时进行的，而真核细胞内基因表达中的转录和翻译发生在不同的场所，先真核细胞内基因表达中的转录和翻译发生
4、在不同的场所，先转录后翻译。转录后翻译。2真核生物染色体上的基因可以通过哪些过程完成复制和传真核生物染色体上的基因可以通过哪些过程完成复制和传递？递？有丝分裂和减数分裂。有丝分裂和减数分裂。考点一考点一DNA是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据 下列说法中，正确的是下列说法中，正确的是()肺炎双球菌转化实验及摩尔根的果蝇杂交实验，都证明了肺炎双球菌转化实验及摩尔根的果蝇杂交实验，都证明了DNA是遗传物质是遗传物质(2013全国全国，5)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力(2012江苏，江苏，2B)烟草花叶病毒感染烟草实验
5、说明所有病毒的遗传物质是烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA(2012江苏，江苏，2D)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、是遗传物质、蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质(2011江苏，江苏，12D)RNA和和DNA都是都是T2噬菌体的遗传物质噬菌体的遗传物质(2013海南，海南，13C)A1项正确项正确B2项正确项正确C3项正确项正确 D都不正确都不正确自主尝试自主尝试_提醒提醒(1)R菌可以转化为菌可以转化为S菌，菌，S菌不能转化为菌不能转化为R菌。菌。(2)3个经典实验采用的都是相互对照。个经典实验采用的都是相互对照
6、。【解析解析】摩尔根的果蝇杂交实验不能证明摩尔根的果蝇杂交实验不能证明DNA是遗传物质，是遗传物质，烟草花叶病毒侵染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物烟草花叶病毒侵染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是质是RNA；噬菌体侵染细菌实验仅能说明；噬菌体侵染细菌实验仅能说明DNA是遗传物质，是遗传物质，没有说明蛋白质不是遗传物质；没有说明蛋白质不是遗传物质；T2噬菌体只含有噬菌体只含有DNA，不含，不含RNA，遗传物质是，遗传物质是DNA，由于肺炎双球菌转化实验中提取的，由于肺炎双球菌转化实验中提取的DNA纯度没有达到纯度没有达到100%，因此说服力不如噬菌体侵染细菌，因此说服力不如噬菌体侵染
7、细菌实验。故只有实验。故只有正确。正确。【答案答案】A【链接提升链接提升】肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的问题分析肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的问题分析(1)格里菲思的小鼠体内转化实验只能推测出格里菲思的小鼠体内转化实验只能推测出S型细菌含有型细菌含有“转化因子转化因子”，不能证明，不能证明DNA是遗传物质。艾弗里的体外转化是遗传物质。艾弗里的体外转化实验既能说明实验既能说明DNA是遗传物质，又能证明蛋白质、多糖等不是遗传物质，又能证明蛋白质、多糖等不是遗传物质。是遗传物质。(2)“DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”是总结多数生物的遗传物质后是总结多数生物的遗传物质后得
8、出的，而不是由肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实得出的，而不是由肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验得出的。验得出的。(3)R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌的实质是型细菌的实质是S型细菌的型细菌的DNA整合到了整合到了R型细菌的型细菌的DNA中，从变异类型看属于基因重组。中，从变异类型看属于基因重组。(4)噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向
9、。(5)35S(标记蛋白质标记蛋白质)和和32P(标记标记DNA)不能同时标记在同一噬菌不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。何种元素的放射性。仅用仅用32P标记噬菌体的侵染实验，上层的上清液中有较弱的标记噬菌体的侵染实验，上层的上清液中有较弱的放射性，可能的原因是：放射性，可能的原因是：a侵染时间过短会有许多噬菌体没来得及侵入细菌；侵染时间过短会有许多噬菌体没来得及侵入细菌；b侵染时间过长会有释放出来的子代噬菌体。侵染时间过长会有释放出来的子代噬菌体。仅用仅用35S标记噬菌体的侵染实验，
