第3章 微课4——DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题分析(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（人教版2019 单选）

[微突破] 一、有丝分裂中染色体的标记情况 　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，情况如图所示(以一对同源染色体为例)： 由图可以看出，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；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)。 二、减数分裂中染色体的标记情况 　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。 [微训练] 1．假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA分子均用15N标记，然后培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的精子数目为(　　) A．0　　　　 B．2　　　　 C．4　　　　 D．3 解析　根据DNA分子复制的过程可知，模板链是含15N的DNA链，原料是含14N的脱氧核苷酸，复制一次后，每个DNA分子都是一条链含有15N，另一条链含有14N，因此在减数分裂产生的四个精子中，每一个精子中的DNA组成都是一条链含15N，另一条链含14N，所以减数分裂形成的四个精子中所有的DNA均含有15N，C正确。 答案　C 2．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　第二次分裂前的间期，DNA进行复制，形成的染色体中一个DNA的两条链均含31P，另一个DNA中一条链含有32P，另一条链含31P，在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总条数是40，被32P标记的染色体条数是20，B错误。 答案　B 3．取某雄果蝇(2N＝8)的一个精原细胞，在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中培养至完成一个细胞周期，然后在未标记的培养基中继续完成减数分裂过程。下列有关叙述错误的是(　　) A．该精原细胞完成一个细胞周期后，每个子细胞中都有8个核DNA被3H标记 B．减数分裂过程中，一个初级精母细胞中含有 3H标记的染色体共8条 C．减数分裂过程中，一个次级精母细胞中可能有2条含3H的Y染色体 D．减数分裂完成后，至少有半数精细胞中含有3H标记的染色体 解析　精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，只在分裂间期DNA复制1次，所以细胞分裂完成后得到的每个子细胞都有8个核DNA的1条链被3H标记，A正确；精原细胞经过减数分裂前的间期成为初级精母细胞，在间期时DNA复制1次，每条染色体中都有1条染色单体被标记，因此每条染色体都被标记，B正确；减数分裂过程中，一个次级精母细胞中最多可能有1条含3H的Y染色体，C 错误；减数分裂完成后得到含有3H标记的染色体的细胞占50%～100%，D 正确。 答案　C 4．将含有一对同源染色体、其DNA分子都已用32P标记的1个精原细胞，在只供给含31P的原料中先进行一次有丝分裂，产生的两个子细胞再各自进行减数分裂。则最终所产生的8个精子中，被32P标记的精子可能有(　　) A．2或4个　　　　　 B．2、4或6个 C．4、6或8个 D．4个 解析　由题干可知：1个精原细胞中2个DNA分子都用32P标记，在只供给含31P的原料中先进行一次有丝分裂，产生两个子细胞，这两个子细胞含有的两个DNA分子都是一条链含有32P，另一条链含有31P；两个子细胞再在31P的环境中各自进行减数分裂，在减数分裂前的间期，DNA进行复制，每个细胞中的两个DNA分子经过复制形成四个DNA分子，这四个DNA分子中，有两个DNA是一条链含有32P，另一条链含有31P，还有两个DNA只含31P。减数分裂结束后，这四个DNA分子平均分配给四个精子，每一个精子只含一个DNA分子，因此每个细胞减数分裂形成四个精子，其中有两个精子既含32P，也含31P，还有两个精子只含31P，即被32P标记的精子有4个。 答案　D 5．将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n＝12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。某普通培养液中的第三次有丝分裂中期，根据图示，判断该细胞中染色体的标记情况最可能是(　　) A．12个b B．6个a,6个b C．6个b,6个c D．