（全國通用）高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題四 遺傳的分子基礎(chǔ)、變異與進(jìn)化 小專題4 同位素標(biāo)記法與DNA的半保留復(fù)制課件

小專題4同位素標(biāo)記法與DNA的半保留復(fù)制例例1將不含放射性標(biāo)記的蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是 A.每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記B.每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記C.只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記D.每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記n 例題引領(lǐng)答案解析解析解析不含放射性標(biāo)記的根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基上完成一個細(xì)胞周期后，子細(xì)胞中的核DNA分子都是一條鏈被3H標(biāo)記，另一條鏈未被標(biāo)記；然后子細(xì)胞在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，每個核DNA分子復(fù)制形成的兩個DNA分子(其中一個被標(biāo)記，另一個未被標(biāo)記)分別位于一條染色體的兩條姐妹染色單體上，故A正確。例例2某性原細(xì)胞(2n16)的DNA全部被32P標(biāo)記，其在含31P的培養(yǎng)基中進(jìn)行一次有絲分裂后繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)分裂，下列能正確表示有絲分裂前期(白色柱狀圖)和減數(shù)第一次分裂前期(灰色柱狀圖)每個細(xì)胞中含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目的是 答案解析解析解析運用模型繪圖法，將染色體和核DNA分子從細(xì)胞中脫離出來，即只繪制染色體和核DNA分子被標(biāo)記情況，并只以一條染色體上DNA分子的標(biāo)記情況為例，繪圖(圖中線條代表核DNA分子中的一條鏈)如下。該性原細(xì)胞在含31P的培養(yǎng)基中進(jìn)行有絲分裂時，由于DNA的半保留復(fù)制，有絲分裂前期的每條染色體上有兩個DNA分子，且DNA分子雙鏈均一條含31P，另一條含32P，故有絲分裂前期含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目分別為32和32；有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中每個核DNA分子雙鏈均為一條含31P，另一條含32P，子細(xì)胞在含31P的培養(yǎng)基中繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)分裂，則減數(shù)第一次分裂前期每個細(xì)胞中含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目分別為16和16。以一對同源染色體被標(biāo)記為例以一對同源染色體被標(biāo)記為例(1)有絲分裂過程圖n 方法點撥通過繪圖，可以直觀地看出：一個細(xì)胞經(jīng)過一次有絲分裂，產(chǎn)生了2個子細(xì)胞。每個子細(xì)胞和親代細(xì)胞一樣都含有相同數(shù)目的染色體，并且每個細(xì)胞中的每一條染色體上的DNA分子都保留了親代細(xì)胞DNA分子的一條鏈，體現(xiàn)了DNA分子半保留復(fù)制的特點。經(jīng)過兩次有絲分裂產(chǎn)生了4個子細(xì)胞，帶放射性的若都按第一種情況分配，則共有2個子細(xì)胞帶放射性；若都按第二種情況分配，則有4個子細(xì)胞帶放射性；若按兩種情況分配，則子細(xì)胞有3個子細(xì)胞帶放射性。(2)減數(shù)分裂過程圖通過繪圖，可以直觀地看出：一個性原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂，產(chǎn)生了4個子細(xì)胞。每個子細(xì)胞的染色體數(shù)目較性原細(xì)胞減少了一半，并且每個子細(xì)胞中的每條染色體上的DNA分子都保留了性原細(xì)胞DNA分子的一條鏈，即半保留復(fù)制，因此4個配子細(xì)胞都帶放射性。