高考生物第六單元遺傳的分子基礎(chǔ)核心素養(yǎng)第02講DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記情況分析教案

1、DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記情況分析解題方法：(1)首先確定細(xì)胞分裂方式，是有絲分裂還是減數(shù)分裂，有絲分裂常以一條染色體為研究對(duì)象，減數(shù)分裂一般選取一對(duì)同源染色體為研究對(duì)象。(2)其次確定標(biāo)記過程中DNA復(fù)制次數(shù)和在未標(biāo)記培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂次數(shù)(時(shí)期)。(3)最后圖示細(xì)胞分裂過程，如下圖：標(biāo)記DNA分子：轉(zhuǎn)至不含放射性培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期：類型一有絲分裂過程中DNA的復(fù)制與染色體關(guān)系模型。(注：圖中表示著絲點(diǎn)，以15N標(biāo)記的DNA為模板，以14N為原料進(jìn)行兩個(gè)周期培養(yǎng))類型二減數(shù)分裂過程中DNA復(fù)制與染色體關(guān)系模型若進(jìn)行減數(shù)分裂，則只進(jìn)行了1次DNA分子的復(fù)制，其染色體中的DNA標(biāo)記情況

2、如圖所示(以1對(duì)同源染色體為例)：由圖可以看出，減數(shù)分裂過程中細(xì)胞雖然連續(xù)分裂2次，但DNA只復(fù)制1次，所以四個(gè)子細(xì)胞中所有DNA分子均呈雜合狀態(tài)，即“15N14N”。提能演練1用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞(含有20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、后期及所產(chǎn)生的子細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體數(shù)分別為()A20、40、20C20、20、020B20、20、20D20、40、020解析玉米體細(xì)胞兩次有絲分裂過程中染色體和DNA的標(biāo)記情況可用下圖進(jìn)行解析。由此可見在第二次分裂中期，玉米細(xì)胞的20條染色體全含32P，第二次分裂后期40條染色體中有2

3、0條含32P，第二次分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞所含20條染色體中，帶32P的為020條。答案C2(2019唐山統(tǒng)考)科學(xué)研究表明，在細(xì)胞周期中，染色體的兩條姐妹染色單體之間可能發(fā)生部分交換。某同學(xué)為了能夠在顯微鏡下觀察到有絲分裂染色單體部分交換這一現(xiàn)象，搜集獲得如下資料并展開了研究：A將細(xì)胞置于含有BrdU的某種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，細(xì)胞能不斷增殖。當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)，BrdU可替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸摻入DNA的子鏈中。B由于摻入BrdU的情況不同，經(jīng)特殊染色后，著色的深淺也不同；在染色單體中，若DNA只有一條鏈摻有BrdU，則著色深；若DNA的兩條鏈都摻有BrdU，使DNA雙鏈螺旋程度降低，則著色淺。C將處于不同

4、細(xì)胞周期的中期細(xì)胞進(jìn)行常規(guī)制片，經(jīng)特殊染色后，在顯微鏡下可觀察每條染色體的姐妹染色單體的著色情況。根據(jù)上述資料回答問題：(1)若觀察到置于含有BrdU的該種培養(yǎng)基中培養(yǎng)的細(xì)胞中所有染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，則該細(xì)胞正處于有絲分裂第_個(gè)細(xì)胞周期的中期。(2)顯微鏡下有絲分裂第二個(gè)細(xì)胞周期的中期細(xì)胞可觀察到_。(3)若要觀察有絲分裂中姐妹染色單體是否發(fā)生部分交換，應(yīng)選擇第幾個(gè)細(xì)胞周期進(jìn)行觀察？請(qǐng)描述發(fā)生部分交換時(shí)觀察到的現(xiàn)象。_。解析(1)若細(xì)胞中的所有染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，說明在染色單體中的DNA都只有一條單鏈摻有BrdU，所以該細(xì)胞正處于第一個(gè)細(xì)胞周期的中期。(2)若細(xì)胞正

5、處于第二個(gè)細(xì)胞周期的中期，則細(xì)胞內(nèi)的所有染色體中，一條染色單體的DNA分子只有一條鏈含有BrdU，另一條染色單體的DNA分子的兩條鏈都含有BrdU。因此顯微鏡下可觀察到有絲分裂第二個(gè)細(xì)胞周期的中期細(xì)胞中的所有染色體上的兩條姐妹染色單體一條著色深、一條著色淺。(3)由于在第一個(gè)細(xì)胞周期的中期，細(xì)胞中所有染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，無(wú)法辨別出染色體的兩條姐妹染色單體之間是否發(fā)生部分交換。第二個(gè)細(xì)胞周期的中期的細(xì)胞中所有染色體上的兩條姐妹染色單體一條著色深、一條著色淺。因此若要觀察有絲分裂中姐妹染色單體是否發(fā)生交換，應(yīng)選擇處于第二個(gè)細(xì)胞周期中期的細(xì)胞進(jìn)行觀察。如果在顯微鏡下觀察到染色體上著色深的染色單體中含有著色淺的染色單體片段，著色淺的染色單體中含有著色深的染色單體片段，則說明染色體的兩條姐妹染色單體之間發(fā)生部分交換。答案(1)一(2)