2023-2024學(xué)年 人教版 必修二 微專(zhuān)題4 DNA復(fù)制與細(xì)胞中的染色體標(biāo)記問(wèn)題 學(xué)案

DNA復(fù)制與細(xì)胞中的染色體標(biāo)記問(wèn)題題型一有絲分裂中染色體標(biāo)記問(wèn)題1.研究1條染色體，母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素。(1)過(guò)程圖解①培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期：②再培養(yǎng)一個(gè)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。2.研究1個(gè)含有1對(duì)同源染色體的細(xì)胞，用15N標(biāo)記細(xì)胞核中的DNA，然后放在含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓其連續(xù)進(jìn)行2次有絲分裂，形成4個(gè)細(xì)胞。如上圖所示，最后形成的4個(gè)子細(xì)胞有三種情況：第一種情況是第一次分裂形成的2個(gè)子細(xì)胞都以第一種可能進(jìn)行第二次分裂，即形成的2個(gè)細(xì)胞是，另外2個(gè)細(xì)胞是；第二種情況是第一次分裂形成的2個(gè)子細(xì)胞都以第二種可能進(jìn)行第二次分裂，即形成的4個(gè)細(xì)胞都是；第三種情況是第一次分裂形成的2個(gè)子細(xì)胞分別以第一種可能和第二種可能進(jìn)行第二次分裂，即形成的2個(gè)細(xì)胞是，1個(gè)細(xì)胞是，1個(gè)細(xì)胞是。例11個(gè)不含15N的洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞在含15N標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后轉(zhuǎn)入不含15N標(biāo)記的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)至第二個(gè)細(xì)胞周期的分裂中期，下圖能正確表示該細(xì)胞分裂中期的是(只考慮其中一條染色體上的DNA分子)()答案D解析DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，將1個(gè)不含15N的洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞放入含15N標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間，則第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束后每條染色體的DNA上均有一條鏈有15N標(biāo)記，一條鏈沒(méi)有15N標(biāo)記，取出細(xì)胞，移到不含15N標(biāo)記的培養(yǎng)液中，經(jīng)過(guò)DNA復(fù)制后，第二個(gè)細(xì)胞周期的分裂中期每條染色體含有兩條染色單體，其中一條染色單體的DNA的一條鏈含15N標(biāo)記，一條鏈沒(méi)有15N標(biāo)記，而另一條染色單體上的DNA的兩條鏈均不含有15N標(biāo)記，D正確。例2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。某普通培養(yǎng)液中的第三次有絲分裂中期，根據(jù)圖示，判斷該細(xì)胞中染色體的標(biāo)記情況最可能是()A.12個(gè)bB.6個(gè)a，6個(gè)bC.6個(gè)b，6個(gè)cD.b＋c＝12個(gè)，但b和c數(shù)目不確定答案D解析在普通培養(yǎng)液中第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞的DNA分子中僅有1條鏈被標(biāo)記，故第二次有絲分裂中期時(shí)，每條染色體的2條染色單體中僅有1條染色單體具有放射性，在有絲分裂后期時(shí)姐妹染色單體分開(kāi)形成兩條子染色體隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，即第二次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中具有放射性的染色體數(shù)目不能確定，所以在第三次有絲分裂中期的細(xì)胞中有的染色體僅有1條染色單體具有放射性，有的染色體無(wú)放射性，但二者之和肯定為12。題型二減數(shù)分裂中染色體的標(biāo)記情況用15N標(biāo)記細(xì)胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行正常減數(shù)分裂，情況如圖所示：由圖可以看出，在減數(shù)分裂過(guò)程中細(xì)胞連續(xù)分裂2次，DNA只復(fù)制一次，所以四個(gè)子細(xì)胞中所有的DNA分子都呈“雜合”狀態(tài)，即15N/14N，子細(xì)胞的所有染色體都含15N。