届高三生物金榜频道一轮热点专题系列五市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

热点专题系列（五）同位素示踪法应用及分析第第1 1页页【考考查查特点特点】在近年高考在近年高考试题试题中中,同位素示踪法多有包括。同位素示踪法多有包括。试题试题内容多与内容多与经经典生物学典生物学试验联络试验联络,有有时时也可也可设设置新情境来置新情境来进进行命行命题题,其考其考查查内内容包括容包括细细胞内元素或化合物起源、胞内元素或化合物起源、组组成、分布和去向以及成、分布和去向以及细细胞胞结结构和功效、化学物构和功效、化学物质质改改变变、反、反应应机理等。机理等。第第2 2页页【解解题题指指导导】在解答同位素示踪法在解答同位素示踪法应应用用问题时问题时,首先需分清所首先需分清所标识标识化合物化合物,依依据示踪元素移据示踪元素移动动位置判断生化反位置判断生化反应进应进程程,进进而了解而了解细细胞胞结结构和构和功效、化学物功效、化学物质质改改变变、反、反应应机理等。机理等。第第3 3页页1.1.标识标识某元素某元素,追踪其追踪其转转移路径移路径如用如用1818O O标识标识H H2 2O,O,光合作用只光合作用只产产生生1818O O2 2,再用再用1818O O标识标识COCO2 2,光合作用光合作用只只产产生生O O2 2。证实证实光合作用光合作用产产生氧气中氧原子全部来自于生氧气中氧原子全部来自于H H2 2O,O,而而不是来自于不是来自于COCO2 2。卡。卡尔尔文等用文等用1414C C标识标识1414COCO2 2,供小球藻供小球藻进进行光合作行光合作用用,追踪追踪检测检测其放射性其放射性,证实证实了了COCO2 2中碳在光合作用中中碳在光合作用中转转化成有机化成有机物中碳路径。用同位素物中碳路径。用同位素1414C C标识标识,硕硕士士长长素极性运素极性运输问题输问题等。等。第第4 4页页2.2.标识标识特征元素特征元素,探究化合物作用探究化合物作用如如T T2 2噬菌体侵染噬菌体侵染细细菌菌试验试验中中,用用3232P P标识标识噬菌体噬菌体DNA,DNA,发觉发觉大大肠肠杆杆菌体内有放射性物菌体内有放射性物质质;用用3535S S标识标识蛋白蛋白质质,大大肠肠杆菌内未杆菌内未发觉发觉放射放射性物性物质质。由此。由此证实证实了了DNADNA是噬菌体是噬菌体遗传遗传物物质质。3.3.标识标识特征化合物特征化合物,探究探究详细详细生理生理过过程程,硕硕士物学原理士物学原理如用如用3 3H H标识标识亮氨酸亮氨酸,探究分泌蛋白分泌探究分泌蛋白分泌过过程程;用用3 3H H标识标识胸腺胸腺嘧啶嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸,研究有研究有丝丝分裂分裂过过程中染色体改程中染色体改变规变规律律;用用1515N N标识标识DNA,DNA,证实证实了了DNADNA复制特点是半保留复制。复制特点是半保留复制。第第5 5页页【高考例高考例证证】(山山东东高考高考)假假设设一个双一个双链链均被均被3232P P标识标识噬菌体噬菌体DNADNA由由5 0005 000个碱基个碱基对组对组成成,其中腺其中腺嘌嘌呤占全部碱基呤占全部碱基20%20%。用。用这这个个噬菌体侵染只含噬菌体侵染只含3131P P大大肠肠杆菌杆菌,共共释释放出放出100100个子代噬菌体。以下个子代噬菌体。以下叙述正确是叙述正确是()A.A.该过该过程最少需要程最少需要3103105 5个个鸟鸟嘌嘌呤脱氧核苷酸呤脱氧核苷酸B.B.噬菌体增殖需要噬菌体增殖需要细细菌提供模板、原料和菌提供模板、原料和酶酶等等C.C.含含3232P P与只含与只含3131P P子代噬菌体百分比子代噬菌体百分比为为149149D.D.该该DNADNA发发生突生突变变,其控制性状即其控制性状即发发生改生改变变第第6 6页页【解析解析】选选C C。A A项错误项错误,A=T=5 000220%=2 000,G=C=5 000,A=T=5 000220%=2 000,G=C=5 000230%=3 000230%=3 000。一个。