《(公用 试题)【卓越学案】2017高考生物总复习 第6单元 遗传的物质基础单元能力提升》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(公用 试题)【卓越学案】2017高考生物总复习 第6单元 遗传的物质基础单元能力提升（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 6 6 单元单元 遗传的物质基础遗传的物质基础同位素标记法的总结 一、同位素标记法在分子与细胞中的应用 1研究蛋白质或核酸合成的原料及过程 原理：把具有放射性的原子掺到合成蛋白质或核酸的原料(氨基酸或核苷酸)中，让它们一起 运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径、运动到哪 里以及分布如何。 2研究分泌蛋白的合成和分泌 原理：研究细胞器在分泌蛋白合成中的作用时，标记某一氨基酸如亮氨酸的3H，在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就 可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。研究手段：观察放射性在不同细
2、胞 器中出现的时间，来观察不同细胞器在分泌蛋白中的作用。 3研究细胞的结构和功能 原理：用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中， 从而推断该细胞的结构和功能。 4研究光合作用中某些物质的变化过程 原理：利用放射性同位素18O、14C、3H 作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。用18O 标记水(HO)，生成的氧气全部有放射性。用18 218O 标记二氧化碳(C18O2)，除了碳水化合物(葡萄糖)有放射性外，部分水分子也有放射性，释放的氧气全部无放射性。用18O、14C 标记二氧化碳(14C18O2), CO2被固定后产生
3、的三碳化合物有放射性(14C3)，光合作用产物葡萄糖(14C6HO6)有放射性、产物水(HO)也有放射性。181218 25研究细胞呼吸过程中某些物质的变化过程 原理：利用18O 作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径，揭示呼吸作用的机理。用18O 标记氧气(18O2)，生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部无放射性，即18O2HO。用18O 标记葡萄糖(C6HO6)，生成的水全部无放射性，生成的二氧化碳全部18 218122有放射性，即 C6HO6C18O2。18126研究有丝分裂过程 原理：在处于连续分裂的细胞的分裂期加入用3H 标记的胸腺嘧啶，根据胸腺嘧啶被利用的情况，可以确定
4、DNA 合成期的起始点和持续时间。还可用32P 和35S 分别标记蚕豆根尖并做放射性自显影，以了解分裂间期 DNA 复制、蛋白质合成的相关情况。(2016江苏无锡月考)同位素示踪法是科学家研究有关生化反应的基本方法。以下叙 述不正确的是( ) A32P 标记尿嘧啶，一段时间后在植物叶肉细胞中检测到放射性物质，含放射性物质的结构 有线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核 B有光条件下，14C 标记 CO2进入细胞后，首先在叶绿体基质中发生反应，在该结构中含14C 的系列产物有14C3、糖类，该结构产生的含14C 的产物全部在线粒体中氧化分解，为细胞的生命活动提供能量 C用18O 标记的水在适宜光照下浇灌
