第3章 专题探究3 DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版）

专题探究3DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题 黑题 专题强化 限时：20min 1.(2023·江苏徐州模拟预测)将全部DNA分子 C.继续进行有丝分裂的细胞，其分裂中期细 双链经2P标记的雄性动物细胞（染色体数为 胞中有两条染色体含有32P 2n=10)置于不含2P的培养基中培养。经过 D.细胞④~⑦中含2P的核DNA分子数可 连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子 能分别是2、1、2、0 细胞中的情况。下列推断正确的是( 3.(2024·山东泰安期末)关于DNA合成原料的 A.若只进行有丝分裂，则含32P染色体的子细 来源，科学家曾提出三种假说：①细胞内自主 胞所占比例≤1/2 合成、②从培养基中摄取、③二者都有。为验 B.若进行一次有丝分裂，再进行一次减数分 证三种假说，设计如下实验：将大肠杆菌在 裂，则含2P染色体的子细胞所占的比 含5N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代， 例≥1/2 然后对提取的DNA进行离心，记录离心后试 C.若第一次分裂产生的某细胞中有10条染色 管中DNA的位置。图甲、乙、丙表示DNA在 体且都含”P,则可确定第一次分裂为有丝 离心管中的可能位置。下列说法错误的是 数分裂 D.若子细胞中的染色体不都含2P,则一定进 行了3次有丝分裂 2.某动物(2n=4)的1个精原细胞 底部中部顶部 底部中部顶部 (DNA中的P元素都为2P)在不 在离心管中 在离心管中 的位置 的位置 含2P的培养液中正常培养，分裂 甲 为2个子细胞。其中一个子细胞继续进行有 丝分裂，另一个子细胞发育为细胞①。细胞 底部中部顶部 ①和②的染色体组成如图所示，H(h)、R(r) 在离心管中 的位置 是其中的两对基因，细胞②和③处于相同 丙 的分裂时期。下列叙述正确的是 A.大肠杆菌的拟核DNA含有两个游离的磷 酸基团 细胞④ 细胞② B.离心后离心管不同位置的DNA放射性强 细胞⑤ 度不同 细胞⑥ 细胞③ C.若支持观点①，则实验结果应为图丙所示 4细胞⑦ 细胞① 结果 A.在形成细胞④⑤过程中，一个细胞周期内， D.若支持观点②，则实验结果应为图乙所示 DNA复制了一次，细胞分裂了两次 结果 B.细胞②中最多有两条染色体含有2P,细胞 4.BdU在DNA复制过程中能替代胸腺嘧啶脱 ②和细胞③中含有2P的染色体数相等 氧核苷酸。由于含BrdU的情况不同，染色单 必修第二册·RJ黑白题42 体着色的深浅也不同：当DNA只有一条单链 D.②③⑤是不连续复制，其模板链的5'端都 掺有BrdU时，则染色单体着色深；当DNA的 指向解旋方向 两条单链都掺有BrdU时，则染色单体着色6.(2024·北京房山区期末)下图为 浅。现将豌豆根尖分生区细胞放在含有BrdU 科学家探究DNA复制方式的实验 的培养基中培养，对处于不同细胞周期的细 过程，三种不同密度类型的 胞进行染色、制片后，在显微镜下可观察每条 DNA分子在试管中形成的区带名称：14N/4N 染色体的姐妹染色单体的着色情况。下列有 DNA带称为轻带、I5N/4N-DNA带称为中带、 关说法不正确的是 () 15N/5N-DNA带称为重带，根据离心后试管中 A.在此实验中，DNA中的碱基A可以与碱基T、 不同类型DNA分子的分布位置可推测DNA BrdU进行配对 的复制方式，据下图回答问题。 B.第一次分裂的中期，每条染色体中的染色 单体均着色深 被15N充分标 记的大肠杆菌 C.第二次分裂的中期，每条染色体中一条染 转入含14NH,Cl 培养基中 色单体为深色，另一条为浅色 繁殖 繁 D.第三次分裂的中期，不可能出现每条染色 代 两代 体中的染色单体均着色浅的细胞 提取DNA进行密度梯度离心 5.(2024·山东菏泽二模)放射自显 轻带 影技术可用于区分DNA复制的方 中带 重带 向，复制开始时，首先用低放射性 的H脱氧胸苷作原料进行培养，一定时间后 (1)若用5N标记DNA,则DNA分子被标记的 转移到含有高放射性的原料中进行培养，在放 部分是 射自显影图像上观察比较放射性标记的强度， (2)科学家关于DNA的复制方式曾提出过全 结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不 保留复制、半保留复制等假说。 同DNA复制过程模式图。下列说法错误的是 ①他们选用含有5NH,C1的原料来培养大 肠杆菌若干代作为亲本，培养若干代的目 的是 ②进行如图的实验，若得到的实验结果是 子一代DNA位于离心管 （填“轻 带”“中带”或“重带”，下同)，子二代DNA 图甲图乙 图丙 图丁 位于离心管 则否定全保留 注：口低放射区、☐高放射区、。