1.取1個含有1對同源染色體的精原細(xì)胞，用15N標(biāo)記細(xì)胞核中的DNA，然后放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓其連續(xù)進(jìn)行兩次有絲分裂，形成4個細(xì)胞，這4個細(xì)胞中含15N的細(xì)胞個數(shù)所占比例不可能是 n 跟蹤訓(xùn)練12345答案解析解析解析細(xì)胞分裂過程中先進(jìn)行DNA復(fù)制。方式是半保留復(fù)制。圖示辨析如下：1234512345可以看出，最后形成的4個子細(xì)胞有3種情況：第一種情況是4個細(xì)胞都是，第二種情況是2個細(xì)胞是 ，1個細(xì)胞是 ，1個細(xì)胞是；第三種情況是2個細(xì)胞是 ，另外2個細(xì)胞是 。2.將染色體上全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性哺乳動物細(xì)胞(染色體數(shù)為20)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，細(xì)胞只進(jìn)行一次分裂。下列推斷中，正確的是 A.若完成一次減數(shù)分裂，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中有5對同源染色體，每條都含32PB.若完成一次有絲分裂，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中含20條染色體，其中10條含32PC.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中均含2個Y染色體且 都含32PD.若進(jìn)行一次有絲分裂，則分裂中期細(xì)胞的染色體上共有40個DNA分子且 都含32P答案解析12345解析解析減數(shù)分裂結(jié)束，產(chǎn)生的子細(xì)胞為生殖細(xì)胞，其內(nèi)含有的10條染色體中不存在同源染色體，A錯誤；若進(jìn)行一次有絲分裂結(jié)束，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中含20條染色體，20條染色體都含32P，B錯誤；若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中含2個Y染色體或2個X染色體，且都含32P，C錯誤；若進(jìn)行一次有絲分裂，則分裂中期細(xì)胞的染色體上共有40個DNA分子，且每個DNA分子中都有一條脫氧核苷酸鏈含有32P，D正確。123453.(2018江西四校聯(lián)考)用32P標(biāo)記某動物精原細(xì)胞的全部核DNA，然后將細(xì)胞置于含31P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，使其進(jìn)行一次有絲分裂或減數(shù)分裂(減、減)。下列有關(guān)敘述正確的是 A.有絲分裂前期與減前期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)相同、染色體 數(shù)不同B.有絲分裂后期與減后期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)不同、染色體 數(shù)不同C.有絲分裂中期與減中期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)不同、染色體 數(shù)不同D.有絲分裂后期與減后期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)不同、染色體 數(shù)相同答案123454.(2018江西九江十校聯(lián)考)將某精原細(xì)胞核中所有DNA分子的兩條鏈都標(biāo)記上放射性15N，然后放在含14N的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，分裂成4個子細(xì)胞，4個子細(xì)胞中含有放射性的情況是 A.若為有絲分裂則含放射性的子細(xì)胞為2個或3個或4個，若為減數(shù)分裂則含放 射性的子細(xì)胞為4個B.若為有絲分裂則含放射性的子細(xì)胞為2個，若為減數(shù)分裂則含放射性的子細(xì) 胞為4個C.若為有絲分裂則含放射性的子細(xì)胞為2個或3個或4個，若為減數(shù)分裂則含放 射性的子細(xì)胞為2個或3個或4個D.