微专题5 DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题-【优学精讲】2024-2025学年高中生物必修第二册教用课件(人教版)

该高中生物学课件聚焦DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题，通过1条染色体、1对同源染色体的标记过程图解导入，梳理有丝分裂与减数分裂中染色体标记的规律，结合典例分析和针对练习，构建从实例到规律再到应用的学习支架。 其亮点在于运用图示和模型图解直观呈现标记过程，通过规律总结（如“复制一次全标记，复制两次半标记”）和典例分析培养科学思维，结合减数分裂与有丝分裂对比强化生命观念，针对练习覆盖多样情境，助力学生构建知识框架，也为教师提供系统教学资源。

微专题五　DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题 　　 题型一 有丝分裂中子染色体标记分析 1. 研究1条染色体，母链标记，培养液不含标记同位素。 （1）过程图解 ①培养一个细胞周期 生物学·必修2 ②再培养一个细胞周期 （2）规律总结 若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次， 产生的子染色体只有一半带有标记。 生物学·必修2 2. 研究1个含有1对同源染色体的细胞，用15N标记细胞核中的DNA， 然后放在含14N的培养液中培养，让其连续进行2次有丝分裂，形成 4个细胞。 生物学·必修2 生物学·必修2 如图所示，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是第一 次分裂形成的2个子细胞都以第一种可能进行第二次分裂，即形成 的2个细胞是 ，另外2个细胞是 ；第二种情况是第一次分 裂形成的2个子细胞都以第二种可能进行第二次分裂，即形成的4个 细胞都是 ；第三种情况是第一次分裂形成的2个子细胞分别以 第一种可能和第二种可能进行第二次分裂，即形成的2个细胞 是 ，1个细胞是 ，1个细胞是 。 生物学·必修2 【典例1】　1个不含15N的洋葱根尖分生区细胞在含15N标记的胸腺嘧 啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期，然后转入不含15N标记 的培养液中继续培养至第二个细胞周期的分裂中期，如图能正确表示 该细胞分裂中期的是（只考虑其中一条染色体上的DNA分子）（　　） 生物学·必修2 解析： 　DNA的复制方式为半保留复制，将1个不含15N的洋葱根尖 分生区细胞放入含15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养一 个细胞周期的时间，则第一个细胞周期结束后每条染色体的DNA上均 有一条链有15N标记，一条链没有15N标记，取出细胞，移到不含15N标 记的培养液中，经过DNA复制后，第二个细胞周期的分裂中期每条染 色体含有两条染色单体，其中一条染色单体的DNA的一条链含15N标 记，一条链没有15N标记，而另一条染色单体上的DNA的两条链均不 含有15N标记，D正确。 生物学·必修2 【典例2】　（2024·河南焦作高一期末）蚕豆细胞含有12条染色体， 将蚕豆根尖细胞染色体DNA的双链均用3H标记，在不含放射性标记的 培养液中培养根尖细胞使其进行两次分裂。下列相关叙述错误的是 （　　） A. 第一次分裂中期，细胞被3H标记的染色单体共有24条 B. 第一次分裂后期，细胞两极染色体的放射性情况相同 C. 第二次分裂中期，细胞内被3H标记的染色体共有12条 D. 第二次分裂后期，细胞一极被3H标记的染色体共有12条 生物学·必修2 解析：　蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是有丝分裂，由于DNA 分子半保留复制，第一次分裂时，DNA复制一次，此时所有的 DNA均含有一条链被3H标记，另一条链不被标记，由于蚕豆细胞 含有12条染色体，第一次分裂中期，每条染色体上有两条姐妹染 色单体，故细胞被3H标记的染色单体共有24条，而有丝分裂后 期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，细胞两极染色体的放射性 情况相同，A、B正确； 生物学·必修2 经过第一次有丝分裂，每个细胞中每条染色体都有一条DNA单链 被3H标记，第二次分裂时，间期DNA复制，此时连在同一个着丝 粒上的两个DNA，一个全不被标记，另一个DNA一条单链被3H标 记，另一条单链不被标记，因此到中期时，每个细胞的12条染色 体都被3H标记，C正确；第二次分裂后期，由于着丝粒分裂，姐妹 染色单体的分离是随机的，移向细胞一极的12个DNA分子可能有 0～12个被3H标记，D错误。 生物学·必修2 题型二 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： 生物学·必修2 由图可以看出，在减数分裂过程中细胞连续分裂2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，子细胞的所有染色体都含15N。 综上分析可知：只要亲代细胞所有的DNA均被标记且只复制1次，产 生的子代DNA分子全带15N标记，一次有丝分裂产生的2个子细胞和一 次减数分裂产生的4个子细胞，均带15N标记。 生物学·必修2 小提醒：①一个DNA分子含两条DNA链，只要有一条DNA链带标 记，该DNA分子便带标记。 ②每条染色体含一个或两个DNA分子，只要有一条DNA链带标记， 该染色体便带标记。 ③每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一 条染色体（减数分裂时只需分析一对同源染色体）即可。 生物学·必修2 【典例3】　（2024·山东菏泽高一月考）马蛔虫的体细胞中只含有两 对同源染色体。研究小组将马蛔虫的一个精原细胞置于含放射性同位 素32P的培养基中进行一次有丝分裂，再将其转移至普通培养基中进行 减数分裂，获得8个精细胞。这8个精细胞中不含放射性同位素32P标记 的细胞数目不可能是（不考虑染色体变异和互换）（　　） A. 0个 B. 2个 C. 4个 D. 6个 生物学·必修2 解析：　将马蛔虫的一个精原细胞置于含放射性同位素32P的培养基 中进行一次有丝分裂，得到2个精原细胞，每个细胞中的染色体DNA 分子均有1条链带有放射性标记，这2个精原细胞进行减数分裂Ⅰ得到 的4个次级精母细胞中的2条染色体都含有放射性标记（每条染色体均 只有1条染色单体被标记），经减数分裂Ⅱ后，姐妹染色单体分开，带 标记和不带标记的染色单体随机组合，导致8个精细胞中含有放射性 的细胞数目可能为4、8个，不含放射性同位素32P标记的细胞数目为 0、2、4个，D错误。 生物学·必修2 【典例4】　将某二倍体动物精原细胞（2n＝38）全部DNA中的一条 单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂最终得 到4个子细胞，检测相应细胞中标记的情况。若不考虑互换和染色体 变异，下列叙述错误的是（　　） A. 最终可能出现2个子细胞中含32P，2个不含32P的情况 B. 最终可能出现3个子细胞中含32P，1个不含32P的情况 C. 减数分裂Ⅰ得到的2个子细胞均含有32P D. 减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P 生物学·必修2 解析：　精原细胞全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P 的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞，由于DNA是半 保留复制，细胞中DNA复制后每条染色体上有一条姐妹染色单体含 32P，另一条姐妹染色单体不含32P。由于减数分裂Ⅰ发生同源染色体分 离，因此经过减数分裂Ⅰ后得到的两个子细胞均含有32P，减数分裂Ⅱ发 生姐妹染色单体的分离，最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含 32P的情况，也可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况，减数 分裂Ⅱ后期细胞中一半染色体含32P。 生物学·必修2 1. （2024·江苏扬州高一期中）将全部DNA分子双链经32P标记的雄性 动物细胞（染色体数为2N）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，则一定进行的是有丝分裂 D. 若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行的是减数分裂 生物学·必修2 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 细胞有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；若进行减数分裂，DNA只复制一次，每条染色体 的姐妹染色单体都被标记，减数分裂形成的4个细胞中染色体都被 标记，故含32P染色体的子细胞比例一定为1，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行的是减数分裂，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。 生物学·必修2 2. 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，让细胞连续进行有丝分裂。根据如图所示 判断，在普通培养液中的第二次有丝分裂中期，一个细胞中染色体 标记情况是（　　） A. 6个a，6个c B. 12个b C. 6个b，6个c D. 12个c 生物学·必修2 解析：　根据题意可知，亲代DNA分子双链用3H标记，由于DNA 分子为半保留复制，因此亲代细胞中染色体经过第一次复制后两个 姐妹染色单体均有标记，如图a；第一次有丝分裂结束后产生的子 细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被标记，该细胞中的 染色体再经过第二次复制，一条染色体上的两个染色单体只有1个 染色单体的一条链有标记，即只有1个染色单体有标记，如图b，因 此在第二次有丝分裂中期，细胞中12条染色体上的两个染色单体均 有一个带有标记。 生物学·必修2 3. （2024·河南濮阳高一期中）若将某一经3H充分标记DNA的雄性动 物细胞（染色体数为2N）置于不含3H的培养基中培养，该细胞经 过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关叙述错误 的是（　　） A. 若子细胞中有的DNA不含3H，则该细胞的分裂方式为有丝分裂 B. 若子细胞中染色体都含3H，则该细胞的分裂方式为减数分裂 C. 