一个DNADNA复制形成复制形成100100个子代个子代DNADNA需要鸟嘌呤脱需要鸟嘌呤脱氧核苷酸个数氧核苷酸个数=993 000=2.9710=993 000=2.97105 5;B;B项错误项错误,噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌后后,噬菌体噬菌体DNADNA作为模板作为模板;C;C项正确项正确,1,1个被个被3232P P标识噬菌体经半保留标识噬菌体经半保留复制形成复制形成100100个子代有个子代有2 2个含个含3232P,98P,98个只含个只含3131P,P,所以含所以含3232P P子代噬菌子代噬菌体与只含体与只含3131P P子代噬菌体百分比为子代噬菌体百分比为298=149;D298=149;D项错误项错误,因为一因为一个氨基酸能够由多个密码子编码个氨基酸能够由多个密码子编码,所以所以DNADNA发生基因突变发生基因突变,对应氨对应氨基酸可能不变基酸可能不变,控制性状可能不变。控制性状可能不变。第第7 7页页【热热点集点集训训】1.(1.(怀怀化模化模拟拟)某成年雄性小鼠初某成年雄性小鼠初级级精母精母细细胞中有胞中有2020个四分体个四分体,如取如取该该小鼠某种干小鼠某种干细细胞胞,放入含放入含3 3H H标识标识胸胸腺腺嘧啶嘧啶脱氧核苷酸培养液中培养脱氧核苷酸培养液中培养,当当该细该细胞首次胞首次进进入有入有丝丝分裂后期分裂后期时时()A.A.被被标识标识同源染色体移向两极同源染色体移向两极B.B.被被标识标识染色体是染色体是8080条条C.C.此此时细时细胞内基因表示很活胞内基因表示很活跃跃D.D.此此时细时细胞内含有胞内含有2 2个染色体个染色体组组第第8 8页页【解析解析】选选B B。一个四分体含。一个四分体含2 2条染色体条染色体,4,4条染色单体条染色单体,4,4个个DNADNA分子。某成年雄性小鼠初级精母细胞中有分子。某成年雄性小鼠初级精母细胞中有2020个四分体个四分体,说明说明其含同源染色体其含同源染色体2020对。取该小鼠某种干细胞对。取该小鼠某种干细胞(体细胞体细胞)放入放入含含3 3H H标识胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中培养标识胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中培养,有丝分裂间有丝分裂间期期,染色体复制包含染色体复制包含DNADNA复制和相关蛋白质合成复制和相关蛋白质合成,此时细胞内此时细胞内基因表示很活跃基因表示很活跃,有丝分裂后期基因表示不活跃有丝分裂后期基因表示不活跃,C,C错误。因为错误。因为复制时每条染色单体均被复制时每条染色单体均被3 3H H标识标识,该干细胞首次进入有丝分该干细胞首次进入有丝分第第9 9页页裂后期时裂后期时,被标识染色体是被标识染色体是8080条条,B,B正确。有丝分裂后期正确。有丝分裂后期,着丝点着丝点分裂分裂,姐妹染色单体分开姐妹染色单体分开,同源染色体不分离同源染色体不分离,同源染色体分离同源染色体分离应发生在减数第一次分裂后期应发生在减数第一次分裂后期,A,A错误。有丝分裂后期错误。有丝分裂后期,细胞内细胞内含有含有4 4个染色体组个染色体组,D,D错误。错误。第第1010页页2.2.在在证实证实DNADNA是生物是生物遗传遗传物物质试验质试验中中,用用3535S S标识标识T T2 2噬菌体侵染未噬菌体侵染未标识标识大大肠肠杆菌杆菌,以下以下对对于沉淀物中含有少于沉淀物中含有少许许放射性放射性现现象解象解释释,正正确是确是()A.A.经搅经搅拌与离心后有少拌与离心后有少许许含含3535S ST T2 2噬菌体吸附在大噬菌体吸附在大肠肠杆菌上杆菌上B.B.离心速度太快离心速度太快,含含3535S ST T2 2噬菌体有部分留在沉淀物中噬菌体有部分留在沉淀物中C.TC.T2 2噬菌体噬菌体DNADNA分子上含有少分子上含有少许许3535S SD.D.少少许许含有含有3535S S蛋白蛋白质进质进入大入大肠肠杆菌杆菌第第1111页页【解析解析】选选A A。