1、1专题.同位素标记法在 DNA 复制和细胞分裂中的应用 10.8方法解析：1有丝分裂与 DNA 复制(1)过程图解(一般只研究一条染色体)复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)，如图：（ 同位素标记 未标记）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。课堂训练：1将染色体上全部 DNA 分子双链经 32P 标
2、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 32P2B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 32PC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 32PD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 32P2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(
3、多选)( )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 1/4D该实验可以证明 DNA 是噬菌体的遗传物质3将一个由 100 个碱基组成的 DNA 分子(设为亲代 DNA)放在含有被 3H 标记的脱氧胸苷(3HdT) 的培养液中进行复制，一段时间后测得子二代的放射性强度(放射性强度含 3H 的碱基总数/DNA 分子中的碱基总数)为 30%。则亲代 DNA 分子中含有的胸腺嘧啶的数量为 ( )A10 B20 C30 D404.某基因( 14N)含有 3 000 个碱基，腺嘌呤占 35%
4、。若该 DNA 分子用 15N 同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制 3 次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是( )AX 层全部是仅含 14N 的基因BW 层中含 15N 标记的胞嘧啶 6 300 个CX 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3DW 层与 Z 层的核苷酸数之比是 145用 3H 标记蚕豆根尖分生区细胞的 DNA 分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含 3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是( )A秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常
5、分裂B通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测 DNA 复制的次数C通过检测 DNA 链上 3H 标记出现的情况，可推测 DNA 的复制方式D细胞中 DNA 第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有 3H 标记6取小鼠睾丸中的一个精原细胞，在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程。下列有关叙述正确的是( )A初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记B次级精母细胞中每条染色体都被标记C只有半数精细胞中有被标记的染色体D所有精细胞的全部染色体中，被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等7取 1 个含有 1 对同源染色体
6、的精原细胞，用 15N 标记细胞核中的 DNA，然后放在含 14N 的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成 4 个细胞，这 4 个细胞中含 15N 的细胞个数可能是( )A2 B3 C4 D前三项都对3答案：1.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，2
7、0 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。2.答案 CD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
8、2/81/4；噬菌体侵染细菌的实验可以证明 DNA 是噬菌体的遗传物质。3.答案 D解析 设每个 DNA 分子中含有 x 个胸腺嘧啶，则子二代的放射性强度 (221)x/(2 2100)30% ，解得：x40( 个)。4.答案 C解析 DNA 是半保留复制，故复制 3 次，DNA 总数是 8 个，其中含有 14N 的 DNA 为 2 个(每个 DNA 均为一条 14N 链，一条 15N 链)，其余 6 个均为 15N 的 DNA(两条链均为 15N)。因为14N 15N 的 DNA 密度比 15N 15N 的 DNA 密度小，故 X 层应该为 14N 15N 的 DNA，Y 层为15N 15N
9、 的 DNA；一个 DNA 中含有 3 000 个碱基，腺嘌呤占 35%，那么胞嘧啶占 15%，故胞嘧啶的碱基数为 450 个。复制 3 次一共得到 8 个 DNA，这样需要的胞嘧啶数为 45073 150个；复制得到的 DNA 所含有的碱基数都是相同的，那么氢键数也应该是相同的，X 层有 2 个DNA，Y 层有 6 个 DNA，这样它们的氢键数之比即为 DNA 数之比，即 X 层中含有的氢键数Y 层中含有的氢键数13； X 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3。复制后的 8 个 DNA 一共含有16 条链，其中含 14N 的链为 2 条( 分布在 Z 层)， 15N 的链 14 条(分布在
10、W 层)，因为该基因含有3 000 个碱基，故每条链的核苷酸数为 1 500，这样 Z 层的核苷酸数为 1 50023 000，W 层的核苷酸数为 1 5001421 000 个，故 W 层与 Z 层的核苷酸数之比为 71。5.答案 D解析 秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，从而导致细胞中染色体数目加倍，A 正确；1 个 DNA 复制 n 次后的数目为 2n个，所以通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测 DNA 复制的次数，B 正确；通过检测 DNA 链上 3H 标记出现的情况，可推测DNA 的复制方式是半保留复制，C 正确；根据 DNA 分子半保留复制的特点，细胞中
11、DNA 第二次复制完成时，每条染色体的单体中只有一半带有 3H 标记，D 错误。6.答案 D解析 一个精原细胞在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，形成的子细胞中每条染色体的 DNA 分子中都只有一条单链被标记。将该子细胞放在不含放射性标记的培养基中完成减数分裂过程中，初级精母细胞中每条染色体上只有一条染色单体被标记；在减数第二次分裂后期，次级精母细胞中只有一半染色体被标记；由于在减数第二次分裂后期着丝点分裂后，被标记的染色体和未被标记的染色体进行随机结合后移向细胞两极，因此，含被标记的染色体的精细胞占全部精细胞的比例不能确定，但所有精细胞的全部染色体中有一半染色体是被标记的。7.答案 D4