若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为N D. 若子细胞中染色体数为N，则每个子细胞的DNA中都含有3H 生物学·必修2 解析：　该动物细胞若进行有丝分裂，则第一次分裂形成的2个 子细胞中每条染色体上的DNA均为3H1H的杂合链，第二次复制 后，每条染色体上只有一条染色单体上含有杂合链DNA，另一条 单体上不含3H；若该动物进行减数分裂，则形成的4个子细胞中每 条染色体上均含有3H，因此若子细胞中有的DNA不含3H，则该细 胞的分裂方式为有丝分裂；若子细胞中染色体都含3H，则该细胞 的分裂方式为减数分裂，A、B正确；若子细胞中染色体数目为 2N，说明该细胞为有丝分裂，则细胞中含有3H的染色体数目可能 是0～2N，C错误；若子细胞中染色体数目为N，则说明该细胞为 减数分裂，则每个子细胞的DNA中都含有3H，D正确。 生物学·必修2 4. （2024·山东青岛高一期中）用32P标记果蝇精原细胞所有核DNA双 链，然后置于31P的培养液中培养。关于该果蝇的精原细胞的一次 有丝分裂与减数分裂的叙述，正确的是（　　） A. 有丝分裂与减数分裂Ⅰ后期细胞中，32P的DNA的含量，前者是后者的两倍 B. 有丝分裂与减数分裂Ⅱ后期细胞中，32P的DNA的含量，前者是后者的两倍 C. 有丝分裂与减数分裂Ⅰ前期细胞中，32P的DNA的含量相同，染色体数不同 D. 有丝分裂与减数分裂Ⅰ中期细胞中，32P的DNA的含量不同，染色体数相同 生物学·必修2 解析：　有丝分裂后期的细胞中有16条染色体，且均具有32P的放 射性，若精原细胞经一次减数分裂，同样经过了一次DNA复制， 则减数分裂Ⅰ后期细胞中带有32P的DNA数量依然为16，A错误；有 丝分裂后期细胞中带有32P的DNA分子有16个，而在减数分裂Ⅱ后期 的细胞中DNA数目与体细胞中DNA数目相同，为8，且均带有32P， B正确；有丝分裂前期细胞中，32P的DNA的数量为16，染色体数 量为8；减数分裂Ⅰ前期的细胞中含32P的DNA的数量为16，染色体 数为8，C错误；有丝分裂中期细胞中，32P的DNA的数量为16，染 色体数量为8；减数分裂Ⅰ中期的细胞中，32P的DNA的数量为16， 染色体数量为8，D错误。 生物学·必修2 5. （2024·江西抚州高一期末）将两个双链均被3H标记的M基因导入 某动物（2n＝40）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和染色体变异，下列叙 述错误的是（　　） A. 若4个子细胞中只有2个含有3H，则一定进行了有丝分裂 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M的数量是0个或1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 生物学·必修2 解析：　若两个M基因插入到两条染色体中，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2 个M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，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错误，D正确； 生物学·必修2 M基因可能插入一条或两条染色体上，若两个M基因插入到两条染色 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 裂子细胞中被3H标记的染色体数可能为0、1、2、4，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2个M基因插入 到非同源染色体上并进行减数分裂时，减数第一次分裂后期，同源染 色体分离，非同源染色体自由组合，每个子细胞中有0个或1个或2个 M基因，C正确。 生物学·必修2 6. （2024·河北邢台南宫中学高一月考）若将某一雄性动物（2n＝ 4）的一个精原细胞中的DNA用32P充分标记，置于含31P的培养液 中培养，经一次正常的有丝分裂后形成两个子细胞，其中一个子细 胞继续在含31P的培养液中培养产生了四个精细胞。下列说法错误 的是（　　） A. 正常情况下上述细胞中染色体数最多时为8条 B. 有丝分裂产生的两个子细胞中所有染色体都含32P C. 每个精细胞中含32P标记的染色体数为0～2 D. 四个精细胞中含32P标记的细胞数为0～4 生物学·必修2 解析：　精原细胞2n＝4，正常情况下上述细胞处于有丝分裂后 期，染色体数最多为8条，A正确；经过一次正常的有丝分裂， DNA复制一次，故有丝分裂产生的两个子细胞中所有染色体都含 32P，B正确；经一次正常的有丝分裂DNA复制一次，形成两位子 细胞的DNA一条链含有31P，一条链含有32P。再经过一次减数分 裂，DNA再复制一次，每条染色体的两个姐妹染色单体只有一个 单体含有32P，精细胞中染色体2条，每个精细胞中含32P标记的染色 体数最少为0，最多是2条，即每个单体均为31P的在减数分裂Ⅱ后期 时移向同一极，C正确； 生物学·必修2 经一次正常的有丝分裂DNA复制一次，形成两位子细胞的DNA一条 链含有31P，一条链含有32P。再经过一次减数分裂，DNA再半保留复 制一次，产生的四个精细胞中如果都是含有31P的移向同一极，则含有 32P标记的精细胞为2个，如果含有32P的单体和只含有31P的单体同时移 向一极，则精细胞含有32P的数量为4个，D错误。 生物学·必修2 $