（全國通用版）2019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.ppt

小專題4同位素標(biāo)記法與DNA的半保留復(fù)制,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(gè)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,例題引領(lǐng),答案,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(gè)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(gè)核DNA分子復(fù)制形成的兩個(gè)DNA分子(其中一個(gè)被標(biāo)記，另一個(gè)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(gè)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,解析運(yùn)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(shí)，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(gè)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(gè)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(gè)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(duì)同源染色體被標(biāo)記為例 (1)有絲分裂過程圖,方法點(diǎn)撥,通過繪圖，可以直觀地看出：一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過一次有絲分裂，產(chǎn)生了2個(gè)子細(xì)胞。每個(gè)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(gè)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(diǎn)。經(jīng)過兩次有絲分裂產(chǎn)生了4個(gè)子細(xì)胞，帶放射性的若都按第一種情況分配，則共有2個(gè)子細(xì)胞帶放射性；若都按第二種情況分配，則有4個(gè)子細(xì)胞帶放射性；若按兩種情況分配，則子細(xì)胞有3個(gè)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(gè)性原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂，產(chǎn)生了4個(gè)子細(xì)胞。每個(gè)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(gè)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(gè)配子細(xì)胞都帶放射性。,1.取1個(gè)含有1對(duì)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(gè)細(xì)胞，這4個(gè)細(xì)胞中含15N的細(xì)胞個(gè)數(shù)所占比例不可能是,跟蹤訓(xùn)練,1,2,3,4,5,答案,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：,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,可以看出，最后形成的4個(gè)子細(xì)胞有3種情況：第一種情況是4個(gè)細(xì)胞都是 ，第二種情況是2個(gè)細(xì)胞是 ，1個(gè)細(xì)胞是 ，1個(gè)細(xì)胞是 ；第三種情況是2個(gè)細(xì)胞是 ，另外2個(gè)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(dòng)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(duì)同源染色體，每條都含32P B.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32P C.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個(gè)減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中均含2個(gè)Y染色體且 都含32P D.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(gè)DNA分子且 都含32P,答案,解析,1,2,3,4,5,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(cuò)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(cuò)誤； 若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個(gè)減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中含2個(gè)Y染色體或2個(gè)X染色體，且都含32P，C錯(cuò)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(gè)DNA分子，且每個(gè)DNA分子中都有一條脫氧核苷酸鏈含有32P，D正確。,1,2,3,4,5,3.(2018江西四校聯(lián)考)用32P標(biāo)記某動(dòng)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,1,2,3,4,5,4.(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(gè)子細(xì)胞，4個(gè)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(gè)或3個(gè)或4個(gè)，若為減數(shù)分裂則含放 射性的子細(xì)胞為4個(gè) B.若為有絲分裂則含放射性的子細(xì)胞為2個(gè)，若為減數(shù)分裂則含放射性的子細(xì) 胞為4個(gè) C.若為有絲分裂則含放射性的子細(xì)胞為2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)，若為減數(shù)分裂則含放 射性的子細(xì)胞為2個(gè)或3個(gè)或4個(gè) D.若為有絲分裂則含放射性的子細(xì)胞為2個(gè)，若為減數(shù)分裂則含放射性的子細(xì) 胞為2個(gè)或3個(gè)或4個(gè),1,2,3,4,5,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(bǔ)子鏈時(shí)，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,1,2,3,4,5,圖1)。為驗(yàn)證這一假說，岡崎進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：讓T4噬菌體在20 時(shí)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(cè)相應(yīng)位置DNA單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2。請(qǐng)分析回答：,解析DNA片段中有1 000個(gè)堿基對(duì)，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可推知，在該DNA片段中，AT350(個(gè))，CG650(個(gè))。該DNA連續(xù)復(fù)制四次，在第四次復(fù)制時(shí)需要消耗的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為2416505 200(個(gè))。,(1)若1個(gè)雙鏈DNA片段中有1 000個(gè)堿基對(duì)，其中胸腺嘧啶350個(gè)，該DNA連續(xù)復(fù)制四次，在第四次復(fù)制時(shí)需要消耗_個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸。,5 200,答案,解析,1,2,3,4,5,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(cè)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(cè)到放射性，其原因是_ _。,答案,解析,1,2,3,4,5,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(cè)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(shí)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(shí)，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(gè)氫鍵，C與G之間有3個(gè)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,解析解旋酶能降低反應(yīng)所需要的活化能。在每個(gè)DNA分子中，堿基對(duì)A與T之間有2個(gè)氫鍵，C與G之間有3個(gè)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(shí)，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,1,2,3,4,5,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(zhǎng)片段。在圖示的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞中均能檢測(cè)到較多的短鏈片段，這為岡崎假說提供了實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)片段,答案,解析,1,2,3,4,5,在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞中均,能檢測(cè)到較多的短鏈片段,高考真題再研,核心素養(yǎng)提升,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?；卮鹣铝袉栴}： (1)基因突變和染色體變異所涉及到的堿基對(duì)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(gè)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,解析(1)基因突變是指DNA分子中發(fā)生的堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而染色體變異往往會(huì)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(duì)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(gè)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(shí)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)解讀本題考查核心素養(yǎng)中“科學(xué)探究”能力；同時(shí)具備歸納與概括的思維能力；注重知識(shí)之間的橫向聯(lián)系，提升整合構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的能力。,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(huì)同時(shí)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(gè)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(huì)行為有關(guān)(2013安徽，4改編)() (4)秋水仙素通過促進(jìn)著絲點(diǎn)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(hào)和一條21號(hào)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(shí)異常染色體的聯(lián)會(huì)如圖乙，配對(duì)的三條染色體中，任意配對(duì)的兩條染色體分離時(shí)，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?yàn)開，導(dǎo)致香味物質(zhì)積累。 (2)水稻香味性狀與抗病性狀獨(dú)立遺傳?？共?B)對(duì)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(shí)驗(yàn)。其中， 無香味感病與無香味抗病植株雜交的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖 所示，則兩個(gè)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、AaBb,3/64,(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(qǐng)對(duì)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(shí)期用秋水仙素進(jìn)行誘導(dǎo)處理。,答案,某一雌配子形成時(shí)，A基因突變?yōu)閍基因,某一雌配子形成時(shí)，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,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(duì)應(yīng)量之間的數(shù)量關(guān)系。 抗病(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(gè)體的基因型：Aabb、AaBb。,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(shí)服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐育種，即“社會(huì)責(zé)任”。,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(yàn)結(jié)果。,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,解析從和組的試驗(yàn)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(jì)、兩組試驗(yàn)，可探究_ _。,量的影響,解析分析、兩組試驗(yàn)，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(yàn)的目的是：探究植株密度對(duì)B品種小麥感病程度及產(chǎn)量的影響。,植株密度對(duì)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。,混播后小麥感病程,(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(duì)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(yàn)小區(qū)中，統(tǒng)計(jì)各區(qū)F3中的無病植株比例。結(jié)果如下表：,F3無病 植株的,比例/%,據(jù)表推測(cè)，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(gè)體占25%，乙自交后代中抗白粉病的個(gè)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(gè)體比例為0，抗條銹病個(gè)體比例為25%，可推測(cè)甲的基因型為Ttrr。依據(jù)乙自交后代抗條銹病個(gè)體比例為100%，抗白粉病個(gè)體比例為75%，可推測(cè)乙的基因型為ttRr。根據(jù)丙自交后代中抗條銹病個(gè)體占25%，抗白粉病個(gè)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,