微專題二DNA的半保留復制及細胞分裂一 DNA的半保留復制及有絲分裂、減數(shù)分裂過程中子染色體標記情況的分析要點解讀1.DNA的半保留復制問題解答DNA的半保留復制問題的關鍵是構建細胞分裂過程模型圖,并完成染色體與DNA的轉換。具體思路如下。(1)畫出含1條染色體的細胞圖,下方畫出該條染色體上的1個DNA分子,用豎實線表示含同位素標記。(2)畫出第一次復制、第一次分裂的子細胞染色體圖,下方畫出染色體上的DNA鏈,未被標記的新鏈用豎虛線表示。(3)再畫出第二次復制(分裂)后的細胞的染色體組成和DNA鏈的情況。(4)若繼續(xù)推測后期情況,可想象著絲粒分裂,染色單體(a與a‘)分開的情形,進而推測子細胞的染色體情況。2.對有絲分裂過程中子染色體標記情況的分析(1)過程圖解(一般只研究一條染色體)復制一次(母鏈被放射性同位素標記,培養(yǎng)液不含放射性同位素):在不含放射性同位素的培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細胞周期:(2)規(guī)律總結:若只復制一次,產(chǎn)生的子染色體都帶有標記;若復制兩次,產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標記。3.對減數(shù)分裂過程中子染色體標記情況的分析(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,如下圖所示。(2)規(guī)律總結:由于減數(shù)分裂沒有細胞周期,DNA只復制一次,因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標記。典例剖析【例1】 用32P標記某動物精原細胞的全部核DNA,然后將該細胞置于31P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),使其進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),下列有關敘述正確的是(　　)A.有絲分裂前期與減數(shù)分裂Ⅰ前期細胞中,32P標記的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后期細胞中,32P標記的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中期細胞中,32P標記的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后期細胞中,32P標記的DNA分子數(shù)不同、染色體數(shù)相同答案:C解析:由題干信息并結合DNA的半保留復制以及細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前期細胞中,32P標記的DNA分子數(shù)相同,染色體數(shù)也相同;有絲分裂后期與減數(shù)分裂Ⅰ后期細胞中,32P標記的DNA分子數(shù)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中期細胞中,前者被32P標記的DNA分子數(shù)、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后期細胞中,前者被32P標記的DNA分子數(shù)、染色體數(shù)均為后者的2倍。二 利用模型分析子細胞中染色體標記情況要點解讀此類題目可通過構建模型圖解答,圖示及分析如下:典例剖析【例2】 將某一DNA經(jīng)3H充分標記的雄性動物細胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng),該細胞經(jīng)過兩次連續(xù)分裂后形成4個大小相等的子細胞。下列有關說法正確的是(　　)A.若子細胞中染色體數(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.若子細胞中染色體都含3H,則該細胞的分裂方式為減數(shù)分裂D.若子細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)同位素標記技術,該動物細胞經(jīng)過3H標記后,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個子細胞,每個子細胞中含3H的染色體數(shù)可能是0~2N。如果該細胞發(fā)生的是減數(shù)分裂,則含3H的DNA分子數(shù)為N。若子細胞中染色體都含3H,說明該過程中只進行了一次DNA復制,即該細胞進行的是減數(shù)分裂。若子細胞中有的染色體不含3H,則該細胞發(fā)生的是有絲分裂,不可能發(fā)生同源染色體分離。1.將DNA分子雙鏈用3H標記的蠶豆(2n=12)根尖移入普通培養(yǎng)液(不含放射性元素)中,再讓細胞連續(xù)進行有絲分裂,下列說法錯誤的是(　　)A.在普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)至第二次有絲分裂中期時,每條染色體都被3H標記B.在普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)至第二次有絲分裂中期時,有12個DNA分子未被3H標記C.