3535S S标识是噬菌体蛋白质外壳标识是噬菌体蛋白质外壳,DNA,DNA分子中不含分子中不含3535S,S,噬菌体蛋白质外壳不能进入大肠杆菌内噬菌体蛋白质外壳不能进入大肠杆菌内,但能吸附在大肠杆菌但能吸附在大肠杆菌表面表面,造成一定试验误差造成一定试验误差;是否留在沉淀物中是否留在沉淀物中,与物质相对分子与物质相对分子质量相关质量相关,本题中本题中T T2 2噬菌体蛋白质外壳相对分子质量相同噬菌体蛋白质外壳相对分子质量相同,与转与转速太快无关。速太快无关。第第1212页页3.3.放射性同位素自放射性同位素自显显影技影技术术可用于研究可用于研究细细胞有胞有丝丝分裂分裂过过程中程中DNADNA和和RNARNA改改变变。如。如图图表示洋葱根尖表示洋葱根尖细细胞胞处处于有于有丝丝分裂各分裂各阶阶段段细细胞中胞中DNADNA和和mRNAmRNA含量改含量改变变。试试据据图图回答相关回答相关问题问题。第第1313页页(1)(1)在放射性同位素在放射性同位素标识标识研究中研究中,为为区分区分DNADNA和和RNA,RNA,选择标识选择标识合成原料依次是合成原料依次是。研究中。研究中应选择应选择材料是洋葱根尖材料是洋葱根尖,你依据是你依据是 。(2)(2)在在细细胞分裂胞分裂a a时时期期,细细胞中胞中mRNAmRNA主要用于指主要用于指导导合成合成。试试解解释处释处于分裂期于分裂期细细胞中胞中mRNAmRNA含量含量较较低最可能原因低最可能原因:。第第1414页页(3)(3)图图示示c c时时期期细细胞核胞核DNADNA、染色体与染色、染色体与染色单单体数目之比体数目之比为为,这这种百分比将种百分比将维维持到持到细细胞分裂胞分裂期才可能开始改期才可能开始改变变。(4)(4)依据依据图图示示,细细胞中核糖体活胞中核糖体活动动旺盛旺盛时时期可能是期可能是 。(5)(5)图图中中细细胞核胞核DNADNA减半原因是减半原因是 。第第1515页页【解析解析】(1)DNA(1)DNA和和RNARNA区分之一为碱基组成不完全相同区分之一为碱基组成不完全相同,DNA,DNA和和RNARNA特有碱基分别为胸腺嘧啶、尿嘧啶特有碱基分别为胸腺嘧啶、尿嘧啶,所以需要用放射性同位所以需要用放射性同位素依次标识胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。素依次标识胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。(2)a(2)a为为DNADNA复制前期复制前期,此时期特点是为此时期特点是为DNADNA复制做好物质准备复制做好物质准备,此时期转此时期转录形成录形成mRNA,mRNA,主要用于合成与主要用于合成与DNADNA复制相关蛋白质。在分裂期细复制相关蛋白质。在分裂期细胞核胞核DNADNA存在于高度螺旋化染色体中存在于高度螺旋化染色体中,不能解旋、转录形成不能解旋、转录形成mRNA,mRNA,所以分裂期细胞中所以分裂期细胞中mRNAmRNA含量较低。含量较低。第第1616页页(3)(3)图示图示c c时期为时期为DNADNA复制后期复制后期,染色体复制完成染色体复制完成,每条染色体有每条染色体有两条染色单体两条染色单体,所以细胞核所以细胞核DNADNA、染色体与染色单体数目百分比、染色体与染色单体数目百分比为为212,212,到分裂后期伴随姐妹染色单体分开到分裂后期伴随姐妹染色单体分开,这种百分比发这种百分比发生改变生改变,三者百分比变为三者百分比变为110110。(4)(4)核糖体是合成蛋白质场核糖体是合成蛋白质场所所,所以细胞分裂过程中核糖体功效活跃时期是所以细胞分裂过程中核糖体功效活跃时期是a a、c c。(5)(5)有丝有丝分裂末期分裂末期,伴随染色体平均分配到两个子细胞中伴随染色体平均分配到两个子细胞中,细胞核中细胞核中DNADNA减半。减半。第第1717页页答案答案:(1)(1)胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸分生区根尖中仅分生区细胞能够分裂分生区根尖中仅分生区细胞能够分裂(2)(2)与与DNADNA复制相关蛋白质复制相关蛋白质分裂期细胞核分裂期细胞核DNADNA存在于高度螺旋化染色体中存在于高度螺旋化染色体中,不能解旋、转录不能解旋、转录形成形成mRNAmRNA(3)212(3)212后后(4)a(4)a、c c(5)(5)染色体平均分配到两个子细胞中染色体平均分配到两个子细胞中第第1818页页第第1919页页