綜上分析可知：只要親代細(xì)胞所有的DNA均被標(biāo)記且只復(fù)制1次，產(chǎn)生的子代DNA分子全帶15N標(biāo)記，一次有絲分裂產(chǎn)生的2個(gè)子細(xì)胞和一次減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞，均帶15N標(biāo)記。例3假設(shè)某果蠅的一個(gè)精原細(xì)胞的全部染色體DNA分子均用15N標(biāo)記，然后培養(yǎng)在含14N的培養(yǎng)基中，則該精原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精子中，含15N標(biāo)記的精子數(shù)目為()A.1B.2C.4 D.3答案C解析根據(jù)DNA分子復(fù)制的過(guò)程可知，模板鏈?zhǔn)呛?5N的DNA鏈，原料是含14N的脫氧核苷酸，復(fù)制一次后，每個(gè)DNA分子都是一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，因此在減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精子中，每一個(gè)精子中的DNA組成都是一條鏈含15N，另一條鏈含14N，所以減數(shù)分裂形成的4個(gè)精子中所有的DNA均含有15N，C正確。例4(2022·吉林通化高一期中)如圖A點(diǎn)時(shí)用32P標(biāo)記果蠅精原細(xì)胞所有DNA的雙鏈，然后置于只含31P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，發(fā)生了a、b連續(xù)兩個(gè)分裂過(guò)程。下列相關(guān)敘述，正確的是()A.CD段細(xì)胞中一定有2條Y染色體B.GH段細(xì)胞中可能有兩條Y染色體C.GH段細(xì)胞中含32P的染色體一定有8條D.IJ段細(xì)胞中含32P的染色體可能有8條答案C解析CD段細(xì)胞中著絲粒沒(méi)有分裂時(shí)只有1條Y染色體，著絲粒分裂后有2條Y染色體，A錯(cuò)誤；GH段細(xì)胞中著絲粒不分裂，所以細(xì)胞中一定只有1條Y染色體，B錯(cuò)誤；由于DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制，經(jīng)過(guò)一次有絲分裂后產(chǎn)生的細(xì)胞中的DNA都是一條鏈為32P，一條鏈為31P；再經(jīng)減數(shù)分裂前的間期DNA復(fù)制后，每條染色體上的2個(gè)DNA分子中一條鏈為32P，三條鏈為31P，所以GH段細(xì)胞中含32P的染色體一定有8條，C正確；IJ段細(xì)胞處于減數(shù)分裂Ⅱ前期和中期時(shí)，只有4條染色體，所以含32P的染色體有4條(每條染色體上的2個(gè)DNA分子中一條鏈為32P，三條鏈為31P)，著絲粒分裂后，含32P的染色體仍為4條，D錯(cuò)誤。專(zhuān)題特訓(xùn)4DNA復(fù)制與細(xì)胞中的染色體標(biāo)記問(wèn)題(時(shí)間：30分鐘)【基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)】題型1有絲分裂中染色體的標(biāo)記1.(2023·杭州高一期末)蠶豆根尖細(xì)胞(2n＝12)在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)液中繼續(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DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸(3H—T)培養(yǎng)液中完成一個(gè)細(xì)胞周期后，每一個(gè)DNA分子都有一條脫氧核苷酸鏈含3H－T，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)至中期，DNA復(fù)制后形成的兩個(gè)DNA分子通過(guò)著絲粒連接，其中一個(gè)DNA分子的一條鏈含3H－T，如下圖。結(jié)合圖示可知，每條染色體中都只有一條染色單體被標(biāo)記。2.洋蔥根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)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)完成下一個(gè)細(xì)胞周期。下列敘述正確的是()A.第一個(gè)細(xì)胞周期中，細(xì)胞內(nèi)放射性迅速升高的時(shí)期是分裂前期B.第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束后，每個(gè)子細(xì)胞中都有一半的染色體被標(biāo)記C.