在普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)至第二次有絲分裂后期時,被3H標記的染色體平均移向兩極D.在普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)至第四次分裂結束,每個細胞的染色體數(shù)相同答案:C解析:將DNA分子雙鏈用3H標記的蠶豆根尖移入普通培養(yǎng)液進行有絲分裂,第一次有絲分裂后期結束,每個DNA分子的一條鏈都有3H標記,再進行第二次有絲分裂,經(jīng)過DNA復制,有絲分裂中期時每條染色體都有一條染色單體帶標記,故每條染色體都被3H標記,A項正確。在普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)至第二次有絲分裂中期時,染色體數(shù)∶DNA分子數(shù)=1∶2,此時每條染色體都有一條染色單體被標記,即每條染色體上有一個DNA被標記,另一個DNA不被標記,故細胞內有12個DNA分子未被3H標記,B項正確。在普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)至第二次有絲分裂后期時,著絲粒分裂,姐妹染色單體分離形成子染色體,染色體數(shù)目加倍,被3H標記的染色體在紡錘體的牽引下隨機移向兩極,C項錯誤。經(jīng)過有絲分裂形成的子細胞與親代細胞染色體數(shù)目相同,因此在普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)至第四次分裂結束,每個細胞的染色體數(shù)都與親代細胞相同,D項正確。2.蠶豆根尖細胞(2n=12)在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期,然后在不含放射性標記的培養(yǎng)液中繼續(xù)分裂至中期,其染色體的放射性標記分布情況是(　　)①每條染色體的2條單體都被標記?、诿織l染色體中都只有1條單體被標記?、勖織l染色體都被標記?、苊織l染色體的2條單體都不被標記A.①② B.②③ C.③④ D.①④答案:B解析:在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期,在間期每條染色體上的1個DNA復制為2個DNA,分別在2條單體上,由于DNA半保留復制,這2個DNA都是1條鏈含3H,1條鏈不含3H,即2條單體都有3H,這樣第一次分裂形成的2個子細胞中,每條染色體的DNA都是1條鏈含3H,1條鏈不含3H。第二次分裂間期,DNA又進行一次半保留復制,結果每條染色體含有2個DNA,其中1個DNA的1條鏈含3H,1條鏈不含3H,另一個DNA的2條鏈都不含3H,即每條染色體中都只有1條單體被標記,②③正確。3.將全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標記的動物細胞置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)至第二個細胞周期。下圖能正確表示第二個細胞周期的是(只考慮其中一條染色體上的DNA)(　　)A.甲 B.乙 C.丙 D.丁答案:D解析:DNA分子的復制方式為半保留復制,將全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標記的動物細胞置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一個細胞周期,經(jīng)過一個周期后,每條染色體的DNA上均有一條鏈有32P標記,一條鏈無標記。第二次DNA復制時,兩條模板鏈一條含32P,一條不含32P,復制后得到的兩個DNA在兩條姐妹染色單體上,一個DNA兩條鏈都不含32P,另一個DNA有一條鏈含32P,與圖丁相符。4.某二倍體生物(2n=4)精原細胞的一個染色體組中的每個DNA分子兩條單鏈均被32P標記,置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),得到4個子細胞,檢測子細胞的情況。若不考慮變異,則下列敘述正確的是(　　)A.若某個子細胞中的染色體都不含32P,則一定進行有絲分裂B.若某個子細胞中有2條染色體含32P,則一定進行減數(shù)分裂C.若每個子細胞中均只有1條染色體含32P,則一定進行有絲分裂D.若進行減數(shù)分裂,則4個子細胞中含有32P的染色體數(shù)的可能性有1、1、1、1條或2、0、2、0條答案:D解析:若某個子細胞中的染色體都不含32P,或者有2條染色體含32P,可能是有絲分裂,也可能是減數(shù)分裂,A、B兩項錯誤。若進行有絲分裂,則4個子細胞中含有32P的染色體數(shù)的可能性有0、1、1、2條或1、1、1、1條或2、0、2、0條;若進行減數(shù)分裂,則4個子細胞中含有32P的染色體數(shù)的可能性有1、1、1、1條或2、0、2、0條,故若每個子細胞中均只有1條染色體含32P,可能是有絲分裂也有可能是減數(shù)分裂,C項錯誤,D項正確。

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版本： 人教版 (2019)

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