5、植物一段时间后，空气中的水、O2、CO2含18OD将3H 标记的氨基酸注射到豚鼠的胰腺细胞研究分泌蛋白的合成和运输，含放射性的物质依次出现在细胞的核糖体、内质网、高尔基体中，然后经细胞膜分泌到细胞外 解析 尿嘧啶是 RNA 的成分，线粒体、叶绿体和细胞核中都有 DNA，可以转录形成 RNA， 核糖体的成分之一就是 RNA。CO2在叶肉细胞中首先参与光合作用的暗反应，与 C5结合生成 C3，继而合成糖类等有机物，但这些有机物不会全部被有氧呼吸消耗掉。在光合作用过程中， H2O 中的氧以 O2的形式释放，在有氧呼吸过程中，由反应式可知，H2O 中的氧转移到产物 CO2中。分泌蛋白合成的场所是核糖体
6、，然后依次在内质网和高尔基体中经过加工，最后经 细胞膜分泌到细胞外。 答案 B 突破训练 11 (2016山东潍坊质检)下图中 a、b、c、d 为细胞器，3H亮氨酸参与图示 过程可合成物质3HX。请据图回答：(1)分离细胞中细胞器的常用方法是_。其中观察 c 需用到染色剂 _。 (2)在图示过程中，膜面积会发生变化的细胞器有_(填字母)。 (3)c 中的酶有多种，它们的分子结构明显不同的根本原因是 _。 (4)图中含有 DNA 的结构是_(填字母)，蓝藻细胞中也有的细胞器是_(填字母)。(5)若3HX 可使血糖浓度升高，则分泌该物质的细胞是_；若物质3HX 可在下丘脑与垂体细胞间传递信息，且在
7、寒冷环境中分泌量明显增多，则物质3HX 为_。解析：(1)分离细胞中细胞器的常用方法是差速离心法，c 是线粒体，可被健那绿染成蓝绿 色。(2)图示为分泌蛋白合成、加工及分泌过程，图中 a 是核糖体，b 是内质网，d 是高尔基 体，该过程中 b、d 膜面积会发生变化。(3)线粒体中的酶有多种，它们的化学本质是蛋白质， 分子结构明显不同的根本原因是控制合成不同酶的基因的遗传信息不同。(4)图中含有 DNA 的结构是线粒体。蓝藻细胞是原核细胞，与真核细胞共有的细胞器是核糖体。(5)使血糖浓 度升高的物质是胰高血糖素，是由胰岛 A 细胞合成分泌的。下丘脑合成分泌促甲状腺激素释3放激素，作用于垂体细胞，
8、在寒冷环境中促甲状腺激素释放激素分泌量明显增多。 答案：(1)差速离心法 健那绿 (2)b、d (3)控制合成不同酶的基因的遗传信息不同 (4)c a (5)胰岛 A 细胞 促甲状腺激素释放激素 突破训练 12 (2016江西南昌一模)苹果成熟过程中积累的糖类主要依靠果实下第一张 叶片的光合作用提供。有人将这片叶包在一透明的袋中，袋中始终保持 25 及充足的14CO2，在该叶基部安装一个可调节叶基部温度的套环，并将茎的一段树皮(内含韧皮部)与木质部分离后用蜡纸隔开，如图甲所示。实验开始时，套环温度调节到 20 ，测定 30 分钟 内透明袋中的 CO2吸收量、叶片水分散失量，同时测定含14C 的
9、糖在茎中各部分的分布。然后将套环温度调节到 5 时，发现含14C 的糖从叶向果实运输的过程被抑制，继续测定 30分钟内透明袋中的 CO2吸收量和叶片水分散失量，测得的结果如图乙所示：(1)CO2参与光合作用的_阶段，写出该阶段 CO2参与的反应式： _。 (2)停止供给14CO2时，叶绿体中 C5的浓度变化是_。(箭头处表示停止供给)(3)叶片基部温度变化对袋内叶片蒸腾作用有无影响？_。 (4)叶片基部处于低温(5 )状态后 CO2的吸收速率下降的主要原因是 _。 (5)图甲中的实验结果：在蜡纸隔开的韧皮部有大量14C 而木质部没有；在没有蜡纸隔开的部分，韧皮部和木质部均含有14C。实验结果表
10、明，光合产物是通过_来进行运输的。为了使实验更有说服力，应做的对照实验是_。解析：(1)CO2参与光合作用暗反应阶段的 CO2的固定过程，其反应式为 CO2C52C3。酶(2)当停止 CO2供应时，短时间内 C5消耗减少，C3继续还原生成 C5，所以细胞内 C5含量增加， 当 C3被还原越来越少时，C5的生成也会不断减少，C5含量最终不再变化。 (3)由图乙可以看出，在 60 分钟内叶片水分的散失量始终保持不变，说明叶片基部温度变化 对袋内叶片蒸腾作用无影响。 (4)由题干和图分析可知，低温影响的是葡萄糖的运输，叶内的葡萄糖向外运输受到抑制后， 葡萄糖在叶片内不断积累进而影响叶片的光合作用，使
