高三生物一轮复习课件 专题精研课6　DNA复制与细胞分裂中染色体的标记问题(共22张PPT)

(共22张PPT)
专题精研课6　DNA复制与细胞分裂中染色体的标记问题
题型一　有丝分裂中染色体的标记情况分析
1.过程分析
细胞DNA复制一次细胞分裂一次,如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。
2.规律总结
由图可以看出,第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成;第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0~2n(以体细胞染色体数为2n为例)。产生的4个子细胞中染色体标记情况有3种,如下表:(标记15的为母链,标记14的为子链)
专项突破
1.(2021·浙江卷)在DNA复制时,5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色,DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养,取根尖用Giemsa染料染色后,观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是(　　)
A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还能观察到深蓝色的染色单体
C
解析 DNA的复制方式为半保留复制,在第一个细胞周期的间期,DNA复制一次,中期每条染色单体上的DNA分子中都是1条母链不含BrdU,1条子链含BrdU,染色单体呈深蓝色,A项正确;第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体,有一条染色单体中的DNA是一条链含BrdU另一条链不含BrdU,另一条染色单体中的DNA是两条链都含BrdU,故一条染色单体呈深蓝色,另一条呈浅蓝色,B项正确;第二次分裂后期,染色体被纺锤丝牵引着移向细胞两极,形成的子细胞内的染色体深蓝色的和浅蓝色的数目不确定,故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体不一定占1/4,C项错误;根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还会有染色单体上的DNA是一条链含BrdU另一条链不含BrdU,故还能观察到深蓝色的染色单体,D项正确。
2.洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一个细胞周期。下列叙述正确的是(　　)
A.第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期
B.第一个细胞周期结束后,每个子细胞中都有一半的染色体被标记
C.第二个细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条单体被标记
D.一个细胞完成两个细胞周期后,产生的含3H的子细胞数为1或2或3或4
C
解析 第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制,发生在细胞分裂的间期,A项错误;第一个细胞周期后,每个DNA分子都含有放射性,因此每个子细胞中的染色体都含有放射性,B项错误;第二个细胞周期中,间期染色体复制,一条染色体上的两条染色单体上的DNA分子只有一个DNA分子含有放射性,因此细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条单体被标记,C项正确;完成2个细胞周期后,随着姐妹染色单体分开,随机进入两个子细胞,所以子细胞中有放射性的个数至少有2个,最多有4个,D项错误。
题型二　减数分裂中染色体的标记情况分析
1.过程图解(选取一对同源染色体)
(1)字母含义:A与a是一对同源染色体。A1与A2是A复制之后形成的姐妹染色单体,中间通过着丝粒相连;a1和a2同理。
(2)图形含义:一个圆角矩形代表一个细胞,里面的矩形代表染色体或染色单体,染色体或染色单体中的实线代表母链(原有链),虚线代表子链(新合成链)。
2.标记情况分析
假设有一个细胞,DNA母链都被同位素标记,之后形成的子链都不含有同位素标记,因为减数分裂中DNA只复制一次,细胞分裂两次,所以产生的子细胞中每条染色体都有同位素标记。
专项突破
3.将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数2n=20)置于不含32P的培养液中培养,经过连续减数分裂后产生4个子细胞。下列有关推断正确的是(　　)
A.减数分裂Ⅰ后期,1个细胞中被32P标记的染色体为40条
B.减数分裂Ⅱ后期,1个细胞中被32P标记的染色体为40条
C.4个子细胞中含32P染色体的子细胞比例为1/2　
D.4个子细胞中含32P染色体的子细胞比例一定为1
D
