内容正文:
高考复习顶层设计(大一轮)
核心微讲 生物
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第六单元 遗传的分子基础
核心素养微专题 DNA 复制与细胞
分裂中染色体标记情况分析
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知识必备
解题方法:(1)首先确定细胞分裂方式,是有丝分裂还是减数分裂,有丝分裂常以一条染色体为研究对象,减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。
(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。
(3)最后图示细胞分裂过程,如图:
①标记DNA分子
②转至不含放射性培养液中培养一个细胞周期
类型一 有丝分裂过程中DNA的复制与染色体关系模型
(注:图中。表示着丝点,以15N标记的DNA为模板,以14N为原料进行两个周期培养)
这样来看,最后形成的4个子细胞有3种情况:第1种情况是4个细胞都是;第2种情况是2个细胞是,1个细胞是,1个细胞是;第3种情况是2个细胞是,另外2个细胞是。
类型二 减数分裂过程中DNA复制与染色体关系模型
若进行减数分裂,则只进行1次DNA分子的复制,其染色体中的DNA标记情况如图所示(以1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2次,但DNA只复制1次,所以四个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态,即“15N14N”。
典例示范
(2019·浙江选考,25)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是 ( )
A.1/2的染色体荧光被抑制
B.1/4的染色单体发出明亮荧光
C.全部DNA分子被BrdU标记
D.3/4的DNA单链被BrdU标记
命题意图 本题考查DNA复制和有丝分裂的知识,意在考查考生的理解能力和综合运用能力。
解题思路 DNA复制方式是半保留复制,第一次分裂结束后所有染色体的DNA分子中一条链不含BrdU,另外一条链含有BrdU;第二次分裂结束后有1/2的染色体上的DNA分子两条链均含有BrdU,1/2的染色体上的DNA分子中一条链不含BrdU,另外一条链含有BrdU;到第三次有丝分裂中期,全部DNA分子被BrdU标记,所有染色体均含有姐妹染色单体,其中有1/2的染色体上的2个DNA分子的两条链均含BrdU(荧光被抑制),有1/2的染色体上的2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含,另1个DNA分子的两条链均含BrdU,所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光。故选D。
标准答案D
提能演练
1.将某二倍体生物的精原细胞的全部核DNA分子双链用32P标记,然后置于不含放射性同位素的培养液中培养,一段时间后检测发现,某个细胞每条染色单体均带有放射性。该细胞所处的时期不可能是 ( )
A.第一次有丝分裂前期
B.第二次有丝分裂中期
C.减数第一次分裂后期
D.减数第二次分裂前期
答案与解析
解析 本题考查有丝分裂、减数分裂、DNA分子的复制方式。DNA分子复制的方式是半保留复制,即复制一次后,子代DNA的两条链一条是母链,一条是子链。根据题中信息可知全部核DNA分子用32P标记,然后置于不含放射性同位素的培养液中培养,那么复制一次后每个DNA分子都是一条链含32P,一条链不含32P,若该DNA分子再复制一次则得到的2个DNA分子一个含32P(只有一条链有),一个不含32P。第一次有丝分裂前期,DNA分子只复制了一次,因此每个DNA分子都有32P,所以每条染色单体上均带有放射性;第二次有丝分裂中期,DNA分子复制了2次,此时的DNA分子一半有32P,一半没有32P,所以只有一半的染色单体有放射性;减数分裂DNA分子复制一次而细胞连续分裂两次,所以减数第一次分裂后期和减数第二次分裂的前期,每个DNA分子都含有32P,且这两个时期都有染色单体,所以