10、下层沉淀物中也有较弱放标记噬菌体的侵染实验，下层沉淀物中也有较弱放射性，最可能的原因是搅拌不彻底。射性，最可能的原因是搅拌不彻底。跟踪训练跟踪训练1实验实验1：将：将S型细菌的型细菌的DNA与与R型细菌混合培养；实型细菌混合培养；实验验2：将：将S型细菌的型细菌的DNA用用DNA酶处理后所得物质与酶处理后所得物质与R型细菌混型细菌混合培养。相关叙述正确的是合培养。相关叙述正确的是()A实验实验1的培养基上仅有的培养基上仅有S型细菌生长型细菌生长B实验实验2的培养基上有的培养基上有R型和型和S型细菌生长型细菌生长 C实验实验1、2可以证明可以证明DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质D实验实验1
11、与实验与实验2形成对照形成对照【解析解析】实验实验1的培养基上既有的培养基上既有S型细菌又有型细菌又有R型细菌，实验型细菌，实验2的的培养基上只有培养基上只有R型细菌，型细菌，A、B错误；实验错误；实验1与实验与实验2相互对照相互对照,只只能说明能说明S型细菌的型细菌的DNA能使能使R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌，不能证明型细菌，不能证明DNA是主要的遗传物质，是主要的遗传物质，C错误、错误、D正确。正确。D跟踪训练跟踪训练2下列有关下列有关35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述中，正确的是述中，正确的是()A35S主要集中在沉淀物中主要集中在沉淀物中,上
12、清液中也不排除有少量的放射性上清液中也不排除有少量的放射性B要得到要得到35S标记噬菌体必须直接接种在含标记噬菌体必须直接接种在含35S的动物细胞培养的动物细胞培养基中才能培养出来基中才能培养出来C采用搅拌和离心方法，是为了把蛋白质和采用搅拌和离心方法，是为了把蛋白质和DNA分开，再分分开，再分别检测其放射性别检测其放射性D在该实验中，若改用在该实验中，若改用32P、35S分别标记细菌分别标记细菌DNA、蛋白质，、蛋白质，复制复制4次，则子代噬菌体次，则子代噬菌体100%含含32P和和35SD【解析解析】该实验中该实验中35S主要集中在上清液中；用主要集中在上清液中；用35S标记噬菌标记噬菌体
13、时应该先用含体时应该先用含35S的培养基培养细菌，再用噬菌体侵染这些的培养基培养细菌，再用噬菌体侵染这些细菌；搅拌和离心是为了将噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离细菌；搅拌和离心是为了将噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离开来，从而可以分别检测上清液和沉淀物的放射性；噬菌体开来，从而可以分别检测上清液和沉淀物的放射性；噬菌体DNA复制和蛋白质合成所需原料由细菌提供，因此子代噬菌复制和蛋白质合成所需原料由细菌提供，因此子代噬菌体都含体都含32P和和35S。考点二考点二DNA的结构和复制的相关计算的结构和复制的相关计算 (2012高考山东卷高考山东卷)假设一个双链均被假设一个双链均被32P标记的噬菌体标记的噬菌
14、体DNA由由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出的大肠杆菌，共释放出100个子代噬个子代噬菌体。下列叙述正确的是菌体。下列叙述正确的是()A该过程至少需要该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸个鸟嘌呤脱氧核苷酸B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C含含32P与只含与只含31P的子代噬菌体的比例为的子代噬菌体的比例为149D该该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变发生突变，其控制的性状即发生改变自主尝试自主尝试_【解析解析】根据题干
15、信息可知，噬菌体的根据题干信息可知，噬菌体的DNA含有含有5 000个碱基个碱基对，即为对，即为10 000个碱基，腺嘌呤个碱基，腺嘌呤(A)占全部碱基的占全部碱基的20%，即，即AT2 000个，则个，则GC3 000个。在噬菌体增殖的过程中，个。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，进行半保留复制，100个子代噬菌体含有个子代噬菌体含有100个个DNA，相，相当于新合成了当于新合成了99个个DNA，至少需要的鸟嘌呤，至少需要的鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数是是993000297 000，A项错误。噬菌体增殖的过程中需要项错误。噬菌体增殖的过程中需要自身的自身的DNA作为模板，而
