核心素养微专题6 科学思维(1) DNA复制与细胞分裂-【创新教程】2025年高考生物总复习大一轮教师用书word（人教版 单选）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　科学思维(一) DNA复制与细胞分裂 [素养必备] 1．DNA分子半保留复制图像及解读 2．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 细胞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)。 3．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。 4．“四步法”解决细胞分裂中核DNA和染色体标记问题 [素养训练] 1．取一个含有一对同源染色体的受精卵，让其在含被3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一次细胞分裂，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一次细胞分裂。下列叙述错误的是(　　) A．第一次细胞分裂中，细胞内放射性迅速升高的时期在分裂间期 B．第一次细胞分裂结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记 C．第二次细胞分裂的中期，每条染色体中仅有一条单体被标记 D．第二次细胞分裂结束后，每个子细胞中含3H的染色体数目可能不同 解析：B　[胸腺嘧啶是合成DNA的原料，而DNA的复制发生在分裂间期，因此第一次分裂过程中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂间期，A正确；第一次分裂完成后，每个子细胞中所有染色体都被标记，B错误；将人体胚胎干细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一次细胞分裂，形成的两个子细胞中每条染色体都含有3H标记(每个DNA分子的一条链被3H标记，另一条链没有被3H标记)，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一次细胞分裂，每条染色体含有2个DNA分子(1个DNA分子的一条链被3H标记，另一条链没有被3H标记，另一个DNA分子的两条链都没有被标记)，在后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并随机移向两极，因此完成两次分裂后，每个子细胞中含标记的染色体数目不一定相同，D正确；根据以上分析可知，第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记，C正确。] 2．某植物的精原细胞经过减数分裂直接产生的细胞形成单核花粉粒，每个单核花粉粒再经过一次有丝分裂发育成二核花粉粒(内有两个细胞)。科研人员分离出若干处于四分体时期的细胞并转移至含有3H标记胸腺嘧啶的培养基上继续发育成熟(不考虑互换)。下列相关描述错误的是(　　) A．若观察花粉形成的过程，必须选择幼嫩的花药为实验材料 B．减数分裂Ⅱ与二核花粉粒形成过程可通过检测染色体的3H标记加以区分 C．检测二核花粉粒中所有核DNA分子，每个DNA分子只有一条链含有3H标记的胸腺嘧啶 D．1个精原细胞分裂形成的4个二核花粉粒，依据细胞中染色体来源可分为4种类型 解析：D　[若观察花粉形成的过程，应包含减数分裂过程，因成熟花药已完成减数分裂，故必须选择幼嫩的花药为实验材料，A正确；据题干信息 “科研人员分离出若干处于四分体时期的细胞并转移至含有3H标记胸腺嘧啶的培养基上继续发育成熟” 可知，因处于四分体时期的细胞已完成DNA复制过程，减数分裂Ⅱ不再复制，故减数分裂Ⅱ的染色体均无3H标记；“单核花粉粒再经过一次有丝分裂发育成二核花粉粒”，该过程发生DNA分子的半保留复制，以3H为原料，经有丝分裂后每条染色体都被标记(每个DNA分子只有一条链含有3H标记)，B、C正确；1个精原细胞分裂形成的4个二核花粉粒，若不考虑互换，则依据细胞中染色体来源可分为2种类型(两两相同)，D错误。] 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。检测它们的放射性，下列推断错误的是(　　) 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50% C．若进行减数分裂，则减数分裂Ⅱ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：B　[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两次有丝分裂可得到4个子细胞；一个原始生殖细胞进行一次减数分裂可得到4个子细胞，A正确；第一次有丝分裂，DNA分子复制后，每条染色体含有2个DNA分子，每个DNA分子均是15N/14N。分裂结束后形成2个子细胞，每个子细胞含有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。第二次有丝分裂，DNA分子复制后，每条染色体含有2个DNA分子，其中1个DNA分子为15N/14N,1个DNA分子为14N/14N。分裂结束后共形成4个子细胞，每个子细胞含有8条染色体，含有15N/14N的染色体数为0～8，则4个子细胞中含15N的染色体的子细胞的比例是50%或75%或100%，B错误；若进行减数分裂，DNA分子复制后，每条染色体含有2个DNA分子，每个DNA分子均是15N/14N。减数分裂Ⅰ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。减数分裂Ⅱ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，C正确；若细胞分裂过程中发生了基因重组，则细胞进行减数分裂。减数分裂只复制一次，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，D正确。] 4．(不定项)(2024·山东青岛市三模)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。若不考虑互换和染色体变异，则下列叙述正确的是(　　) 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．4 个子细胞中被标记染色体的总条数最多为 4 条，最少为2 条 解析：ABD　[若2 个S基因可能插入到同一条染色体上，该精原细胞进行两次有丝分裂，考虑DNA的半保留复制和有丝分裂特点，第一次有丝分裂产生的两个子细胞均含有32P，经第二次有丝分裂，可能出现2个子细胞中含 32P,2个不含32P的情况，A正确；若两个S基因插入到两条非同源染色体中，该精原细胞进行两次有丝分裂，考虑DNA的半保留复制和有丝分裂特点，第一次有丝分裂产生的两个子细胞均含有32P，经第二次有丝分裂，由于姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞，可能出现4 个子细胞中均含32P或 3个子细胞中含32P，1个不含32P 或2个子细胞中含32P，B正确，C错误；若两个S基因插入到两条染色体中，则共有4条DNA单链被标记，该精原细胞进行两次有丝分裂或减数分裂，含32P的染色体共有4条，则4 个子细胞中被标记染色体的总条数为 4 条，若2 个S基因插入到同一条染色体上，则4 个子细胞中被标记染色体的总条数为 2 条，D正确。] 5．在研究DNA复制机制的过程中，为验证DNA分子的半保留复制方式，研究者以蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：步骤①将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。 步骤②：取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布。 (1)本实验最主要的研究方法称为　　　　　　　　　　　。实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的　　　　　　　　区，步骤①的目的是标记细胞中的　　　　　　　　分子。 (2)若第一个细胞周期的检测结果是每条染色体的姐妹染色单体都具有放射性，如图A所示。第二个细胞周期的放射性检测结果符合图中的　　　　　　　(填字母)，且第三个细胞周期的放射性检测结果符合图中的　　　　　　　　(填字母)，说明DNA分子的复制方式为半保留复制。 中期的染色体示意图(深色代表染色单体具有放射性) 解析：(1)根据步骤①中“将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间”，可以确定本实验最主要的研究方法是同位素标记法。用蚕豆根尖进行实验时，DNA复制发生在具有细胞周期的细胞的分裂间期，因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区；胸腺嘧啶是合成DNA的原料之一，因此步骤①的目的是标记细胞中的DNA分子。(2)图A中每条染色体的姐妹染色单体均含有放射性，图B中每条染色体的姐妹染色单体中只有一条含有放射性，图C中每条染色体的姐妹染色单体均不含放射性。DNA分子的复制为半保留复制。第一个细胞周期，DNA复制后每个DNA分子中只有一条链含有放射性，第二个细胞周期，每个DNA分子复制后形成两个DNA分子，一个DNA分子含有放射性，另一个DNA分子不含放射性，则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，符合题图中B；同理可知，第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条染色单体含有放射性，另一条染色单体不含放射性，符合题图中B和C。 答案：(1)同位素标记法　分生　DNA (2)B　B和C 学科网（北京）股份有限公司 $$