高考生物二轮复习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（2份，原卷版+解析版）

这是一份高考生物二轮复习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（2份，原卷版+解析版），文件包含20252026学年度六年级第一学期数学科北师大版第一单元测试卷A卷docx、参考答案与详情解析docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共5页， 欢迎下载使用。
一、TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc90131934" 热点题型归纳 PAGEREF _Tc90131934 \h 1
\l "_Tc90131936" 【题型一】 探究DNA半保留复制方式的假说—演绎过程分析 PAGEREF _Tc90131936 \h 1
\l "_Tc90131937" 【题型二】 DNA复制过程中相关物质数量变化规律4
\l "_Tc90131938" 【题型三】DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题6
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．①B．②C．③D．④
【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
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，提取子代大肠杆菌的DNA经实验二的相关处理后，l4N条带与15N条带峰值的相对比值为15：1，则大肠杆菌的分裂周期为8h
D．根据图a、图b，不能判断DNA的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”
3．将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌（拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶）放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA（虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链）。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是（ ）
A．DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型，比例为1：3
B．DNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律
C．复制n次需要胞嘧啶的数目是个
D．复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2a+1﹣2条
【题型二】 DNA复制过程中相关物质数量变化规律
【典例分析】假设一个双链均被32P标记的DNA由2000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，将其置于只含有31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是（ ）
A．该DNA分子中含有氢键的数目为5200个
B．复制3次后，所有子代DNA分子中含有31P的分子占
C．复制3次后，所有子代DNA分子中含有32p的脱氧核崔酸单链与含有31P的脱氧核苷酸单链之比为1：7
D．复制过程共需要8400个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
【提分秘籍】
DNA复制过程中相关物质数量变化规律
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
1．DNA分子数
①子代DNA分子数＝2n个。
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。
③不含亲代链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。
2．脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。
②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。
③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
3．消耗的脱氧核苷酸数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸m×(2n－1)个；第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1。
(1)用15N标记的DNA分子，放入含14N的培养基中进行复制，当测得含有15N的DNA分子数为12.5%时，该DNA分子复制了几次？
提示：4次。含15N的DNA分子在含14N培养基中复制n次，则形成2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子占2/2n，已知2/2n＝12.5%，则n＝4。
(2)DNA复制n次与第n次复制各形成多少个DNA分子？
提示：DNA复制n次形成2n个DNA分子，第n次复制形成2n－1个DNA分子。
【变式演练】
1．一个被32P标记的噬菌体，侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个。下列叙述错误的是（ ）
A．噬菌体DNA复制4次后共需要15（m﹣n）个腺嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体的DNA含有（2m+n）个氢键
C．该噬菌体繁殖4次，子代中只有2个噬菌体含有32P
D．大肠杆菌的嘌呤与嘧啶之比与噬菌体的嘌呤与嘧啶之比相同
2．已知某DNA分子含有1 000个碱基对，其中一条链中A：G：T：C＝1：2：3：4．如果该DNA分子连续复制了3次，则下列说法正确的是（ ）
A．共形成了8个DNA分子，其中有7个DNA分子中的脱氧核苷酸长链完全是新合成的
B．新合成的子代DNA分子中，A：G：T：C＝1：2：3：4
C．第3次复制时，需要游离的含A的脱氧核苷酸1600个
D．该DNA分子碱基排列方式共有42000种
3．质粒是一种在细菌中独立存在于拟核DNA之外，能够自主复制的小型双链环状DNA分子，也是微生物遗传、分子遗传、基因工程等研究领域常用的实验对象。某质粒中含有400个碱基，其中一条链上A：G：T：C＝1：2：3：4。下列表述正确的是（ ）
A．该质粒分子中的碱基数、脱氧核苷酸数与磷酸二酯键数相同
B．该质粒分子连续复制两次，共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸320个
C．该质粒分子中4种碱基的比例为A：G：T：C＝3：4：1：2
D．该质粒分子中的携带的遗传信息蕴藏在4种碱基排列方式之中
【题型三】 DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
【典例分析】将两条单链均被32P标记的S基因导入某动物的精原细胞中（该细胞不含32P标记），选取染色体中插入2个S基因的精原细胞，再置于不含32P的培养液中培养，得到4个子细胞，检测子细胞中的标记情况。若不考虑交叉互换和染色体变异，则下列叙述不正确的是（ ）
A．可能出现2个子细胞中含32P，2个不含32P的情况
B．可能出现3个子细胞中含32P，1个不含32P的情况
C．若4个子细胞中均含32P，则精原细胞一定进行了减数分裂
D．所有子细胞中被标记染色体的总条数最多为4条，最少为2条
【提分秘籍】