16、原料和酶由细菌提供，作为模板，而原料和酶由细菌提供，B项错误。根项错误。根据半保留复制方式的特点可知，在子代噬菌体的据半保留复制方式的特点可知，在子代噬菌体的100个个DNA中中，同时含，同时含32P和和31P的只有的只有2个个,只含只含31P的为的为98个，个，C项正确。项正确。DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，如发生突变，其控制的性状不一定发生改变，如AA突变为突变为Aa；以及密码子的简并性等，；以及密码子的简并性等，D项错误。项错误。【答案答案】C(3)DNA复制过程中其中一条链发生差错，复制复制过程中其中一条链发生差错，复制n代后，含有突代后，含有突变基因的异常变基因的异常D
17、NA分子占分子占DNA总数的总数的50%。(4)若某若某DNA分子含某碱基分子含某碱基m个，该个，该DNA分子进行分子进行n次复制，则次复制，则需消耗该游离的脱氧核苷酸数为需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m(2n1)；进行；进行n代复制时代复制时,需消耗该游离的脱氧核苷酸数为需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m2n1。跟踪训练跟踪训练请回答下列与请回答下列与DNA分子有关的问题：分子有关的问题：(1)含有含有m个腺嘌呤的个腺嘌呤的DNA分子第分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸酸_个。个。(2)在一个双链在一个双链DNA分子中，分子中，GC占碱基总数的占碱基总数的M%，那么该，那么
18、该DNA分子的每条链中分子的每条链中GC都占该链碱基总数的都占该链碱基总数的_。(3)假定大肠杆菌只含假定大肠杆菌只含14N的的DNA的相对分子质量为的相对分子质量为 a；只含；只含15N的的DNA的相对分子质量为的相对分子质量为b。现将只含。现将只含15N的的DNA培养在含培养在含14N的培养基中，子二代的培养基中，子二代DNA的平均相对分子质量为的平均相对分子质量为_。(4)在一个在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的数的22%
19、和和28%，则由该链转录的信使，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与尿嘧啶中鸟嘌呤与尿嘧啶分别占碱基总数的分别占碱基总数的_。2n1mM%(3ab)/424%、26%【解析解析】(1)含有含有m个腺嘌呤的个腺嘌呤的DNA第第n次复制需要腺嘌呤脱次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为氧核苷酸数为2n1m个。个。(2)互补配对的碱基之和，在单链互补配对的碱基之和，在单链和双链中的比例相同。和双链中的比例相同。(3)一个只含一个只含15N的的DNA分子培养在含分子培养在含14N的培养基中，子二代产生的培养基中，子二代产生4个个DNA分子，分子，8条条DNA单链，单链，其中含其中含15N的单链有的单链有2条，含
20、条，含14N的单链有的单链有6条，则这条，则这4个个DNA分分子的平均相对分子质量为子的平均相对分子质量为(1/2b21/2a6)/4(3ab)/4。(4)该转录链该转录链AT之和占该链之和占该链54%，故该链，故该链A26%，T28%，G22%，C24%。考点三复制、转录及翻译考点三复制、转录及翻译 下列有关叙述中正确的是下列有关叙述中正确的是()ADNA聚合酶是在细胞核内合成的聚合酶是在细胞核内合成的(2013全国全国，1B)B转录过程在细胞质基质中进行，以核糖核苷酸为原料，转录过程在细胞质基质中进行，以核糖核苷酸为原料，不需解旋酶不需解旋酶(2011江苏，江苏，7A、2011安徽，安徽，
21、5C改编改编)C真核细胞染色体真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期的复制发生在有丝分裂前期(2011海海南，南，25D)DDNA病毒中没有病毒中没有RNA，其遗传信息的传递遵循中心法则，其遗传信息的传递遵循中心法则(2010海南，海南，12D)自主尝试自主尝试_【解析解析】DNA聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，转录需要解旋酶，真核细胞染色体成的，转录需要解旋酶，真核细胞染色体DNA的复制发生在的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。【答案答案】D【链接提升链接提升】图示分析复制、转录和
