《创新课堂》第3章微讲座(四) DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题 讲义（教师版）-高中生物学必修2（人教版）同步讲练测

微讲座(四)　DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题
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1．有丝分裂中染色体的标记情况
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如下图所示(以一对同源染色体为例)：
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N－DNA；第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N，即子细胞含有15N的染色体数为0～2n条(体细胞染色体数为 2n条)。　
规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记，若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
2．减数分裂中染色体的标记情况
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如下图所示(以一对同源染色体为例)：
由图可以看出，在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N－DNA，子细胞的所有染色体都含 15N。
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1．1个不含15N的洋葱根尖分生区细胞在含15N 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期，然后转入不含15N标记的培养液中继续培养至第二个细胞周期的分裂中期，下图能正确表示该细胞分裂中期的是(只考虑其中一条染色体上的DNA分子)(　　)
解析：选D。DNA的复制方式为半保留复制，将1个不含 15N的洋葱根尖分生区细胞放入含15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养一个细胞周期的时间，则第一个细胞周期结束后每条染色体的DNA上均有一条链有15N标记，一条链没有15N标记，取出细胞，移到不含15N标记的培养液中，经过DNA复制后，第二个细胞周期的分裂中期每条染色体含有两条染色单体，其中一条染色单体的DNA的一条链含15N标记，一条链没有15N标记，而另一条染色单体上的DNA的两条链均不含有15N标记，D符合题意。
2．假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA分子均用15N标记，然后培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的精子数目为(　　)
A．1　　　　　　　　 B．2
C．4 D．3
答案：C
3．(2024·四川宜宾高一期末)某雄性动物细胞(染色体数为46条)的DNA双链均被15N标记，将该细胞置于含14N的培养基中培养，经两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是(　　)
A．若子细胞中染色体数都为46条，则这46条染色体的DNA双链一定为14N/14N
B．若子细胞中染色体数都为23条，则这23条染色体的DNA双链一定为15N/14N
C．若子细胞中染色体数都为46条，则这46条染色体的DNA双链一定为15N/14N
D．若子细胞中染色体数都为23条，则这23条染色体的DNA双链一定为14N/14N
解析：选B。若子细胞中染色体数为46，则这两次分裂进行的是有丝分裂，由于DNA分子的复制方式为半保留复制，因此第一次有丝分裂形成的两个子细胞中的46个DNA分子的双链均为15N/14N，经过第二次分裂间期复制后，细胞中的每条染色体含有的两条染色单体中的DNA分子一个双链是 15N/14N，一个双链是14N/14N，到第二次有丝分裂后期，经过着丝粒分裂后的细胞中含有92条染色体，其中只有46个DNA分子双链为15N/14N，另外46个染色体上的DNA分子双链为14N/14N，有丝分裂后期分开的染色体随机进入不同的细胞中，因此经过第二次有丝分裂形成的四个子细胞中含有46条染色体，其上的DNA分子中不一定都为14N/14N，A错误；若子细胞中染色体数为23，则这两次分裂进行的是减数分裂，由于该过程中DNA分子只复制了一次，根据DNA分子半保留复制的特点，这23条染色体的DNA双链一定都为 15N/14N，B正确，D错误；根据A项分析可知，若子细胞中染色体数都为46条，则该子细胞是经过两次有丝分裂后产生的，子细胞46条染色体中DNA双链为15N/14N类型的可能为0～46条，C错误。