第二章　基因和染色體的關(guān)系微專題6　DNA的半保留復(fù)制及細(xì)胞分裂1．解答DNA的半保留復(fù)制問題的關(guān)鍵是構(gòu)建細(xì)胞分裂過程模型圖，并完成染色體與DNA的轉(zhuǎn)換。具體如下：2．有絲分裂過程中子染色體標(biāo)記情況的分析(1)過程圖解(一般只研究一條染色體)復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素)：轉(zhuǎn)至不含放射性培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細(xì)胞周期：(2)規(guī)律總結(jié)：若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記；若復(fù)制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記。 將DNA分子雙鏈用3H標(biāo)記的蠶豆(2n＝12)根尖移入普通培養(yǎng)液(不含放射性元素)中，再讓細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂。根據(jù)如圖所示判斷，在普通培養(yǎng)液中的第二次有絲分裂中期，一個細(xì)胞中染色體標(biāo)記情況依次是 (　　)A．6個a,6個bB．12個bC．6個b,6個cD．b＋c＝12個，但b和c數(shù)目不確定【答案】B　【解析】根據(jù)題意可知，親代DNA分子雙鏈用3H標(biāo)記，由于DNA分子為半保留復(fù)制，因此親代細(xì)胞中染色體經(jīng)過第一次復(fù)制后兩個姐妹染色單體均有標(biāo)記，如圖a；第一次有絲分裂結(jié)束后產(chǎn)生的子細(xì)胞中每條染色體上的DNA分子均有一條鏈被標(biāo)記，該細(xì)胞中的染色體再經(jīng)過第二次復(fù)制，一條染色體上的兩個染色單體只有1個染色單體的一條鏈有標(biāo)記，即只有1個染色單體有標(biāo)記，如圖b，因此在第二次有絲分裂中期，細(xì)胞中12條染色體上的兩個染色單體均有一個帶有標(biāo)記。3．減數(shù)分裂過程中子染色體標(biāo)記情況的分析(1)過程圖解：減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如下圖：(2)規(guī)律總結(jié)：由于減數(shù)分裂沒有細(xì)胞周期，DNA只復(fù)制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記。 用32P標(biāo)記某動物精原細(xì)胞的全部核DNA，然后將細(xì)胞置于31P標(biāo)記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，使其進(jìn)行一次有絲分裂或減數(shù)分裂(減數(shù)分裂Ⅰ、減數(shù)分裂Ⅱ)，下列有關(guān)敘述正確的是 (　　)A．有絲分裂前期與減數(shù)分裂Ⅰ前期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)相同、染色體數(shù)不同B．有絲分裂后期與減數(shù)分裂Ⅰ后期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)不同、染色體數(shù)不同C．有絲分裂中期與減數(shù)分裂Ⅱ中期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)不同、染色體數(shù)不同D．有絲分裂后期與減數(shù)分裂Ⅱ后期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)不同、染色體數(shù)相同【答案】C　【解析】由題干信息并結(jié)合DNA的半保留復(fù)制以及細(xì)胞分裂過程中染色體數(shù)目、DNA變化規(guī)律可知：有絲分裂前期與減數(shù)分裂Ⅰ前期細(xì)胞中，32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)目相同，染色體數(shù)也相同；有絲分裂后期與減數(shù)分裂Ⅰ后期細(xì)胞中32P標(biāo)記DNA分子數(shù)目相同，前者的染色體數(shù)目是后者的2倍；有絲分裂中期與減數(shù)分裂Ⅱ中期細(xì)胞中，前者被32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)目、染色體數(shù)均為后者的2倍；有絲分裂后期與減數(shù)分裂Ⅱ后期細(xì)胞中，前者被32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)目、染色體數(shù)均為后者的2倍。4．利用模型分析子細(xì)胞中染色體標(biāo)記情況此類題目可通過構(gòu)建模型圖解答，圖示及分析如下： 將某一經(jīng)3H充分標(biāo)記DNA的雄性動物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，該細(xì)胞經(jīng)過兩次連續(xù)分裂后形成4個大小相等的子細(xì)胞。下列有關(guān)的說法正確的是 (　　)A．若子細(xì)胞中染色體數(shù)為2N，則其中含3H的染色體數(shù)一定為NB．若子細(xì)胞中染色體數(shù)為N，則其中含3H的DNA分子數(shù)為N/2C．