复制原点 一→子链延伸方向、①~⑥为子链 复制。 A.图甲、图乙分别对应图丙、图丁代表的DNA ③有人认为，将子一代的DNA分子用解旋 复制方式 酶处理后再离心，离心管出现1/2为轻带， B.若解旋酶移动速率恒定，图丙表示的复制 1/2为重带，说明DNA复制是半保留复制。 方式比图丁表示的复制方式效率高 你是否认同该观点？并说明理由： C.⑤⑥复制完成后，两条完整子链中G与C 含量之和相等 第3章黑白题43裂，DNA复制一次，带有2P放射性的DNA单链占所有DNA单链的 1/2,D错误。故选A。 四名师点睛 DNA的复制： 1.条件：亲代DNA的两条母链；四种脱氧核苷酸；ATP;一系列的 酶。缺少其中任何一种，DNA复制都无法进行。 2.过程：首先DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用 下，把两条螺旋状态的链解开，这个过程称为解旋；以解开的每段 链（母链）为模板，以周围环境中的脱氧核苷酸为原料，在有关酶 的作用下，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。 3.ACD解析：②在I和V时期消失，因此判断②为染色单体，Ⅱ和Ⅲ 中③的数目是①的两倍，因此判断①为染色体，③为核DNA,A正确； I时期可表示减数第二次分裂后期、末期，V时期代表减数第二次分 裂结束后产生的子细胞，由于一次有丝分裂结束后产生的细胞每条 染色体的DNA均有一条DNA链含有32P,减数第一次分裂时期每条 染色体中只有一条染色单体上的一条DNA链含有2P标记，故I时 期细胞中一定存在含2P的染色体，但V时期细胞不一定存在含32P 的染色体，B错误；Ⅱ中染色体：染色单体：核DNA=4:8:8,细胞 可能处于有丝分裂前期、中期，此时细胞中含有2P的DNA为8个， 也可能处于减数第一次分裂各时期，此时细胞中含有32P的DNA为 4个，C正确；Ⅲ时期代表减数第二次分裂前期、中期，细胞中共含有 2条染色体，4条染色单体，其中有2条染色单体含有32P,D正确。故 选ACD 压轴挑战 4.B解析：某双链DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的 38%,则G=C=(1-38%)÷2=31%,G占整个DNA分子碱基总数的 31%,A错误：某双链DNA分子共有碱基m个，其中鸟嘌岭有a个，所 以腺嘌呤为m/2-a个，以该DNA为亲代进行DNA复制，则第三次复 制过程中新合成了4个DNA分子，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为 (m/2-a)×4=2m-4a,B正确；含有a个腺嘌呤的DNA分子，第n次复 制需要的游离的腺嘌怜脱氧核苷酸数为2-1×a个，C错误；DNA两 条链之间(A+T)/(C+G)的值相同，因此DNA分子的一条单链中 (A+T)/(C+G)=0.4,其互补链中(A+T)/(C+G)=0.4,D错误。故 选B。 专题探究3DNA复制与细胞分裂中的 染色体标记问题 黑题 专题强化 1.B解析：若只进行有丝分裂，则DNA要复制三次，由于有丝分裂后 期着丝粒一分为二，移向细胞两极的染色体是随机的，每个子细胞中 都有可能含有32P标记的染色体，即含有32P的子细胞所占最大比例 为1，A错误：若进行一次有丝分裂，再进行一次减数分裂，共产生 8个细胞，则DNA要复制两次，由于诚数第二次分裂后期着丝粒一分 为二，染色体移向细胞两极是随机的，因此含2P染色体的子细胞最 少有4个，最多有8个，即含2P染色体的子细胞所占比例≥1/2， B正确：若第一次分裂产生的某细胞有10条染色体都含有32P,且已 知该细胞进行连续3次分裂，则可推知第一次分裂是有丝分裂，若第 一次分裂是减数分裂，则无法进行连续三次分裂，与题干不符，C错 误：若子细胞中的染色体不都含32P,说明DNA分子复制不止一次， 可能进行的是1次有丝分裂和1次减数分裂，也可能进行的是3次 有丝分裂，D错误。故选B。 2.D解析：细胞④⑤形成过程中，细胞进行减数第二次分裂，没有细胞 周期，A错误。基因H所在的染色体发生过交换，很有可能基因H 和h所在染色体都含有32P,因此细胞②中最多有3条染色体含有 32P;细胞②和③中理论上各有两条染色体含有2P(分布在非同源染 色体上)，但由于细胞①中发生了基因H和h的互换，而发生互换的 染色单体上不确定是否含有2P,故细胞②和细胞③中含有32P的染 色体数可能相等也可能不相等，B错误。若某一细胞继续进行有 丝分裂，此时DNA复制了2次，则细胞中每条染色体上含有2条染 色单体，一条只含有31P,另一条含32P,故细胞中每条染色体均含2P C错误。