若為有絲分裂則含放射性的子細(xì)胞為2個，若為減數(shù)分裂則含放射性的子細(xì) 胞為2個或3個或4個12345答案5.(2018江西南昌二中月考)雙鏈DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成的。早在1966年，日本科學(xué)家岡崎提出DNA半不連續(xù)復(fù)制假說：DNA復(fù)制形成互補子鏈時，一條子鏈?zhǔn)沁B續(xù)形成的，另一條子鏈不連續(xù)即先形成短鏈片段(如12345圖1)。為驗證這一假說，岡崎進(jìn)行了如下實驗：讓T4噬菌體在20 時侵染大腸桿菌70 min后，將同位素3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分離T4噬菌體DNA并通過加熱使DNA分子變性、全部解螺旋，再進(jìn)行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大小(分子越小離試管口距離越近)，并檢測相應(yīng)位置DNA單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2。請分析回答：解析解析DNA片段中有1 000個堿基對，依據(jù)堿基互補配對原則可推知，在該DNA片段中，AT350(個)，CG650(個)。該DNA連續(xù)復(fù)制四次，在第四次復(fù)制時需要消耗的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為2416505 200(個)。(1)若1個雙鏈DNA片段中有1 000個堿基對，其中胸腺嘧啶350個，該DNA連續(xù)復(fù)制四次，在第四次復(fù)制時需要消耗_個胞嘧啶脫氧核苷酸。5 200答案解析12345解析解析將3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，因3H標(biāo)記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復(fù)制提供原料，所以最終在噬菌體DNA中能檢測到放射性。(2)將3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，最終在噬菌體DNA中檢測到放射性，其原因是_。答案解析12345 標(biāo)記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復(fù)制提供原料，所以在噬菌體DNA中檢測到放射性(3)DNA解旋在細(xì)胞中需要解旋酶的催化，在體外通過加熱也能實現(xiàn)。解旋酶不能為反應(yīng)提供能量，但能_。研究表明，在DNA分子加熱解鏈時，DNA分子中GC的比例越高，需要解鏈溫度越高的原因是_。在DNA分子中A與T之間有2個氫鍵，C與G之間有3個氫鍵，DNA分子中GC的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定解析解析解旋酶能降低反應(yīng)所需要的活化能。在每個DNA分子中，堿基對A與T之間有2個氫鍵，C與G之間有3個氫鍵，故DNA分子中GC的比例越高，含有的氫鍵數(shù)越多，DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，因此在DNA分子加熱解鏈時，DNA分子中GC的比例越高，需要解鏈溫度也越高。降低反應(yīng)所需要的活化能答案解析12345解析解析分子越小離試管口距離越近。圖2顯示，與60秒結(jié)果相比，120秒結(jié)果中有放射性的單鏈距離試管口較遠(yuǎn)，說明短鏈片段減少，其原因是短鏈片段連接形成長片段。在圖示的實驗時間內(nèi)，細(xì)胞中均能檢測到較多的短鏈片段，這為岡崎假說提供了實驗證據(jù)。(4)圖2中，與60秒結(jié)果相比，120秒結(jié)果中短鏈片段減少的原因是_。該實驗結(jié)果為岡崎假說提供的有力證據(jù)是_。短鏈片段連接形成長片段答案解析12345在實驗時間內(nèi)，細(xì)胞中均能檢測到較多的短鏈片段高考真題再研核心素養(yǎng)提升真題真題1(2016全國，32)基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源。回答下列問題：(1)基因突變和染色體變異所涉及到的堿基對的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者_(dá)。(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以_為單位的變異。