专题05 结合同位素标记法研究细胞分裂中DNA复制-2023年高考生物毕业班二轮热点题型归纳与变式演练

专题05 结合同位素标记法研究细胞分裂中DNA复制 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 探究DNA半保留复制方式的假说—演绎过程分析 1 【题型二】 DNA复制过程中相关物质数量变化规律 5 【题型三】DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题 10 二、最新模考题组练 【题型一】探究DNA半保留复制方式的假说—演绎过程分析 【典例分析】细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，⑤为可能的结果，下列不可能出现的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】D 【分析】识图可知，①含有相同数量的15N14N和14N14N，为子二代DNA，②只含有15N14N，为子一代DNA，③含有15N14N和14N14N，并14N14N数量较多，为子三代或以后的DNA，④只含有14N14N不可能存在的，⑤只含有15N15N，为亲代DNA。 【解答】解：A、①含有相同数量的15N14N和14N14N，为子二代DNA，A正确； B、②只含有15N14N，为子一代DNA，B正确； C、③含有15N14N和14N14N，并14N14N数量较多，为子三代或以后的DNA，C正确； D、④只含有14N14N，是不可能存在的，D错误。 故选：D。 【提分秘籍】 1．实验方法：同位素标记法和离心技术。 2．实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 3．假说—演绎过程 (1)实验假设：DNA以半保留的方式复制。 (2)实验预期：离心后应出现3条DNA带。 ①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 ②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。 ③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 (3)实验过程 (4)过程分析 ①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。 ②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。 ③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。 4．实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。 【变式演练】 1．在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为15N﹣DNA（相对分子质量为a）和15N﹣DNA（相对分子质量为b）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用密度梯度离心方法分离得到的结果如图所示。下列说法错误的是（　　） A．若继续繁殖到第Ⅲ代，将其离心后依然分离为两个条带 B．预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为 C．该结果证明了DNA的复制过程是边解旋边复制 D．随着繁殖代数的增加，将其离心分离后中带的宽窄不变 【答案】C 【分析】根据题干信息和图形分析，14N﹣DNA相对分子质量为a，位于试管的轻带，则其每条链的相对分子质量为；15N﹣DNA相对分子质量为b，位于试管的重带，则其每条链的相对分子质量为。将15N﹣DNA作为亲本在14N的培养基上复制一次获得的子一代（Ⅰ）的两个DNA分子的两条链都分别含有14N、15N，相对分子质量为+，位于中带；在让子一代复制一次获得子二代（Ⅱ）共4个DNA分子，其中两个DNA只含有14N，还有两个DNA分子同时含有14N和15N，因此处于中带，处于轻带。 【解答】解：A、若继续繁殖到第Ⅲ代，获得8个DNA分子，将其离心分离后依然是两个中带，还有6个位于轻带，两个条带，A正确； B、预计第Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量＝（2×+14×）÷8＝，B正确； C、该结果证明了 DNA的复制过程是半保留复制，C错误； D、随着繁殖代数的增加，分离后中带的DNA分子的数量不变，因此中带的宽度不变，D正确。 故选：C。 2．科学家曾提出DNA复制的全保留复制、半保留复制假说，并进行了如下实验：实验一：从含15N的大肠杆菌和含l4N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100℃条件下进行热变性处理，即解开双螺旋，变成单链，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。实验二：将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA（F1DNA），将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，再测定离心管DNA单链含量，结果如图b所示。以下分析正确的是（　　） A．若实验一中热变性后再降温复性，然后进行密度梯度离心，将得到两条带 B．若实验二中繁殖两代，提取的F2DNA不做热变性处理直接进行密度梯度离心，离心管中只出现两个条带，据此推测DNA的复制方式是半保留复制 C．将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中培养24h，提取子代大