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一轮 · 生物
科学思维6 标记DNA的去向分析
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(2021·浙江卷)在DNA复制时,5溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色,DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养,取根尖用Giemsa染料染色后,观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是 ( )
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A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还能观察到深蓝色的染色单体
答案:C
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解析:结合题干信息“在DNA复制时,5溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链”“DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色”分析,第一个细胞周期,每个DNA分子进行一次复制,复制后子代DNA分布在每条染色体的两条染色单体中,由于DNA分子的复制是半保留复制,因此所有的染色体中两条染色单体均呈深蓝色,A正确;第二个细胞周期是在第一个细胞周期完成的基础上进行的,由于DNA分子的半保留复制,由一个DNA分子复制得到的两个子代
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DNA分子中,其中一个子代DNA中只有一条链含有BrdU,另一个子代DNA的两条链均含有BrdU,从而使复制后的染色体的一条染色单体呈深蓝色,另一条呈浅蓝色,B正确;第三个细胞周期是在第二个细胞周期完成的基础上进行的,第二个细胞周期的分裂后期,着丝粒分裂,染色单体分开,形成两条子染色体,含不同类型DNA的染色体(DNA分子的双链都含有BrdU的染色体复制后,两条染色单体着色相同;DNA分子只有一条链含有BrdU的染色体复制后,两条染色单体着色不同)随机移向细胞两极,子细胞中有0~n个(n为此植物体细胞
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中的染色体数)DNA分子只有一条链含有BrdU的染色体,第二个细胞周期完成后得到的子细胞进入第三个细胞周期,经间期染色体复制后,细胞中染色单体着色不同的染色体有0~n条,C错误;由于DNA的半保留复制,根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,总有部分DNA只有一条链含有BrdU,而含有这样DNA的染色单体呈深蓝色,D正确。
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1.从两种细胞分裂方式分析染色体标记情况
(1)有丝分裂中子染色体标记情况分析
①过程图解(一般只研究一条染色体)
复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素)
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转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期:
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②规律总结:若只分裂一次,产生的子染色体都带有标记;若分裂两次,产生的子染色体只有一半带有标记。
(2)减数分裂中子染色体标记情况分析
①过程图解:减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象,如图:
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②规律总结:由于减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,因此产生的子染色体都带有标记。
2.利用模型分析子细胞中染色体标记情况
此类问题可通过构建模型图解答,如图所示(有丝分裂过程):
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这样来看,最后形成的4个子细胞有三种情况:第一种情况是4个细胞都是
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;第二种情况是2个细胞是,1个细胞是,1个细胞是;第三种情况是2个细胞是,另外2个细胞是。
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3.四步绘图解决细胞分裂中染色体标记问题
第一步 画出含一条染色体的细胞图,画出该条染色体上的1个DNA分子,用竖实线表示含同位素标记
第二步 画出复制一次,分裂一次的子细胞染色体图,画出染色体上的DNA链,未被标记的新链用竖虚线表示
第三步 再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况
第四步 若继续推测后期情况,可想象着丝粒分裂,染色单体分开的局面,进而推测子细胞染色体的情况
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1.某动物(2N=4)的一个精原细胞所有核DNA分子的一条链均被32P标记,在含31P的培养液中完成减数分裂,得到4个精细胞。下列有关这4个精细胞放射性含量的分析,正确的是( )
A.若只有1个精细胞有放射性,则这1个精细胞的2个核DNA分子的双链均被32P标记
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B.若只有2个精细胞有放射性,则这2个精细胞的2个核DNA分子的双链均被32P标记
C.若只有3个精细胞有放射性,则这3个精细胞的2个核DNA分子的一条链均被32P标记
D.若只有4个精细胞有放射性,则这4个精细胞的1个核DNA分子的一条链被32P标记
答案:D
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