微专题(四) DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 单选）

第3章 基因的本质 微专题(四)　DNA复制与细胞分 裂中的染色体标记问题 类型一　 有丝分裂中染色体的标记情况 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 类型二　 减数分裂中染色体的标记情况 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，以一条染色体为例，画出细胞分裂示意图并标注DNA分子所含氮元素的情况： (1)第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA。 (2)第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。 【点拨】　若只复制一次，产生的子染色体都带有15N标记，若复制两次，产生的子染色体只有一半带有15N标记。 【对点练习】 1.(2024·福建南平高一期中)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　) A.每条染色体的两条单体都被标记 B.每条染色体中都只有一条单体被标记 C.只有半数的染色体中一条单体被标记 D.每条染色体的两条单体都不被标记 解析：选B。DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H－T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H－T、一条不含，然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期，每个DNA复制能得到两种DNA位于一条染色体的两条染色单体上，一种是一条链含3H一条链不含，一种是两条链都不含放射性标记，因此每条染色体的1条单体被标记，1条染色单体不被标记，A、C、D错误，B正确。 2.(2024·江苏无锡高一检测)5­溴尿嘧啶(BrdU)与胸腺嘧啶脱氧核苷类似，能够与腺嘌呤(A)配对，掺入新合成的DNA子链中。DNA的一条链含有BrdU的染色单体为α型，DNA的两条链均含BrdU的染色单体为β型。将洋葱根尖分生组织的某一细胞放在含BrdU的培养液中进行培养时，所有子细胞的分裂都同步进行。关于子细胞(2n＝16)处于第二、三个细胞周期时的姐妹染色单体情况的叙述，错误的是(　　) A.第二次分裂中期每个细胞含α型染色单体16条 B.第二次分裂中期所有细胞中的α型染色单体共32条 C.第三次分裂中期每个细胞中的α型染色单体为0～16条 D.第三次分裂中期所有细胞中的α型染色单体共48条 解析：选D。在第一个细胞周期的间期，DNA复制一次，中期每条染色单体上的DNA分子中都有1条母链不含BrdU，1条子链含BrdU，染色单体全为α型，第二个细胞周期，DNA复制一次，中期每条染色体上的两条染色单体中，有一条染色单体中的DNA是一条链含BrdU，另一条链不含BrdU的α型，另一条染色单体中的DNA是两条链都含BrdU的β型，所以第二次分裂中期每个细胞(2n＝16)的每条染色体的一条染色单体为α型，另一条染色单体为β型，含α型染色单体16条，A正确； 通过第一次分裂产生2个细胞，第二次分裂中期每个细胞(2n＝16)的每条染色体的一条染色单体为α型，另一条染色单体为β型，含α型染色单体16条，因此第二次分裂中期所有细胞中含有α型染色单体共16×2＝32条，B正确；有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，由于分开的染色单体随机进入一个细胞，在形成的子细胞中含有α型染色体为0～16条，因此第三次分裂中期每个细胞中的α型染色单体为0～16条，C正确；洋葱根尖分生组织细胞中含有16条染色体，共32条不含BrdU的DNA单链，则第三次分裂中期4个细胞中含α型染色单体共32条，D错误。 3.用32P标记了某玉米体细胞(正常体细胞含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，完成了两次细胞分裂。下列有关叙述错误的是(　　) A.在第一次细胞分裂的中期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染色体数分别是20和20 B.在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染色体数分别是40和40 C.在第一次分裂完成后，形成的两个子细胞中染色体上的DNA都是有一条链含32P，另一条链不含32P D.在第二次分裂完成后，形成的四个子细胞中含32P的染色体数从0到20都有可能 解析：选B。第二次分裂前的间期，DNA进行复制，形成的染色体中一个DNA的两条链均不含32P，另一个DNA中一条链含32P，另一条链不含32P。