-2024年高考生物实验专项训练：同位素标记类实验（解析版）

-2024年高考生物实验专项训练：同位素标记类实验 一、单选题 1．中科院古脊椎所的科研人员通过同位素研究分析发现，食草动物比混食动物和食叶动物更适应环境。下列关于同位素应用的叙述错误的是（　　） 选项 实验材料 同位素标记物质 研究对象 A 豚鼠的胰腺腺泡细胞 3H标记的亮氨酸 分泌蛋白的合成和分泌过程 B 小球藻叶片 14CO2 呼吸作用中CO2转化的途径 C 噬菌体 32P标记的DNA 35S标记的蛋白质 T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程 D 小球藻悬液 C18O2、H218O 光合作用产生氧气的来源 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【分析】同位素标记法在生物学中具有广泛的应用： （1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质； （2）用3H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程； （3）15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制； （4）卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物； （5）鲁宾和卡门用18O标记水和二氧化碳，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。 【详解】A、向豚鼠的胰腺腺泡细胞注射用3H标记的亮氨酸，来研究分泌蛋白的合成与分泌过程，利用追踪元素的放射性，A正确； B、呼吸作用中，二氧化碳是产物，不是原料，标记二氧化碳无法研究CO2转化的途径，B错误； C、噬菌体侵染实验中，P是DNA特有元素，S是蛋白质特有元素，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2 噬菌体，并用经过标记的噬菌体侵染未经标记的大肠杆菌，证明DNA 是T2 噬菌体的遗传物质，C正确； D、鲁宾和卡门用18O分别标记C18O2、H218O，研究光合作用产生氧气的来源，D正确。 故选B。 2．利用同位素标记技术进行的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验是人类探究遗传物质的过程中非常重要的实验。对如图所示实验的相关分析正确的是（ ） A．若在子代噬菌体乙中检测到放射性，则不需要对照即可证明DNA是遗传物质 B．若图中实验所用同位素均为32P，则子代噬菌体甲和乙带有放射性的概率分别是100%和0 C．用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中上清液具有放射性一定是保温时间过短造成的 D．若让35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，搅拌不充分会使沉淀物中出现较高放射性 【答案】D 【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。 2、噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。 3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。 【详解】A、若在子代噬菌体乙中检测到放射性，说明噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌，仅据此不能证明DNA是遗传物质，还需要对照才可证明DNA是遗传物质，A错误； B、噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需原料来自大肠杆菌，且DNA复制方式为半保留复制，因此若图中实验所用同位素均为32P，则子代噬菌体甲带有放射性的概率是100%，子代噬菌体乙有少量带有放射性，概率并不为0，B错误； C、用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中上清液具有放射性的原因是保温时间过短或过长，C错误； D、若让35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，搅拌不充分会导致部分蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌上，离心后使沉淀物中出现较高的放射性，D正确。 故选D。 3．在生物遗传的探索过程中，不同的科学家用不同的材料多角度去论证问题，下列叙述正确的是（ ） A．孟德尔利用豌豆做杂交实验，设计自交实验对假说进行验证，发现了分离和自由组合定律 B．摩尔根利用果蝇做眼 ... ...