若子細(xì)胞中染色體都含3H，則細(xì)胞分裂過程中會發(fā)生基因重組D．若子細(xì)胞中有的染色體不含3H，則原因是同源染色體分離【答案】C　【解析】根據(jù)同位素示蹤法，該動物細(xì)胞經(jīng)過3H標(biāo)記后，放在不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過兩次有絲分裂后形成的4個子細(xì)胞，每個子細(xì)胞中含3H的染色體數(shù)可能是0～2N。如果該細(xì)胞發(fā)生的是減數(shù)分裂，則含3H的DNA分子數(shù)為N。如果子細(xì)胞中染色體都含有3H，該細(xì)胞發(fā)生的是減數(shù)分裂，能發(fā)生基因重組。如果子細(xì)胞中有的染色體不含3H，則該細(xì)胞發(fā)生的是有絲分裂，不可能發(fā)生同源染色體分離。 [跟蹤訓(xùn)練]1．用32P標(biāo)記某植物體細(xì)胞(含12條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期一個細(xì)胞中染色體攜帶32P標(biāo)記的情況是 (　　)A．帶有32P標(biāo)記的染色體有6條B．每條染色體的兩條姐妹染色單體均帶有32P標(biāo)記C．帶有32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同D．每條染色體中帶有32P標(biāo)記的DNA單鏈為0條或1條【答案】C　【解析】該細(xì)胞中含有12條染色體，但在進(jìn)行有絲分裂過程中每條染色體的行為一致，因此分析時只需畫出其中一條染色體，便可推知其他染色體攜帶32P標(biāo)記的情況。繪圖分析如下：據(jù)圖可知，該細(xì)胞第一次分裂產(chǎn)生的兩個子細(xì)胞中染色體攜帶32P標(biāo)記的情況一致；第二次分裂過程中，當(dāng)染色體復(fù)制后每條染色體均具有兩條姐妹染色單體，而其中一條姐妹染色單體的DNA分子帶有32P標(biāo)記，另一條姐妹染色單體的DNA分子不帶32P標(biāo)記。由于有絲分裂中期時姐妹染色單體并未分離，故此時細(xì)胞中帶有32P標(biāo)記的染色體應(yīng)有12條，且每條染色體只有一條DNA單鏈帶有標(biāo)記；每條染色體的兩條姐妹染色單體中只有一條姐妹染色單體帶有32P標(biāo)記。2．被15N標(biāo)記DNA的1個精原細(xì)胞，在含14N的培養(yǎng)基中通過減數(shù)第一次分裂形成2個次級精母細(xì)胞，再通過減數(shù)第二次分裂形成4個精細(xì)胞，下列敘述中正確的是 (　　)A．初級精母細(xì)胞的染色體，一半含15N，另一半含14NB．次級精母細(xì)胞的染色體，一半含15N，另一半含14NC．每個精細(xì)胞中的染色體中，一半含15N，另一半含14ND．每個精細(xì)胞中的染色體中，都既含15N，也含14N【答案】D　【解析】DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，細(xì)胞減數(shù)第一次分裂前的間期DNA分子復(fù)制后，每個DNA分子都有一條15N標(biāo)記的母鏈和一條14N標(biāo)記的子鏈，因此被15N標(biāo)記DNA的一個精原細(xì)胞形成的初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞、精細(xì)胞中的染色體都既含15N，也含14N，故選D。3．胚胎干細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是 (　　)A．每條染色體的兩條染色單體都被標(biāo)記B．每條染色體中都只有一條染色單體被標(biāo)記C．只有半數(shù)的染色體中一條染色單體被標(biāo)記D．每條染色體的兩條染色單體都不被標(biāo)記【答案】B　【解析】由“人類胚胎干細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期”可知DNA復(fù)制第一次，根據(jù)半保留復(fù)制原則，每個DNA分子中有一條鏈含放射性；由“在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期”可知DNA復(fù)制第二次，根據(jù)半保留復(fù)制原則，每條染色體上的兩個DNA分子一個含放射性，一個不含放射性，每個染色單體含一個DNA分子，判斷出每條染色體中都只有一條染色單體含放射性。如圖：4．假設(shè)某高等生物體細(xì)胞內(nèi)染色體是10條，其中染色體中的DNA用32P標(biāo)記。將該體細(xì)胞放入不含有標(biāo)記的培養(yǎng)液中讓其進(jìn)行有絲分裂，則在第一次有絲分裂的后期，細(xì)胞中含有標(biāo)記的染色體數(shù)為(　　)A．5條 B．10條C．20條 D．40條【答案】C　【解析】該生物體細(xì)胞內(nèi)染色體中的DNA用32P標(biāo)記，在不含有標(biāo)記的培養(yǎng)液中該細(xì)胞進(jìn)行一次DNA復(fù)制，則所有染色單體都含有32P標(biāo)記；有絲分裂后期，著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍，故此時含有標(biāo)記的染色體數(shù)為20條。

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