第二個(gè)細(xì)胞周期的分裂后期，有一半的染色體被標(biāo)記D.一個(gè)細(xì)胞完成兩個(gè)細(xì)胞周期后，產(chǎn)生的含3H的子細(xì)胞數(shù)為1或2或3或4答案C解析第一個(gè)細(xì)胞周期中，細(xì)胞內(nèi)放射性迅速升高是由于DNA分子的復(fù)制，發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期，A錯(cuò)誤；第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束后，每個(gè)DNA分子都含有放射性，因此每個(gè)子細(xì)胞中的染色體都含有放射性，B錯(cuò)誤；第二個(gè)細(xì)胞周期中，間期染色體復(fù)制，一條染色體的兩個(gè)染色單體上的DNA分子只有一個(gè)DNA分子含有放射性，因此第二個(gè)細(xì)胞周期的分裂后期，有一半的染色體被標(biāo)記，C正確；完成兩個(gè)細(xì)胞周期后，姐妹染色體單體分開(kāi)，隨機(jī)進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，所以子細(xì)胞中含有放射性的個(gè)數(shù)至少有2個(gè)，最多有4個(gè)，D錯(cuò)誤。3.(2023·江蘇鎮(zhèn)江高一期中)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，BrdU會(huì)取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對(duì)復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA(一條鏈被標(biāo)記)的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標(biāo)記DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)的染色單體熒光被抑制(無(wú)明亮熒光)。若將一個(gè)細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第二個(gè)細(xì)胞周期的中期進(jìn)行染色并觀察。下列推測(cè)正確的是()A.1/2的染色體熒光被抑制B.1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C.1/2的DNA分子被BrdU標(biāo)記D.3/4的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記答案D解析第二次有絲分裂中期，所有的染色體中都有1條染色單體的一條鏈的DNA中含有BrdU，所以每條染色體中都有一條染色單體能發(fā)出明亮熒光，A、B錯(cuò)誤；新的DNA分子的合成是以BrdU為原料進(jìn)行的，所以新合成的DNA分子全部被BrdU標(biāo)記，C錯(cuò)誤；細(xì)胞復(fù)制2次，1個(gè)DNA分子可以形成4個(gè)DNA分子，共8條鏈，只有2條鏈沒(méi)有被標(biāo)記，所以被BrdU標(biāo)記的DNA單鏈共有6條，比例為3/4，D正確。4.用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞(含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)胞分裂完成后每個(gè)細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)是()A.0條 B.20條C.大于0條小于20條 D.以上都有可能答案D解析玉米體細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，第一次有絲分裂完成后形成的細(xì)胞中，DNA雙鏈均一條鏈含32P，另一條鏈不含32P，第二次有絲分裂前的間期，染色體復(fù)制后每條染色體上都有一條染色單體含32P，另一條染色單體不含32P，有絲分裂后期姐妹染色單體分離，若含32P的20條染色體同時(shí)移向細(xì)胞的一極，不含32P的20條染色體同時(shí)移向細(xì)胞的另一極，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是20條和0條；若移向細(xì)胞同一極的20條染色體中既有含32P的，也有不含32P的，則形成的子細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)大于0或小于20條。題型2減數(shù)分裂、染色體的標(biāo)記情況5.小鼠睪丸中一個(gè)不含放射性標(biāo)記的精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)至完成減數(shù)分裂過(guò)程，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是()A.