11、叶片吸收 CO2的速率下降。 (5)实验结果表明，韧皮部是运输葡萄糖的通道，木质部的葡萄糖也来自韧皮部，要想证明4此结论还需要再设置一组对照实验，即将韧皮部和木质部分离，但不用蜡纸隔开，使实验结 果更具说服力。答案：(1)暗反应 CO2C52C3酶(2)C (3)无 (4)葡萄糖由叶向果实运输被抑制，叶片中含14C 的糖增加(5)韧皮部 韧皮部和木质部分离后重新密切接触(分离而不用蜡纸隔开) 二、同位素标记法在遗传与进化中的应用 1证明 DNA 是遗传物质 原理：在研究蛋白质和 DNA 在遗传中的作用时，分别放射性标记蛋白质和 DNA 的特征元素 (指蛋白质有的而 DNA 没有的元素，或者是
12、DNA 有的而蛋白质没有的元素，如蛋白质的特征 元素是 S，而 DNA 的特征元素是 P)，通过培养、离心等一系列手段，根据上清液或沉淀物中 的放射性来“区别”观察这两种物质在进入细胞并产生子代中的作用。 2研究 DNA 半保留复制的具体过程 原理：通过放射性标记来“区别”亲代与子代的 DNA，如放射性标记15N，因为放射性物质15N 的原子量和14N 的原子量不同，因此 DNA 的相对分子质量不同。两链都是15N 的 DNA，离心时为重带；一链是15N、一链是14N 的 DNA，离心时为中带；两链都是14N 的 DNA，离心时为轻带。根据重带、中带、轻带 DNA 出现的比例可判断 DNA 复
13、制是全保留复制还是半保留复 制。 3探究基因的转录和翻译 原理：用放射性同位素标记尿嘧啶核糖核苷酸(RNA 的特征碱基为 U)、氨基酸，则在基因转 录、翻译的产物中就会含有放射性同位素，还可以用来确定转录、翻译的场所。 科学家在研究 DNA 分子复制方式时，进行了如下的实验研究(已知培养用的细菌大约 要 20 min 分裂一次，实验结果见相关图示)，下列叙述不正确的是( )ADNA 复制过程中需要模板、原料、能量、酶等 B上述实验研究可以说明 DNA 复制的特点为半保留复制 C用15N 标记的 DNA 分子作为模板，用含有14N 的培养基培养，第三次复制后 50%的 DNA 分子一条链含15N
14、 一条链含14N，50%的 DNA 分子只含14NDDNA 复制过程中遵循碱基互补配对原则，但可能发生基因突变 解析 用15N 标记的 DNA 分子为模板，用含14N 的培养基培养，第一次复制后，全部 DNA分子中一条链含15N 一条链含14N；第二次复制后 50%的 DNA 分子只含14N，50%的 DNA 分子一条链含15N 一条链含14N，第三次复制后 25%的 DNA 分子一条链含15N 一条链含14N，75%的DNA 分子只含14N。答案 C5突破训练 (2016安徽铜陵月考)请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培 养基(分别含32P 标记的核苷酸和35S 标记的氨基酸)、
15、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验，证明 DNA 是遗传物质。实验过程： 步骤一：分别取等量含32P 标记核苷酸和含35S 标记氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中，并分别编号为甲，乙； 步骤二：在两个培养皿中接入_，在适宜条件下培养一段时间； 步骤三：放入_，培养一段时间，分别获得_和_标记的噬菌体； 步骤四：用上述噬菌体分别侵染_的大肠杆菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌、放 入离心管内离心； 步骤五：检测放射性同位素存在的主要位置。 预测实验结果：(1)在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如_图。 (2)在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如_图。 解析：本实验首先应关注的是噬菌体为 DNA 病毒，营寄生生活，不能直接在培养皿中培养， 所以需将大肠杆菌放入含放射性的培养基中培养，然后再通过噬菌体侵染含放射性的大肠杆 菌，从而使噬菌体获得放射性