22、翻译过程图示分析复制、转录和翻译过程1图一表示图一表示DNA分子复制过程分子复制过程(1)判断依据：模板为判断依据：模板为DNA，且形成具有双链结构的，且形成具有双链结构的DNA。(2)两个子代两个子代DNA分别由一条母链和一条子链组成，两个子代分别由一条母链和一条子链组成，两个子代DNA分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分离。分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分离。2图二表示图二表示DNA分子的转录过程分子的转录过程(1)判断依据：模板为判断依据：模板为DNA，且合成单链，且合成单链RNA。(2)由于图中由于图中d是已与模板是已与模板DNA分离的游离的分离的游离的RNA片段，因此转片
23、段，因此转录的方向是由右向左进行，且录的方向是由右向左进行，且a为为RNA聚合酶。聚合酶。(3)b与与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。(4)在真核细胞中该图示主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体在真核细胞中该图示主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可能进行。中也可能进行。4解答解答DNA复制、转录和翻译问题的几类错误复制、转录和翻译问题的几类错误(1)将将DNA复制、转录和翻译的原料混淆：正确的是复制、转录和翻译的原料混淆：正确的是DNA复制复制的原料为脱氧核苷酸、转录的原料为核糖核苷酸、翻译的原的原料为脱氧核苷酸、转录的原料为
24、核糖核苷酸、翻译的原料为氨基酸。料为氨基酸。(2)将发生的场所混淆：正确的是将发生的场所混淆：正确的是DNA复制和转录主要在细胞复制和转录主要在细胞核中、翻译在核糖体上。核中、翻译在核糖体上。(3)将发生时间混淆：正确的是细胞核内将发生时间混淆：正确的是细胞核内DNA的复制在间期，的复制在间期，转录、翻译则可以在任何时期。转录、翻译则可以在任何时期。(4)对所需要条件混淆：正确的是对所需要条件混淆：正确的是DNA复制和转录都需要解旋复制和转录都需要解旋酶，翻译则不需要；尽管酶，翻译则不需要；尽管DNA复制和转录都需要聚合酶，但复制和转录都需要聚合酶，但前者是前者是DNA聚合酶，后者是聚合酶，后
25、者是RNA聚合酶。聚合酶。跟踪训练跟踪训练1如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分析正确的过程，图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分析正确的是是()A图中酶图中酶1和酶和酶2是同一种酶是同一种酶B图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生C图丙中图丙中b链可能是构成核糖体的成分链可能是构成核糖体的成分D图丙是图甲的部分片段放大图丙是图甲的部分片段放大C【解析解析】由题图可知，图甲为由题图可知，图甲为DNA的复制过程，酶的复制过程，酶1为为DNA聚合酶，图乙为转录过程，酶聚合
26、酶，图乙为转录过程，酶2为为RNA聚合酶，图丙为转录聚合酶，图丙为转录过程，是图乙的部分片段放大，其中过程，是图乙的部分片段放大，其中b链可能为链可能为rRNA，A、D项错误，项错误，C项正确。转录过程在高度分化的细胞中也可以项正确。转录过程在高度分化的细胞中也可以发生，发生，B项错误。项错误。跟踪训练跟踪训练2如图中如图中代表核糖体，代表核糖体，代表多肽链，下列有关代表多肽链，下列有关叙述不正确的是叙述不正确的是()A图中所示的生理过程主要有转录和翻译图中所示的生理过程主要有转录和翻译B链中链中(AT)/(GC)的比值与的比值与链中的相同链中的相同C以以为模板而合成为模板而合成的过程要产生水
27、的过程要产生水D.上所含有的密码子均能在上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子上找到相对应的反密码子D【解析解析】图示为基因表达的转录和翻译过程，图示为基因表达的转录和翻译过程，A项正确；项正确；双链双链DNA中中AT、CG，而，而链是链是链的互补链，所以链的互补链，所以B项正确项正确;合成合成多肽链的过程为氨基酸的脱水缩合过程，多肽链的过程为氨基酸的脱水缩合过程，C项正确；项正确；mRNA上的终止密码子没有与之对应的反密上的终止密码子没有与之对应的反密码子，码子，D项错误。项错误。1T2噬菌体侵染大肠杆菌实验及噬菌体侵染大肠杆菌实验及DNA的的X光衍射实验证明了光衍射实验证明了