初級(jí)精母細(xì)胞中的每條染色體都被標(biāo)記B.次級(jí)精母細(xì)胞中的每條染色體都被標(biāo)記C.只有一半精細(xì)胞中含有被標(biāo)記的染色體D.含標(biāo)記的精細(xì)胞中都有一半的染色體被標(biāo)記答案A解析DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，一個(gè)精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)DNA分子都有一條脫氧核苷酸鏈被標(biāo)記，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)液中完成減數(shù)分裂過(guò)程，減數(shù)分裂過(guò)程如圖所示(以兩對(duì)同源染色體為例)。結(jié)合圖示分析，初級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體的兩條染色單體一條被標(biāo)記，一條未被標(biāo)記，A正確；減數(shù)分裂Ⅱ前期、中期每條染色體都被標(biāo)記，減數(shù)分裂Ⅱ后期，著絲粒分裂后，細(xì)胞中的染色體一半被標(biāo)記，一半未被標(biāo)記，B錯(cuò)誤；減數(shù)分裂Ⅱ后期，著絲粒分裂后，染色體隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，最終形成的4個(gè)精細(xì)胞中可能有2、3或4個(gè)細(xì)胞被標(biāo)記，只有當(dāng)4個(gè)精細(xì)胞都被標(biāo)記時(shí)，才有可能出現(xiàn)含標(biāo)記的精細(xì)胞中都有一半的染色體被標(biāo)記的情況，C、D錯(cuò)誤。6.將某精原細(xì)胞(2n＝8)的DNA用15N標(biāo)記后置于含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次細(xì)胞分裂，并檢測(cè)分裂過(guò)程和分裂后細(xì)胞中的情況。下列推斷正確的是()A.若這兩次分裂為有絲分裂，則含15N染色體的子細(xì)胞所占比例一定為1/2B.若這兩次分裂為有絲分裂，則第二次分裂中期的每個(gè)細(xì)胞中含14N的染色單體有8條C.若這兩次分裂為減數(shù)分裂，則減數(shù)分裂Ⅰ中期含14N的染色單體有8條D.若這兩次分裂為減數(shù)分裂，則子細(xì)胞中每條染色體均含15N答案D解析(1)該精原細(xì)胞若進(jìn)行兩次有絲分裂，則進(jìn)行兩次DNA的復(fù)制，其染色體中的DNA標(biāo)記情況如下圖所示(以1條染色體為例)：第一次有絲分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中所有染色體上的DNA均呈雜合狀態(tài)，即“15N/14N”，第二次有絲分裂復(fù)制后的染色體上兩條染色單體中只有一條染色單體含有15N，DNA為“15N/14N”，而另一條染色單體只含有14N，DNA為“14N/14N”，故中期時(shí)每條染色單體上均含14N，在后期時(shí)兩條染色單體的分離是隨機(jī)的，所以最終形成的子細(xì)胞的染色體中可能都含有15N，也可能不含15N，含有15N的染色體數(shù)是0～8條。則連續(xù)兩次分裂形成的4個(gè)子細(xì)胞中含15N染色體的細(xì)胞數(shù)可能為4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)，所占比例可能為1、3/4、1/2。(2)該精原細(xì)胞若進(jìn)行減數(shù)分裂，則只進(jìn)行了一次DNA的復(fù)制，其染色體中的DNA標(biāo)記情況如下圖所示(以1對(duì)同源染色體為例)：由上圖可以看出，減數(shù)分裂過(guò)程中細(xì)胞雖然連續(xù)分裂2次，但DNA只復(fù)制1次，所以減數(shù)分裂Ⅰ中期含14N的染色單體有16條，得到的4個(gè)子細(xì)胞中所有DNA均呈雜合狀態(tài)，即“15N/14N”?！揪C合提升】7.將某一細(xì)胞中的一條染色體上的DNA用14C充分標(biāo)記，其同源染色體上的DNA用32P充分標(biāo)記，置于不含放射性的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次細(xì)胞分裂(不考慮染色體互換)。下列說(shuō)法中正確的是()A.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則四個(gè)細(xì)胞中均含有14C和32PB.若進(jìn)行有絲分裂，某一細(xì)胞中含14C的染色體可能是含32P染色體的兩倍C.若進(jìn)行有絲分裂，則四個(gè)細(xì)胞中可能三個(gè)有放射性，一個(gè)沒(méi)有放射性D.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則四個(gè)細(xì)胞中可能兩