解析 减数分裂Ⅰ后期只有20条染色体,1个细胞中被32P标记的染色体为20条,A项错误;减数分裂Ⅱ后期,同源染色体已分离,着丝粒分裂,所以1个细胞中被32P标记的染色体为20条,B项错误;减数分裂,DNA只复制一次,细胞经过连续两次分裂后产生4个子细胞,含32P染色体的子细胞比例一定为1,C项错误,D项正确。
4.将某二倍体动物精原细胞(2n=38)全部DNA中的一条单链用32P标记后置于不含32P的培养液中培养,经过减数分裂最终得到4个子细胞,检测相应细胞中标记的情况。若不考虑染色体互换和染色体变异,下列叙述错误的
是(　　)
A.最终可能出现2个子细胞中含32P,2个不含32P的情况
B.最终可能出现3个子细胞中含32P,1个不含32P的情况
C.减数分裂Ⅰ得到的2个子细胞均含有32P
D.减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P
D
解析 精原细胞全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养,经过减数分裂最终得到4个子细胞,由于DNA是半保留复制,细胞中DNA复制后每条染色体上有一条姐妹染色单体含32P,另一条姐妹染色单体不含32P。由于减数分裂Ⅰ发生同源染色体分离,因此经过减数分裂Ⅰ后得到的两个子细胞均含有32P,减数分裂Ⅱ发生姐妹染色单体的分离,最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况,也可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况,减数分裂Ⅱ后期细胞中一半染色体含32P。
题型三　先有丝分裂后减数分裂中染色体的标记情况分析
1.过程图解(选取一对同源染色体)
2.标记情况分析
(1)前提:假设有一个细胞,含有2n条染色体,DNA母链都被同位素标记,之后形成的子链都不含有同位素标记。
(2)有丝分裂:先进行一次有丝分裂后,每一个细胞的每一条染色体都含有标记。
(3)减数分裂Ⅰ:减数分裂Ⅰ同源染色体分离,产生的子细胞中每一条染色体都有标记。
(4)减数分裂Ⅱ:减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离,形成的染色体随机移向细胞的两极,故结果如下:
被标记细胞数 4~8(可以是4~8之间的任一整数,包括4和8)
细胞中被标记染色体数 0~n(可以是0~n之间的任一整数,包括0和n)
专项突破
5.将果蝇(2n=8)一个精原细胞的核DNA分子双链都用32P标记,并在不含32P的培养基中培养,让其先进行一次有丝分裂,然后进行减数分裂。下列有关叙述错误的是(　　)
A.有丝分裂产生的2个精原细胞中,每条染色体都带有32P标记
B.减数分裂Ⅰ过程中,初级精母细胞内有8个被32P标记的核DNA分子
C.在减数分裂Ⅱ后期,次级精母细胞内有4个被32P标记的核DNA分子
D.产生的精子中,被32P标记的核DNA分子有4个
D
解析 有丝分裂过程中DNA只复制一次,所以产生的2个精原细胞中,每条染色体都带有32P标记,A项正确;有丝分裂DNA复制一次,减数分裂DNA又复制一次,所以减数分裂Ⅰ过程中,初级精母细胞内只有8个被32P标记的核DNA分子,B项正确;由于减数分裂Ⅰ过程中同源染色体分离,所以在减数分裂Ⅱ后期,次级精母细胞内有4个被32P标记的核DNA分子,C项正确;由于在减数分裂Ⅱ后期,染色体平均分配到两极是随机的,所以产生的精子中,被32P标记的核DNA分子有0~4个,D项错误。
6.(2025·山东菏泽模拟)将两条单链均被15N标记的基因A导入不含15N标记的某动物精原细胞中,两个基因A分别插入1号和2号两条非同源染色体上。将该精原细胞置于不含15N的培养液中培养,得到4个子细胞,不考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和染色体变异,检测子细胞中的标记情况。下列叙述错误的是(　　)
A.可能出现2个子细胞中含15N,2个不含15N的情况
B.可能会出现3个子细胞含15N,1个子细胞不含15N的情况
C.若2个子细胞中含有15N,则该精原细胞一定进行了减数分裂
D.若4个子细胞中,含有15N的染色体数分别是0、1、1、2条,则一定进行有丝分裂
C
解析 DNA进行半保留复制,若该精原细胞进行两次连续的有丝分裂,第一次分裂产生的子细胞中1号、2号染色体所含有的DNA均为一条链被标记,进行第二次分裂时,中期时一条染色体中一个DNA被标记,一个DNA未被标记,着丝粒分裂后,姐妹染色单体分开,随即移向细胞两极,产生的4个子细胞中可能有2、3、4个细胞带有15N,若该精原细胞进行减数分裂,DNA复制一次,若1号、2号染色体减数分裂Ⅰ时进入细胞的同一极,产生的4个子细胞中有2个细胞带有15N,若1号、2号染色体减数分裂Ⅰ时进入不同的子细胞,4个细胞均带有15N,A、B两项正确,C项错误;若4个子细胞中,含有15N的染色体数分别是0、1、1、2条,即有3个子细胞含有15N标记,根据分析可知,该精原细胞进行两次连续的有丝分裂,产生的4个子细胞中可能有2、3、4个细胞带有15N,而进行减数分裂后形成的子细胞中有2个或4个带有15N标记,因此若4个子细胞中,含有15N的染色体数分别是0、1、1、2条,则一定进行有丝分裂,D项正确。