如果细胞②的基因H和R所在染色体含有2P,且细胞②中 基因h所在染色体含有2P,则基因r所在染色体不含有2P,因此形 成的细胞④含有2P的核DNA分子数为2个，形成的细胞⑤含有32P 的核DNA分子数为1个，由于细胞③的基因型为Hh(h为互换的片 段)，基因h所在的染色体与其中一个r所在染色体含有2P(H和另 一个r所在染色体不含32P),如果含有32P的2条染色体在同一极， 必修第二册·RJ 则形成的细胞⑥和⑦含32P的核DNA分子数分别为2个和0个， D正确。故选D。 3.C解析：大肠杆菌的拟核DNA是环状DNA,不含游离的磷酸基团， A错误。15N没有放射性，B错误。将大肠杆菌在5N标记的脱氧核苷 酸培养基中培养一代的时间，然后利用密度梯度离心分离提取的 DNA,若合成DNA的原料是细胞内自主合成，则合成的DNA没有I5N 标记，离心后DNA均为4N,位于顶部，对应题图丙；若合成DNA的 原料是从培养基中摄取，则得到的子代DNA分子一条链是5N,一条 链是14N,离心后位于中部，对应题图甲，C正确，D错误。故选C。 4,D解析：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BdU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、BdU进行配对， A正确。在第一次分裂的中期，每条染色单体上的每个DNA分子的 一条单链不含BdU、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BdU,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 次分裂中期时，每条染色体中的染色单体均着色浅，D错误。 5.A解析：由题图可知，题图丙表示双向复制，复制起始点区域利用低 放射性原料，其放射性低，两侧的新合成区域利用高放射性原料，其 放射性高，题图丁表示单向复制，复制起始点区域利用的是低放射性 原料，因此放射性低，新合成区域利用的是高放射性原料.因此放射 性高，故题图甲、题图乙分别对应题图丁、题图丙代表的DNA复制方 式，A错误；由题图可知，题图丙表示双向复制，题图丁表示单向复 制，若解旋酶移动速率恒定，题图丙表示的复制方式比题图丁表示的 复制方式效率高，B正确；⑤⑥复制完成后两条链互补，所以两条完 整子链中G与C含量之和相等，C正确：由题图可知，②③⑤是不连 续复制，由于DNA聚合酶只能从5'端向3'端方向延伸子链，因此每 条子链延伸的方向都是从5端向3'端，其模板链的5'端都指向解旋 方向，D正确。故选A。 6.(1)(含氨)碱基(2)①使大肠杆菌的DNA几乎都带上15N标记 ②中带中带和轻带③不认同，用解旋酶处理后会使DNA两条链 解开，无论是全保留复制还是半保留复制，都会出现一样的结果 解析：(1)DNA分子的含氨碱基含有N,实验中用5N标记DNA,则 DNA分子被标记的部分是含氮碱基。(2)①用含15NH4C的培养基 培养大肠杆菌若干代，使大肠杆菌的DNA几乎均为15N/I5N-DNAe ②若DNA的复制方式为半保留复制，亲代DNA为5N/5N-DNA,大 肠杆菌繁殖一代，得到的子代的两个DNA分子都为15N/14N-DNA, 子一代DNA位于离心管中带，大肠杆菌再繁殖一代，子二代的 DNA分子为5N/14N-DNA,14N/14N-DNA,子二代DNA位于离心管 中带和轻带，该结果否定了全保留复制。③将子一代的DNA分子用 解旋酶使DNA两条链解开，无论是全保留复制还是半保留复制，都 会出现离心管1/2为轻带，1/2为重带的结果，无法证明DNA复制是 半保留复制。 第3章章末检 1.D2.B3.A4.B 5.B解析：M13噬菌体含有一个环状单链DNA分子，环状DNA分子 不含游离的磷酸基团，A错误：M13噬菌体是营寄生生活的病毒，只 能寄生在宿主细胞内进行生命活动，噬菌体侵入宿主细胞时只将其 DNA注入，利用细菌的核糖体及氨基酸合成自身蛋白质，B正确； M13噬菌体含有一个环状单链DNA分子，单链DNA分子间不存在 C一G等碱基对，因此M13噬菌体的遗传物质的热稳定性与C和G 碱基含量无关，C错误：该噬菌体DNA分子含有100个碱基，由于其 DNA为单链DNA,因此无法获知其四种碱基各自的数量，也无法计 算该噬菌体的DNA分子复制所需要(C+T)的数量，D错误。故选B。 6.B解析：由于14N单链：15N单链=1：7且最初应该有两个含有14N 的单链，推出DNA分子有8个，复制了3次。1个含14N-DNA的大肠 杆菌转移到以15NH,CI为唯一氨源的培养液中DNA复制3次，最终 得到有2个DNA链是I5N-14N,在中带，有6个DNA链都是含1SN 的，在重带，得到两条条带，A正确：一共培养24h,DNA复制了3次， 说明该种大肠杆菌分裂一次所需的时间大约为8h,B错误；DNA分 子的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子的脱氧核苷酸是由一分子 碱基、一分子磷酸和一分子的脱氧核糖组成的，所以DNA分子中的 黑白题16