b＋c＝12个，但b和c数目不确定 解析　在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有1条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性，在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开形成两条子染色体随机移向细胞两极，即第二次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有1条染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但二者之和肯定为12。 答案　D 6．将正常生长的玉米根尖分生区细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，待其完成一个细胞周期后，再转入不含3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，让其再完成一个细胞周期。此时获得的子细胞内DNA分子不可能为(只考虑其中一对同源染色体上的DNA分子)(　　) A．② B．①② C．③ D．③④ 解析　将正常生长的玉米根尖分生区细胞放在含3H标记的培养液中培养一个细胞周期，根据DNA半保留复制的特点， 细胞中每个DNA分子均为一条链含3H，另一条链不含3H；然后转入不含3H标记的培养液中培养一个细胞周期，由于在有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，形成的子染色体随机移向细胞两极，故得到的子细胞有两种组合，具体过程如图所示(图中第二次有丝分裂以第一次有丝分裂产生的1个子细胞为例)： 结合题图，两次有丝分裂产生的子细胞类型不可能出现题图②所示情况。 答案　A 7．(2024·池州高一期末)将人骨髓干细胞置于3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(合成DNA的原料)培养液中，连续培养至第2次分裂的中期。下列叙述错误的是(　　) A．细胞中含3H标记的染色体数为46 B．细胞中含3H标记的染色单体数为46 C．两条脱氧核苷酸链都含3H的核DNA分子数为46 D．只有一条脱氧核苷酸链含3H的核DNA分子数为46 解析　由于人体细胞含46条染色体，根据半保留复制原则可知，干细胞第1次分裂间期进行复制，所有染色体的DNA双链中均有一条被3H标记，在第2次分裂间期进行复制，也是利用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，故第2次分裂的中期每条染色体的两条染色单体上的DNA都含3H，A正确；由A可知，第1次分裂结束后，每条染色体的DNA双链均有1条被3H标记，经第2次分裂间期复制时，DNA双链分别作为模板进行复制，原本被标记的DNA单链与新合成的DNA互补链均被标记，其所在的染色单体46条全部被标记，原本未被标记的DNA单链的互补链也被标记，即第2次复制后原本未被标记的DNA单链所在的46条染色单体也被标记，故在第2次分裂中期，共计有92条染色单体被3H标记，B错误；由B可知，第2次复制后，以第1次被标记的DNA单链为模板新合成的DNA，两条脱氧核苷酸链都含3H，有46个，以第1次未被标记的DNA单链为模板新合成的DNA，只有1条脱氧核苷酸链都含3H，有46个，故两条脱氧核苷酸链都含3H的核DNA分子数为46，C、D正确。 答案　B 8．BrdU在DNA复制过程中能替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸。由于含BrdU的情况不同，染色单体着色的深浅也不同：当DNA只有一条单链掺有BrdU时，则染色单体着色深；当DNA的两条单链都掺有BrdU时，则染色单体着色浅。现将豌豆根尖分生区细胞放在含有BrdU的培养基中培养，对处于不同细胞周期的细胞进行染色、制片后，在显微镜下可观察每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。下列有关说法不正确的是(　　) A．在此实验中，DNA中的碱基A可以与碱基T、BrdU进行配对 B．第一次分裂的中期，每条染色体中的染色单体均着色深 C．第二次分裂的中期，每条染色体中一条染色单体为深色，另一条为浅色 D．第三次分裂的中期，不可能出现每条染色体中的染色单体均着色浅的细胞 解析　由于DNA是半保留复制，在此实验中DNA复制时，DNA中的碱基T可以与碱基A进行配对，由于BrdU在DNA复制过程中能替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸，因此碱基A可以与碱基T、BrdU进行配对，A正确；在第一次分裂的中期，每条染色体上的每个DNA分子的一条单链不含BrdU，另一条单链含有BrdU，所以染色单体均着色深，B正确；在第二次分裂的中期，每条染色体上的两个DNA分子的情况是一个DNA分子的两条单链均含BrdU；另一个DNA分子的一条单链含BrdU，另一条单链不含BrdU，所以每条染色体的染色单体中一条着色深，一条着色浅，C正确；第二次细胞分裂过程中，着丝粒分裂后，若着色浅的染色体均移向了同一极，则该细胞在下一次分裂中期时，每条染色体中的染色单体均着色浅，D错误。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $$