内容正文:
素养提升课6 DNA复制与细胞分裂中
染色体标记问题
1.(2022·杭州高三二模)假设T2噬菌体的DNA含500个碱基对,其中鸟嘌呤占全部碱基的20%。一个14N标记的T2噬菌体侵染带15N标记的细菌,最后释放出50个子代噬菌体。下列叙述错误的是( A )
A.子代噬菌体的DNA、蛋白质、RNA分子均带15N标记
B.得到许多子代噬菌体说明DNA具有复制和表达双重功能
C.子代噬菌体含14N的DNA链共2条,且其碱基序列互补
D.产生这些子代噬菌体共消耗了14 700个腺嘌呤脱氧核苷酸
解析:噬菌体是DNA病毒,由DNA和蛋白质组成,没有RNA ,因此不会有带15N标记的RNA;DNA是噬菌体的遗传物质,可以复制,也可以表达形成自身的蛋白质,再和DNA组装形成新的病毒,形成许多子代噬菌体,说明DNA具有复制和表达双重功能;子代噬菌体含14N的DNA链共2条,为原来14N标记的T2噬菌体中的DNA的两条链,因此其碱基序列互补;产生50个噬菌体,相当于合成了49个DNA(原来有1个模板DNA),每个DNA中腺嘌呤脱氧核苷酸为300个,因此产生这些子代噬菌体共消耗了300×49=14 700(个)腺嘌呤脱氧核苷酸。
2.将蚕豆根尖置于含放射性3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中,培养一个细胞周期的时间。取出根尖,移至不含放射性物质的培养液中,继续培养两个细胞周期的时间。在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,检测中期细胞染色体上的放射性分布如图。下列判断错误的是( C )
A.第一个细胞周期中的染色体均如图甲所示
B.第二个细胞周期中的染色体均如图乙所示
C.第三个细胞周期中1/4的染色体如图丙所示
D.三个细胞周期中,图丙所示染色体仅出现在第三个细胞周期
解析:DNA分子的复制方式为半保留复制,将蚕豆根尖置于含放射性3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中,培养一个细胞周期的时间,则第一个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其两条染色单体都含有放射性,如图甲所示;取出根尖,移至不含放射性物质的培养液中继续培养,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条染色单体含有放射性,另一条染色单体不含放射性,即符合图乙;由于第二次分裂后期移向两极的带放射性的染色体数目不确定,因此结果也不确定;根据选项A、B、C的解释,图丙所示染色体仅出现在第三个细胞周期中。
3.取自某生物(2n=8)的一个原始生殖细胞,先用15N标记其8条双链DNA,之后置于含14N的培养基中培养,得到了4个子细胞。下列推断错误的是( B )
A.该原始生殖细胞培养期间完成了两次有丝分裂或一次完整的减数分裂过程
B.若进行有丝分裂,则4个子细胞中含15N的染色体的子细胞的比例一定是1/2
C.若进行减数分裂,则减数第二次分裂后期每个细胞中含14N的染色体均为8条
D.若细胞分裂过程中发生了基因重组,则4个子细胞中的每条染色体一定都含15N
解析:原始生殖细胞既可以进行有丝分裂,又可以进行减数分裂。一个原始生殖细胞进行2次有丝分裂可得到4个子细胞,一个原始生殖细胞进行1次完整的减数分裂可得到4个子细胞;若细胞进行有丝分裂,含15N染色体的子细胞比例至少为 1/2;减数第一次分裂结束后形成2个子细胞,每个子细胞含有4条染色体,每条染色体含有2个DNA分子,每个DNA分子均是 15N/14N。减数第二次分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,每个细胞含有8条染色体,每条染色体含有1个DNA分子,每个DNA分子均是15N/14N;若细胞分裂过程中发生了基因重组,则细胞进行减数分裂。减数分裂前的间期DNA只复制一次,细胞连续分裂两次,形成4个子细胞,每个细胞含有4条染色体,每条染色体含有1个DNA分子,每个DNA分子均是15N/14N。
4.某哺乳动物(2n=6)的一个精原细胞,基因型为Aabb,其DNA分子已全部用3H标记,将其移入普通培养液(不含放射性元素)中进行培养,若某次分裂出现如图所示细胞,下列说法错误的是( D )
A.若该精原细胞正常进行减数分裂,产生的4个精细胞中全部染色体有3H
B.与图示细胞同时产生的3个细胞的基因型可能为Aab、b、b
C.图示细胞可能直接来自一个含1对同源染色体的细胞
D.若该精原细胞正常进行有丝分裂,则第二次有丝分裂产生的每个子细胞中含3H的染色体有3条
解析:进行减数分裂时,DNA只复制一次,根据DNA分子的半保留复制,所有DNA分子复制后都是一条链含有3H标记,一条链不含3H标记,所有染色体都含有3H标记,故产生的4个精细胞中全部的染色体有3H;减数第二次分裂同有丝分裂过程,故同一次级精母细胞在正常情况下产生的2个精细胞基因型是一样的,故来自同一次级精母细胞,与图示细胞同时