第6单元 微专题4 DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（人教版不定项版）

高考总复习 生物学 微专题 4 DNA复制与细胞 分裂中染色体标记问题 1．DNA复制后DNA分子的存在位置与去向 (1)2个子DNA位置：当1个DNA分子复制形成2个新DNA分子后，这2个子DNA位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，如下图所示： (2)子DNA去向：在有丝分裂后期或减数分裂 Ⅱ 后期，当着丝粒分裂时，两条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。 2．细胞分裂中标记染色体去向的分析 (1)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)： 项目 第一次有丝分裂中期 第一次有丝分裂后期 第二次有丝分裂中期 第二次有丝分 裂后期 15N标记的 染色体数 2n 4n 2n 2n 15N标记的 染色单体数 4n 0 2n 0 1个细胞经两次有丝分裂产生的4个子细胞中有2或3或4个细胞含有15N标记的染色体；每个子细胞含15N标记的染色体为0～2n条。 (2)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)： (3)先进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂细胞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的培养液中进行一次有丝分裂，再继续在含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)： 若该生物正常体细胞的核DNA数为2n，则经上述过程形成的子细胞中含15N标记DNA的个数为0～n个。 3．“四步法”解决细胞分裂中核DNA和染色体标记问题 1．(2025·广西桂林模拟)将DNA分子双链被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(　　) D 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条姐妹染色单体中仅有1条具有放射性，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条姐妹染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但两者之和肯定为12，D正确。 2．(2025·湖南长沙模拟)将全部核DNA分子双链经32P标记的1个果蝇精原细胞(2n＝8)置于不含32P的培养基中培养，先经过一次有丝分裂，再经过一次完整的减数分裂，产生了8个染色体数目正常的精细胞。下列有关说法正确的是(　　) D A．有丝分裂中期和减数分裂 Ⅰ 中期细胞内标记的染色单体数相同 B．有丝分裂后期和减数分裂 Ⅰ 后期细胞内标记的染色体数相同 C．减数分裂 Ⅰ 后期和减数分裂 Ⅱ 后期细胞内染色体数不相同，标记的染色体数相同 D．产生的8个精细胞，每个细胞内含有4条染色体，含32P的染色体最多有4条 解析：有丝分裂中期和减数分裂 Ⅰ 中期细胞内染色体数相同，因为是先经过有丝分裂后经过减数分裂，所以有丝分裂全部染色单体都被标记，减数分裂 Ⅰ 中期只有一半的染色单体被标记；有丝分裂后期着丝粒分裂，使染色体数目加倍，减数分裂 Ⅰ 后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，数目不变，所以前者是后者的2倍；减数分裂 Ⅱ 后期着丝粒分裂，所以减数分裂 Ⅰ 后期和减数分裂 Ⅱ 后期细胞内染色体数相同，但标记的染色体数不同；产生的8个精细胞，每个细胞内含有4条染色体，被32P标记的染色体数目不确定，由初级精母细胞(含8条32P标记的染色体)获得的次级精母细胞中含4条标记的染色体，因此产生的精细胞中含32P的染色体最多有4条。 3．将某雄性动物细胞的全部DNA分子的两条链经32P标记(染色体数为2n)后，置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的放射性情况。下列推断正确的是(　　) A．若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2 B．若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1 C．若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂 D．若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂 B 解析：若进行有丝分裂，第一次有丝分裂后，子细胞都含有标记(每条染色体上的DNA分子只有1条链被标记)；第二次有丝分裂复制后，每条染色体只有1条染色单体被标记，有丝分裂后期，染色单体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞为2个或3个或4个，因此含有32P染色体的子细胞比例为1/2或3/4或1，A错误；若子细胞中的染色体都含32P，说明DNA只复制一次，则一定进行减数分裂，C错误；若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行的是有丝分裂，D错误。 4． (不定项) (2025·山东潍坊模拟)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察(以一条模板DNA为观察对象)。下列推测错误的是(　　) CD A．1/2的染色体荧光被抑制 B．1/4的染色单体发出明亮荧光 C．仅有部分DNA分子被BrdU标记 D．3/4的DNA单链被BrdU标记 解析：第一个细胞周期结束，每条染色体DNA都是一条链为旧链，一条链为新链，发荧光；第二个细胞周期结束时，有一半染色体的DNA两条链都是新链，荧光被抑制(记作甲类型)，有一半染色体DNA一条链是旧链、一条链是新链，发荧光(记作乙类型)；这样的染色体再次进入下一个细胞周期，在中期时，甲类型的染色体上有一条染色单体发荧光，一条应该被抑制；乙类型的染色体上两条染色单体都是荧光被抑制，所以有一半的染色体荧光被抑制，A正确；染色单体发出明亮荧光比例为1/2×1/2＝1/4，B正确；所有DNA分子都含有新合成的DNA链，所以全部DNA分子被BrdU标记，C错误；亲本单链占的比例为1/8，所以新合成单链被BrdU标记比例为1－1/8＝7/8，D错误。 5．某研究小组采用放射性同位素14C进行了两组动物细胞学实验 实验一：诱导14C完全标记的细胞样本，使其分别在只有12C的培养基内进行有丝分裂和减数分裂，实验期间收集到分裂中期的细胞样本甲和乙以及分裂后期的样本丙和丁，统计样本放射性标记的染色体数和核DNA数如下表： 样本 标记染 色体数 标记 DNA数 样本 标记染 色体数 标记 DNA数 甲 20 40 丙 20 20 乙 10 20 丁 12 12 实验二：使用放射性同位素14C分别标记尿嘧啶核苷酸和亮氨酸，之后添加到两组细胞培养基中，并对14C在细胞中的分布进行跟踪测定，实验过程中，发现细胞对于放射性亮氨酸的吸收量远远高于同时期对放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量。 (1)该生物体细胞中正常的染色体条数为________条；丙可能处于有丝分裂、________________________或____________的后期，若为前两种情况，其DNA至少复制了________次。 (2)以上四种细胞样本取样最早的应是______。 (3)实验二的实验现象说明___________________________________。 答案：(1)20　减数第一次分裂　减数第二次分裂　2 (2)甲 (3)蛋白质的合成量远远多于RNA的合成量 解析：(1)依据表中数据，分裂中期细胞甲含有20条标记的染色体，40个标记的DNA分子，细胞乙含有10条标记的染色体，20个标记的DNA分子，可以推测乙细胞处于减数第二次分裂中期，甲细胞可能处于有丝分裂中期或减数第一次分裂中期，甲细胞与体细胞的染色体数目相同，即该生物体细胞中含有20条染色体；分裂后期细胞丙中含有20条标记的染色体，20个标记的DNA分子，可能处于第二次有丝分裂后期(含有20条标记的染色体，20条未被标记的染色体)，减数第一次分裂后期(先进行一次有丝分裂后进行减数分裂)或减数第二次分裂后期，即若为前两种情况， 其DNA至少复制了2次。(2)乙细胞处于减数第二次分裂中期，甲细胞可能处于有丝分裂中期或减数第一次分裂中期，丙细胞可能处于第二次有丝分裂后期、减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期，丁细胞是两次DNA复制后的后期细胞，因此以上四种细胞样本取样最早的应是甲。(3)尿嘧啶核苷酸是RNA的基本组成单位，亮氨酸是蛋白质的基本组成单位，根据题干信息“细胞对于放射性亮氨酸的吸收量远远高于同时期对放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量”，说明蛋白质的合成量远远多于RNA的合成量。 谢谢观看！ 注：体细胞染色体为2n条。 由图可以看出，子细胞中的所有染色体都含15N。 $$