28、DNA是遗传物质是遗传物质(2013全国全国，5)()DNA的的X光衍射实验不能证明光衍射实验不能证明DNA是遗传物质。是遗传物质。2DNA双螺旋模型的构建，发现双螺旋模型的构建，发现DNA如何储存遗传信息如何储存遗传信息(2013广东，广东，2)()该模型的建立证明了该模型的建立证明了DNA的结构及功能。的结构及功能。3线粒体中的线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成能控制某些蛋白质的合成(2013全国全国，1D)()线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分DNA，可以控制某些，可以控制某些蛋白质的合成。蛋白质的合成。4噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是
29、噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是DNA用用15N放射性同位素标记放射性同位素标记(2012上海，上海，11C)()噬菌体侵染细菌的实验是用噬菌体侵染细菌的实验是用32P标记的噬菌体标记的噬菌体DNA，而不是用，而不是用15N标记的标记的DNA。5反密码子是位于反密码子是位于mRNA上相邻的上相邻的3个碱基个碱基(2013全国全国，1C)()反密码子位于反密码子位于tRNA上。上。6DNA有氢键，有氢键，RNA没有氢键没有氢键(2013全国全国，1A)()DNA一般为双链结构，其碱基对间为氢键，一般为双链结构，其碱基对间为氢键，RNA虽然一般为虽然一般为单链，但单链，但tRNA形成的形成
30、的“三叶草三叶草”结构中，也存在碱基配对现结构中，也存在碱基配对现象，也存在氢键。象，也存在氢键。7一种一种tRNA可以携带多种氨基酸可以携带多种氨基酸(2013全国全国，1A)()tRNA上的反密码子有上的反密码子有61种，组成生物体的氨基酸只有种，组成生物体的氨基酸只有20种，种，每种每种tRNA只转运一种氨基酸，但是一种氨基酸可由多种只转运一种氨基酸，但是一种氨基酸可由多种tRNA转运。转运。题型七同位素标记类题型七同位素标记类同位素示踪法，就是在需要研究的物质体系中，加入一些放射同位素示踪法，就是在需要研究的物质体系中，加入一些放射性同位素原子性同位素原子(示踪原子示踪原子)，用监测手
31、段来跟踪其行迹，进而研，用监测手段来跟踪其行迹，进而研究出该系统的变化规律的方法。究出该系统的变化规律的方法。用用32P标记了玉米体细胞标记了玉米体细胞(含含20条染色体条染色体)的的DNA分子分子双链，再将这些细胞转入不含双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是标记的染色体条数是()A0条条 B20条条C大于大于0小于小于20条条 D以上都有可能以上都有可能自主尝试自主尝试_D【解题指导解题指导】利用放射性利用放射性32P，跟踪研究，跟踪研究DNA复制的规律复制的规律特点，特点
32、，结合所学知识推测：第一次细胞分裂完成后所形成的结合所学知识推测：第一次细胞分裂完成后所形成的细胞中，细胞中，DNA双链均是一条链含有双链均是一条链含有32P，另一条链不含，另一条链不含32P，第，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后一条染色单体含二次细胞分裂的间期，染色体复制后一条染色单体含32P，一，一条染色单体不含条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含果含32P的的20条染色体同时移向细胞的一极，不含条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的的20条染条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被色体同时移向细胞的另一极，则产生的子
33、细胞中被32P标记的标记的染色体条数是染色体条数是20条和条和0条，如果分别移向细胞两极的条，如果分别移向细胞两极的20条染色条染色体中既有含体中既有含32P的，也有不含的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被的，则形成的子细胞中被32P标标记的染色体条数大于记的染色体条数大于0小于小于20条。条。【方法总结方法总结】同位素示踪技术应用例析同位素示踪技术应用例析用于示踪技术的放射性同位素一般是构成细胞化合物的重要用于示踪技术的放射性同位素一般是构成细胞化合物的重要元素。如元素。如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。等。元元素素放射性放射性同位素同位素应用应用氢氢碳碳氧氧磷磷硫硫氮氮
34、碘碘3H在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氢酸，探究分泌蛋白的分标记的亮氢酸，探究分泌蛋白的分泌过程，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的泌过程，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的14C用含有用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子的转移途径，途的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子的转移途径，途径是：二氧化碳径是：二氧化碳三碳化合物三碳化合物糖类糖类18O32P35S用用32P标记噬菌体的标记噬菌体的DNA分子，在大肠杆菌内发现放射性；用分子，在大肠杆菌内发现放射性；用35S标标记噬菌体的蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性，证明记噬菌体的
35、蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性，证明DNA分子是生分子是生物的遗传物质物的遗传物质15N用用15N标记标记DNA，证明，证明DNA分子具有半保留复制的特点分子具有半保留复制的特点131I用含有用含有131I的饲料喂动物的饲料喂动物,进行放射性检测进行放射性检测,可以发现动物甲状腺细胞可以发现动物甲状腺细胞有聚集有聚集I的作用，另外的作用，另外,检测检测131I的去路的去路,可确定甲状腺激素的靶器官可确定甲状腺激素的靶器官1艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实是遗传
36、物质，对这两个实验的研究方法可能有：验的研究方法可能有：设法把设法把DNA与蛋白质分开，研究与蛋白质分开，研究各自的效应；各自的效应；放射性同位素标记法。下列有关叙述正确放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是的是()A两者都运用了两者都运用了和和B前者运用了前者运用了，后者运用了，后者运用了C前者只运用了前者只运用了，后者运用了，后者运用了和和D前者只运用了前者只运用了，后者运用了，后者运用了和和D【解析解析】艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白与蛋白质分开，研究各自的效应；而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细质分开，研究各自的效应；而赫尔希、蔡斯的噬菌体
37、侵染细菌实验也是把菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，并且还与蛋白质分开，研究各自的效应，并且还运用了放射性同位素标记法。运用了放射性同位素标记法。2将将DNA分子双链用分子双链用3H标记的蚕豆标记的蚕豆(2n12)根尖移入普通根尖移入普通培养液培养液(不含放射性元素不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。中，再让细胞连续进行有丝分裂。某普通培养液中子代细胞处于第三次有丝分裂中期，根据图某普通培养液中子代细胞处于第三次有丝分裂中期，根据图示判断，该细胞中染色体的标记情况是示判断，该细胞中染色体的标记情况是()A12条条bB6条条a,6条条bC6条条b,6条条cDbc12，但，
38、但b和和c数目不确定数目不确定D【解析解析】在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有一条链被标记，故第二次有丝分裂中期时分子中仅有一条链被标记，故第二次有丝分裂中期时,每条染色体的一条染色单体有放射性，在有丝分裂后期时，每条染色体的一条染色单体有放射性，在有丝分裂后期时，姐妹染色单体分开，随机移向细胞两极，但第二次有丝分裂姐妹染色单体分开，随机移向细胞两极，但第二次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有一条染色单体第三次有
39、丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有一条染色单体具有放射性具有放射性(b)，有的染色体无放射性，有的染色体无放射性(c)，但二者之和肯定，但二者之和肯定为为12，D正确。正确。3(拓展拓展)若将若将3H-TdR(一种一种3H标记的脱氧核苷酸标记的脱氧核苷酸)加入细胞培加入细胞培养液中，正在进行养液中，正在进行DNA复制的细胞就会立即摄取。在相同的复制的细胞就会立即摄取。在相同的条件下，向连续培养的两组细胞培养液中同时加入条件下，向连续培养的两组细胞培养液中同时加入3H-TdR，定期取样，检查被标记细胞所占的百分比如下表所示，据此定期取样，检查被标记细胞所占的百分比如下表所示，据此推断正确的是推断正
40、确的是()取样时取样时间间%级级别别t0t1t2t3t4t5甲甲255075100100100乙乙255075808080BA.两组都有两组都有25%的细胞不在细胞周期中的细胞不在细胞周期中B两组细胞复制所用时间大致相同两组细胞复制所用时间大致相同C细胞周期的时间应是甲组小于乙组细胞周期的时间应是甲组小于乙组D乙组约有乙组约有20%的细胞处于细胞周期中的细胞处于细胞周期中【解析解析】从表中信息可知，从表中信息可知，t3以后两组细胞被标记数分别以后两组细胞被标记数分别稳定在稳定在100%和和80%，据此可推出乙组应有，据此可推出乙组应有20%的细胞不的细胞不处于细胞周期中，且两组细胞复制所用时间
41、大致相同，处于细胞周期中，且两组细胞复制所用时间大致相同，B项正确。项正确。D5在生命科学研究中，在生命科学研究中，“放射性同位素示踪法放射性同位素示踪法”是常用的研是常用的研究手段。请分析下列几个科学实验，回答有关问题：究手段。请分析下列几个科学实验，回答有关问题：(1)将大肠杆菌的将大肠杆菌的DNA分子用分子用3H标记后，放在普通培养基上繁殖标记后，放在普通培养基上繁殖两代，如下图所示。该实验有力地证明了两代，如下图所示。该实验有力地证明了DNA分子的复制方式分子的复制方式是是_。若在此过程中，共消耗了游离的胸腺嘧。若在此过程中，共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸啶脱氧核苷酸183个，则亲代
42、个，则亲代DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸_个。个。半保留复制半保留复制61(2)鲁宾和卡门用放射性鲁宾和卡门用放射性18O分别标记分别标记H2O和和CO2分子，证明了光分子，证明了光合作用过程中产生的合作用过程中产生的O2来自来自_；卡尔文用；卡尔文用14C标记的标记的CO2研究光合作用暗反应过程中研究光合作用暗反应过程中C的转移途径，的转移途径，14C在化合物中的出在化合物中的出现顺序依次是：现顺序依次是：14CO2_(化合物化合物)_。(3)用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠的胰腺细胞，研究豚鼠分用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠的胰腺细胞，研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌过程
43、，放射性在核糖体出现后，依次经过泌蛋白的合成和分泌过程，放射性在核糖体出现后，依次经过_、_和和_，最后出现在细胞外。，最后出现在细胞外。H2OC3(CH2O)内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜【解析解析】用放射性同位素示踪法可以有力地证明用放射性同位素示踪法可以有力地证明DNA分子分子的复制方式为半保留复制。的复制方式为半保留复制。DNA分子复制两次，净增加分子复制两次，净增加3个个DNA分子，此过程共消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸分子，此过程共消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个，则每个，则每个个DNA分子中含胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为分子中含胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为183361(个个)，双链双链DNA
44、分子中，腺嘌呤脱氧核苷酸数目与胸腺嘧啶脱氧分子中，腺嘌呤脱氧核苷酸数目与胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目相等。卡尔文用核苷酸数目相等。卡尔文用14C标记的标记的CO2研究光合作用暗研究光合作用暗反应过程中反应过程中C的转移途径，含有的转移途径，含有14C的的CO2先与先与C5形成形成C3，然后在然后在ATP供能和供能和H作为还原剂的作用下生成了作为还原剂的作用下生成了(CH2O)。分泌蛋白形成的过程是：先在核糖体中将氨基酸合成多肽分泌蛋白形成的过程是：先在核糖体中将氨基酸合成多肽链，然后进入内质网中加工，再运输到高尔基体中进一步链，然后进入内质网中加工，再运输到高尔基体中进一步加工、包装，最后分泌到细胞膜外。加工、包装，最后分泌到细胞膜外。完成作业：专题四第完成作业：专题四第1讲讲本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放