答案少染色體(3)基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因(隱性突變)，也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基因(顯性突變)。若某種自花受粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子一代中都得到了基因型為Aa的個體，則最早在子_代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子_代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子_代中能分離得到顯性突變純合子；最早在子_代中能分離得到隱性突變純合子。答案一二三二題干信息題干信息信息推斷或結(jié)論此題只考查3種可遺傳變異中的2種，做題時勿需考慮基因重組堿基對數(shù)不要誤看成基因數(shù)目前者指基因突變，后者指染色體變異，不要前后顛倒看錯順序只在染色體數(shù)目變異這一范圍做答，即以染色體組為單位和以個別染色體為單位兩個方面，不考慮染色體結(jié)構(gòu)變異方面基因突變類型有兩大類，AAAa為隱性突變，當(dāng)代突變性狀不出現(xiàn)，aaAa為顯性突變，當(dāng)代突變性狀出現(xiàn)自花受粉植物可通過自交產(chǎn)生子代AA和aa都為純合子，若發(fā)生基因突變都成為雜合子Aa，基因型相同突變后的個體Aa確定為子一代，不是親代，該信息極為關(guān)鍵，若當(dāng)成親代，后面題全錯強調(diào)最早，結(jié)合后面要求出現(xiàn)是性狀還是基因型的個體，可用Aa自交研究子二代或子三代的情況解析解析(1)基因突變是指DNA分子中發(fā)生的堿基對的替換、增添和缺失，而染色體變異往往會改變基因的數(shù)目和排列順序，所以與基因突變相比，染色體變異所涉及的堿基對數(shù)目更多。(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以個別染色體為單位的變異。(3)AA植株發(fā)生隱性突變后基因型變?yōu)锳a，而aa植株發(fā)生顯性突變后基因型也變?yōu)锳a，該種植物自花受粉，所以不論是顯性突變還是隱性突變，子一代為Aa時在子二代中的基因型都有AA、Aa和aa三種，故最早可在子一代觀察到該顯性突變的性狀(A_)；最早在子二代中觀察到該隱性突變的性狀(aa)；顯性突變純合子和隱性突變純合子均出現(xiàn)于子二代，且隱性突變純合子一旦出現(xiàn)，即可確認(rèn)為純合，從而可直接分離出來，而顯性突變純合子的分離，卻需再令其自交一代至子三代，若不發(fā)生性狀分離方可認(rèn)定為純合子，進(jìn)而分離出來。學(xué)科素養(yǎng)解讀學(xué)科素養(yǎng)解讀本題考查核心素養(yǎng)中“科學(xué)探究”能力；同時具備歸納與概括的思維能力；注重知識之間的橫向聯(lián)系，提升整合構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的能力。思維延伸思維延伸判斷下列有關(guān)生物變異的敘述：(1)在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中，基因的突變與重組不會同時發(fā)生(2013四川，1D)()(2)基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都可導(dǎo)致堿基序列的改變(2015海南，21C)()(3)XYY個體的形成及三倍體無子西瓜植株的高度不育均與減數(shù)分裂中同源染色體的聯(lián)會行為有關(guān)(2013安徽，4改編)()(4)秋水仙素通過促進(jìn)著絲點分裂，使染色體數(shù)目加倍(2014四川，5A)()答案(5)某男子表現(xiàn)型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞任一極。則圖甲所示的變異屬于基因重組，如不考慮其他染色體，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8種(2013福建，5AC)()答案真題真題2(2014安徽，31)香味性狀是優(yōu)質(zhì)水稻品種的重要特性之一。(1)香稻品種甲的香味性狀受隱性基因(a)控制，其香味性狀的表現(xiàn)是因為_，導(dǎo)致香味物質(zhì)積累。(2)水稻香味性狀與抗病性狀獨立遺傳?？共?B)對感病(b)為顯性。為選育抗病香稻新品種，進(jìn)行了一系列雜交實驗。