1.进行有丝分裂的细胞在细胞增殖过程中核DNA和染色体的标记情况分析
DNA复制一次细胞分裂一次。如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0～2n(以体细胞染色体数为2n为例)。
2．进行减数分裂的细胞在分裂过程中核DNA和染色体的标记情况分析
在进行减数分裂之前，DNA复制一次，减数分裂过程中细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结果(以一对同源染色体为例)。
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。
【变式演练】
1．若某动物（2n＝8）的一个精原细胞内所有核DNA的核苷酸链均被32P标记，经过两次分裂，对所产生的4个子细胞中被32P标记的核DNA条数的分析（原料不含放射性），正确的是（ ）
A．若精原细胞进行的是有丝分裂，则每个子细胞中均有2条被32P标记
B．若精原细胞进行的是减数分裂，则每个子细胞中均有2条被32P标记
C．若精原细胞进行的是有丝分裂，则每个子细胞中均有4条被32P标记
D．若精原细胞进行的是减数分裂，则每个子细胞中均有4条被32P标记
2．将某一经3H充分标记核DNA的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含3H的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂。下列有关说法正确的是（ ）
A．若进行减数分裂，则子细胞含3H的DNA分子数为
B．若进行有丝分裂，则子细胞含3H的染色体数一定为N
C．若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中发生了基因重组
D．若子细胞中有的染色体不含3H，原因是同源染色体彼此分离
3．用32P标记某植物体细胞（含12条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带32P标记的情况是（ ）
A．带有32P标记的DNA分子数与染色体数相同
B．带有32P标记的染色体有6条
C．每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P标记
D．每条染色体中带有32P标记的DNA单链为0条或1条
1．关于DNA复制过程中两条子链是如何延伸的，有科学家提出半不连续复制模型，其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接。以下不是该模型确立所依据的证据的是（ ）
阻断DNA连接酶的活性，正在增殖的大肠杆菌中会出现短片段子链的积累
B．将正在增殖的大肠杆菌与用放射性同位素3H标记的胸苷混合，较短时间内即可出现具有放射性的短片段子链
C．将正在增殖的大肠杆菌与用放射性同位素如标记的胸苷混合，较长时间后测定，长片段子链所占的比例会增加
D．将大肠杆菌在含15N的培养液中培养若干代后，转移到含14N的培养液中，提取DNA进行密度梯度离心，子一代DNA出现在中带位置
2．某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸（dATP，dA﹣Pα～Pβ～Pγ）等材料制备了含有32P标记的 DNA片段M（两条链均被标记）。下列叙述错误的是（ ）
A．dATP去掉两个磷酸基团后是构成DNA的基本组成单位之一
B．制备DNA片段M时，所用dATP的γ位磷酸基团中的磷必须是32P
C．DNA片段M放入不含标记的环境中复制n代后，含32P的脱氧核苷酸链占总链数的
D．制备DNA片段M过程中，dATP既提供了原料又提供了能量
3．某研究小组以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术和密度梯度离心方法进行实验，探究DNA复制方式是半保留复制还是全保留复制。实验一：分别从只含15N和只含14N的大肠杆菌中各提取若干亲代DNA，混合后热变性处理成单链，再离心处理；实验二：将只含15N的大肠杆菌转移至含14N的培养液中，培养若干代后提取DNA，热变性处理成单链后再离心处理。以下分析正确的是（ ）
A．对比实验一和实验二条带数量，则可判断DNA复制是半保留复制
B．实验二中若培养两代后，则含14N的单链占全部单链的比例为
C．实验一中热变性后若降温复性成双链再离心，则离心管中可能会得到三个条带
D．实验二中若培养两代后，将提取的DNA直接离心，根据条带数可判断是半保留复制
4．将一个不含有放射性同位素标记的大肠杆菌（其拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶）放在含有32P﹣胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，培养一段时间后，检测到如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种类型的拟核DNA（虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链）。下列有关该实验结果的分析，正确的是（ ）
A．该拟核DNA分子中每个脱氧核糖都与2分子磷酸基团相连
B．第二次复制产生的子代拟核DNA分子中Ⅰ、Ⅱ两种类型的比例为1：3
C．复制n次需要胞嘧啶的数目是（2n﹣1）×（m﹣a）÷2
D．拟核DNA分子经复制后分配到两个细胞时，其上的基因的遗传遵循基因的分离定律
5．为研究DNA的复制方式，科学家让大肠杆菌先在15N的培养基中培养若干代，使DNA的所有氮元素均为15N标记（离心结果见甲试管），后转至含14N的培养基中培养。大肠杆菌每20min繁殖一代，每20min提取大肠杆菌的DNA进行离心，部分实验结果如图中乙、丙两支试管所示，下列有关说法错误的是（ ）
A．本实验所用技术包括同位素标记技术和离心技术
B．大肠杆菌培养40min后才能出现丙试管的结果
C．在14N培养基繁殖三的后仅部分大肠杆菌DNA含14N
D．本实验结果可以证明DNA分子的复制方式为半保留复制
6．14N和15N是N元素的两种稳定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。为探究DNA复制的方式，科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，繁殖若干代得到的大肠杆菌，其DNA几乎都被15N标记；再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养。收集不同时期的大肠杆菌，提取DNA并进行离心处理，离心后试管中DNA的位置如图所示。下列推测不合理的是（ ）
A．子代DNA的两条链可能都含有15N
B．1号带中的DNA的氮元素都是14N
C．2号带证明DNA复制方式为半保留复制
D．3号带的DNA为亲代大肠杆菌的DNA
7．让人的一个精原细胞在被3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一次有丝分裂形成2个精原细胞然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂形成8个精细胞（无交叉互换）下列叙述错误的是（ ）
A．在细胞有丝分裂中，细胞内放射性同位素迅速升高的时期是分裂间期
B．在细胞有丝分裂形成的两个精原细胞的全部染色体中，都具有放射性
C．减数第一次分裂形成的4个次级精母细胞的全部染色体中，一半具有放射性
D．减数第二次分裂最终形成的8个精细胞的全部染色体中，一半具有放射性
8．对哺乳动物性腺某一细胞的一对同源染色体上未经复制的DNA进行放射性同位素标记，然后在普通培养基上经分裂后产生4个子细胞。下列叙述正确的是（ ）
A．若4个子细胞带有放射性，则一定进行减数分裂
B．若1个子细胞不带有放射性，则一定进行有丝分裂
C．若进行有丝分裂，则中期带有放射性的同源染色体分别排列在赤道板两侧
D．若进行减数分裂，则第一次分裂后期移向细胞一极的一个染色体组中有两条染色体带有放射性