在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总数是40，被32P标记的染色体条数是20，B错误。 用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)： 由图可以看出，在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA，子细胞的所有染色体都含15N。 【点拨】　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。 【对点练习】 4.(2024·河南安阳高一检测)某动物(2n＝12)精原细胞，其所有DNA双链都用32P进行标记，然后将其放入含31P的培养基中培养并进行一次有丝分裂，再诱导进行减数分裂，检测某个处于减数分裂Ⅱ后期的细胞(不考虑染色体的互换)。下列相关叙述正确的是(　　) A.该细胞的染色体数是体细胞的一半 B.该细胞的核DNA数是体细胞的2倍 C.该细胞含有的放射性染色体数为12条 D.该细胞产生的精细胞的DNA可能全为31P 解析：选D。经过减数分裂Ⅰ，得到的两个次级精母细胞的染色体数是体细胞中染色体总数的一半。但减数分裂Ⅱ后期，由于每条染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体分开成为染色体，所以此时染色体数目暂时加倍为12条，等于体细胞的染色体数目，A错误。处于减数分裂Ⅱ后期的细胞的核DNA数与体细胞的相同，B错误。该精原细胞先进行一次有丝分裂(结果2个子细胞每条染色体上的DNA分子一条链为32P标记，另一条链为31P)，再进行减数分裂(复制后，细胞中每条染色体上一条姐妹染色单体上的DNA分子一条链为32P，另一条链为31P，另一条姐妹染色单体上的DNA分子2 条链都为31P)，减数分裂Ⅰ结束后，每个次级精母细胞每条染色体上一条姐妹染色单体上的DNA分子一条链为32P，另一条链为31P，另一条姐妹染色单体上的DNA分子2条链都含31P，共有6条染色体。在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成子染色体，染色体数目加倍，细胞中有12条染色体，其中有6条染色体含32P，具有放射性，有6条染色体只含31P，染色体分配到精细胞中时是随机的，因此产生的精细胞的DNA可能全为31P，C错误，D正确。 5.(2024·陕西西安高一期末)用32P标记了果蝇(2n＝8)精原细胞DNA分子的双链，再将这些细胞置于只含31P的培养液中培养，发生了如图A→C和C→H的两个细胞分裂过程。下列相关叙述正确的是(　　) A.BC段细胞中都有2条Y染色体 B.EF段细胞中可能有2条Y染色体 C.EF段细胞中含32P的核DNA有8个 D.FG段细胞中含32P的染色体的数目为4条或8条 解析：选C。BC表示有丝分裂前、中、后期，其中只有后期含有两条Y染色体，A错误；EF表示减数分裂Ⅰ，细胞中只有一条Y染色体，B错误；根据DNA的半保留复制，D点时的DNA分子中一条链含32P，一条链含31P，所以EF段细胞中含32P的核DNA有8个，C正确；FG表示减数分裂Ⅱ前、中期，细胞中含32P的染色体是4条，D错误。 6.(2024·山东聊城高一期中)将两个双链均被3H标记的A基因导入某动物(2n＝42)精原细胞的染色体中，然后置于不含3H的培养液中培养，经过两次细胞分裂后产生4个子细胞，测定子细胞的染色体被标记情况。不考虑染色体片段的交换等情况，下列叙述错误的是(　　) A.若4个子细胞中只有2个含有3H，则可能进行了有丝分裂 B.可能出现3个子细胞中含3H、1个子细胞中不含3H的情况 C.每个子细胞中含有的基因A的数量是0个或2个 D.4个子细胞中3H标记的染色体总数最多为4条，最少为2条 解析：选C。若两个A基因插入两条染色体中，则共有4条DNA单链被标记，则该精原细胞进行两次有丝分裂或减数分裂，含3H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；若两个A基因插入同一条染色体上，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为2条，因此若4个子细胞中只有2个含有3H，则可能进行的是有丝分裂或减数分裂，无论是减数分裂还是有丝分裂，4个子细胞中3H标记的染色体总数最多为4条，最少为2条，A、D正确。 两个A基因可能插入一条或两条染色体上，若两个A基因插入两条染色体中并进行的是有丝分裂时，则共有4条DNA单链被标记，进行复制后，有4条染色体含有标记，分裂后期，染色体随机分配，则有丝分裂形成的子细胞中被3H标记的染色体数可能为0、1、2，可能出现3个子细胞中含3H、1个子细胞中不含3H的情况，B正确。若两个A基因插入非同源染色体上并进行减数分裂时，减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，则每个子细胞中有0个或1个或2个A基因，C错误。 $$