其中，無香味感病與無香味抗病植株雜交的統(tǒng)計結(jié)果如圖所示，則兩個親代的基因型是_。上述雜交的子代自交，后代群體中能穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株所占比例為_。答案a基因純合，參與香味物質(zhì)代謝的某種酶缺失Aabb、AaBb3/64(3)用純合無香味植株作母本與香稻品種甲進(jìn)行雜交，在F1中偶爾發(fā)現(xiàn)某一植株具有香味性狀。請對此現(xiàn)象給出兩種合理的解釋：_；_。(4)單倍體育種可縮短育種年限。離體培養(yǎng)的花粉經(jīng)脫分化形成_，最終發(fā)育成單倍體植株，這表明花粉具有發(fā)育成完整植株所需的_。若要獲得二倍體植株，應(yīng)在_時期用秋水仙素進(jìn)行誘導(dǎo)處理。答案某一雌配子形成時，A基因突變?yōu)閍基因某一雌配子形成時，含A基因的染色體片段缺失愈傷組織全部遺傳信息幼苗題干信息題干信息信息推斷或結(jié)論a基因純合時，水稻表現(xiàn)為有香味香味物質(zhì)不分解符合自由組合定律控制兩種性狀的基因都純合出現(xiàn)變異：基因突變或染色體片段缺失脫分化形成愈傷組織花粉發(fā)育成單倍體植株體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性解析解析第一步：明確坐標(biāo)圖中橫、縱坐標(biāo)的含義。橫坐標(biāo)：性狀類型；縱坐標(biāo)：性狀數(shù)量。第二步：找準(zhǔn)柱狀圖對應(yīng)量之間的數(shù)量關(guān)系?？共?50)感病(50)11；無香味(75)有香味(25)31。第三步：依據(jù)數(shù)量關(guān)系推斷結(jié)論。依據(jù)上述比例關(guān)系，結(jié)合信息和，推出親代無香味感病和無香味抗病個體的基因型：Aabb、AaBb。學(xué)科素養(yǎng)解讀學(xué)科素養(yǎng)解讀生物學(xué)科素養(yǎng)要求生物學(xué)科知識服務(wù)于生產(chǎn)實踐育種，即“社會責(zé)任”。經(jīng)典再現(xiàn)經(jīng)典再現(xiàn)(2015天津，9)白粉菌和條銹菌能分別導(dǎo)致小麥感染白粉病和條銹病，引起減產(chǎn)。采用適宜播種方式可控制感病程度。下表是株高和株型相近的小麥A、B兩品種在不同播種方式下的試驗結(jié)果。試驗編號播種方式植株密度(106株/公頃)白粉病感染程度條銹病感染程度單位面積產(chǎn)量A品種B品種單播40單播20混播22單播04單播02注：注：“”的數(shù)目表示感染程度或產(chǎn)量高低；“”表示未感染。據(jù)表回答：(1)抗白粉病的小麥品種是_，判斷依據(jù)是_。、組小麥未感染白粉病解析解析從和組的試驗結(jié)果可知，抗白粉病的小麥品種是A。A答案解析(2)設(shè)計、兩組試驗，可探究_。量的影響解析解析分析、兩組試驗，自變量為植株密度，因變量為感病程度及產(chǎn)量，所以、兩組試驗的目的是：探究植株密度對B品種小麥感病程度及產(chǎn)量的影響。植株密度對B品種小麥感病程度及產(chǎn)答案解析(3)、三組相比，第組產(chǎn)量最高，原因是_。度下降解析解析從表格可以看出，、相比，第組的產(chǎn)量最高，分析表中信息得出結(jié)論：混播后小麥感病程度下降?；觳ズ笮←湼胁〕?4)小麥抗條銹病性狀由基因T/t控制，抗白粉病性狀由基因R/r控制，兩對等位基因位于非同源染色體上。以A、B品種的植株為親本，取其F2中的甲、乙、丙單株自交，收獲子粒并分別播種于不同處理的試驗小區(qū)中，統(tǒng)計各區(qū)F3中的無病植株比例。結(jié)果如下表：試驗處理 F2植株無菌水以條銹菌進(jìn)行感染以白粉菌進(jìn)行感染以條銹菌白粉菌進(jìn)行雙感染甲1002500乙1001007575丙1002575？F3無病植株的比例/%據(jù)表推測，甲的基因型是_，乙的基因型是_，雙菌感染后丙的子代中無病植株的比例為_。18.75%(或3/16)解析解析由表中F3無病植株的比例數(shù)據(jù)可知：甲自交后代中抗條銹病個體占25%，乙自交后代中抗白粉病的個體占75%，可說明抗條銹病為隱性性狀，抗白粉病為顯性性狀。依據(jù)甲自交后代抗白粉病個體比例為0，抗條銹病個體比例為25%，可推測甲的基因型為Ttrr。依據(jù)乙自交后代抗條銹病個體比例為100%，抗白粉病個體比例為75%，可推測乙的基因型為ttRr。根據(jù)丙自交后代中抗條銹病個體占25%，抗白粉病個體占75%，可知丙的基因型為TtRr，其自交后代中無病植株即基因型為ttR_的植株占3/16，即18.75%。Ttrr ttRr答案解析