DNA复制、放射性同位素标记与细胞分裂
DNA复制、放射性同位素标记与细胞分裂
1、蚕豆根尖细胞(2N＝12)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分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是A.每条染色体的两条单体都被标记()B.每条染色体中都只有一条单体被标记C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记继续探究：根据题意，如果让其在不含放射性标记的培养基中继续分裂至后期，则其染色体的放射性标记分布情况应该是怎样的？其产生的子细胞中，含3H标记的染色体条数为多少？2、果蝇的体细胞含有8条染色体。
现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。
如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期分别有8条、16条被标记的染色体()。
A.第1次B．第2次C．第3次 D．第4次继续探究：若发现某细胞中有2条染色体含32P，则该细胞至少为第几次分裂所产生的？3、(2013·河北保定模拟)将某一用3H充分标记的染色体数目为2N的雄性动物精巢细胞，放置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞。
下列有关说法正确的是()4．蚕豆体细胞染色体数目2N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。
实验的基本过程如下：Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
请回答相关问题：(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是________；(2)Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条，每个DNA分子中，有________条链带有放射性。
Ⅱ中，若观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次。
DNA复制相关计算与细胞分裂中的染色体标记问题(微专题)高一生物(人教版2019必修2)
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考向突破
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落实必备知识 强化关键能力 SzLwhห้องสมุดไป่ตู้
5.用32P标记了某玉米体细胞(正常体细胞含20条染色体)的DNA分子双链， 再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，完成了两次细胞分裂。下列 有关叙述错误的是 A.在第一次细胞分裂的中期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染
考点一一 DNA复制相关计算
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动动手：画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的DNA复制过程
亲代
15N
15N
（标出每条链是15N还是14N）
第一代
15N
14N
14N
15N
21
第二代
14N
14N 14N
14N
22
第三代
23
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无论DNA复制多少次，含有15N-DNA分子永远只有 两 个
√C.GH段细胞中含32P的染色体一定有8条
D.IJ段细胞中含32P的染色体可能有8条
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9．(2022·长沙雅礼中学模拟)如图表示某生物的精原细胞在条件X下最终形成了 四个细胞，条件X可能是①精原细胞某一对同源染色体中的一条染色体上的DNA双链 均被15N标记；②精原细胞某一对同源染色体中的两条染色体上的DNA双链均被15N标 记；③进行减数分裂；④进行有丝分裂。下列有关说法正确的是
S子z 细L w胞h 的所有染色体都含15N。
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2021高考生物解题技法06 同位素标记法在遗传分子基础和细胞基础的应用(Word学生考试版)
1．有丝分裂与DNA复制（1）过程图解(一般只研究一条染色体)①复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)，如图：②转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期，如图：（2）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．减数分裂与DNA复制（1）过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如图：（2）规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
1．让雄果蝇的一个精原细胞（甲）在含有被标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一次有丝分裂，形成2个精原细胞（乙和丙），然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂，形成8个精细胞（无交叉互换），下列有关叙述正确的是（）A．甲在有丝分裂后期，所有染色体都具有放射性B．乙在减数第一次分裂后期，所有染色体都具有放射性C．丙在减数第二次分裂后期，每个细胞中含放射性的染色体都占1/2D．乙和丙在完成减数分裂后，每个精细胞都一定有一半的染色体具有放射性2．果蝇(2n=8)某精原细胞中每条染色体的DNA两条链均被32p标记，将其置于普通培养液中先进行一次有丝分裂，再进行减数分裂。
下图表示染色体组数部分曲线变化，下列关于BC段细胞的叙述，正确的是（）A．若表示减数分裂，细胞中每条染色体都有一条染色单体被标记B．若表示减数分裂，产生的子代细胞中具有放射性的占1/2C．若表示有丝分裂，细胞中每个核DNA都有1条链被标记D．若表示有丝分裂，细胞中含有2条X染色体和2条Y染色体3．某DNA分子（14N）含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。
若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图一所示结果；若将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图二所示结果。
下列有关分析正确的是（）A．X层全部是仅含14N的DNA分子B．W层中含15N标记的胞嘧啶有3150个C．Y层中含有的氢键数是X层的3倍D．W层与Z层的核苷酸数之比是7：14．噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。
dna半保留复制机制提出的实验基础
dna半保留复制机制提出的实验基础以DNA半保留复制机制提出的实验基础为标题DNA是生命中最基本的分子之一，它承载着生物体的遗传信息。
DNA的复制是生物体繁殖和生长的基础，而DNA的复制机制也是生物学研究中的重要课题之一。
DNA的复制过程中存在着半保留复制机制，这一机制为我们理解DNA复制的原理和细节提供了重要的实验基础。
DNA的复制是指将一个DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子的过程。
在细胞分裂和生殖过程中，DNA必须被复制，以确保新生物体能够获得与父代细胞或个体相同的遗传信息。
DNA的复制是由酶类分子催化的复杂过程，其中包括了DNA链的分离、互补链的合成和连接等步骤。
DNA的复制是一个半保留的过程，即在复制过程中，原有的DNA 链被分离出来，每条原有的DNA链都作为模板来合成新的DNA链。
这样，每一个新复制的DNA分子将包含一个旧链和一个新链。
这一半保留复制机制的重要性在于，它能够确保遗传信息的传递和稳定性。
半保留复制机制的实验基础可以追溯到20世纪50年代。
在那个时候，科学家们开始使用放射性同位素标记的DNA来研究DNA的复制过程。
他们发现，在放射性同位素标记的DNA复制过程中，新合成的DNA分子中会存在放射性同位素的标记。
这一发现证实了DNA复制是一个半保留的过程，即每个新合成的DNA分子中都包含了原有DNA分子的一部分。
随着技术的发展，科学家们进一步研究了DNA复制的细节和机制。
他们发现，DNA复制是由一系列酶类分子协同作用完成的。
其中最重要的酶是DNA聚合酶，它能够识别DNA模板链上的碱基序列，并在新合成链上添加互补的碱基。
在DNA复制过程中，DNA聚合酶首先识别并结合到DNA模板链上的特定起始序列上，形成一个复制起始复合物。
然后，DNA聚合酶将逐个加入互补的碱基，以合成新的DNA链。
DNA的两条链是互补的，即A碱基与T碱基互补，C碱基与G碱基互补。
因此，在DNA复制过程中，新合成的DNA链的序列是由模板链的序列决定的。
DNA复制及细胞分裂中染色体标记
，1 个细胞是
，1 个细胞是
；第三种情况
是 2 个细胞是
，另外 2 个细胞是
。
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专题技法指导 专题针对训练
精品微课(六) 巧用图解，突破DNA复制与细胞分裂 中染色体标记问题
结束
1．蚕豆根尖细胞在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完
成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分
裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是
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[题点例析] 类型一 有丝分裂中染色体标记情况分析
[演练 1] 果蝇的体细胞含有 8 条染色体。现有一个果蝇体
细胞，它的每条染色体的 DNA 双链都被 32P 标记。如果把该细
胞放在不含 32P 的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在
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精品微课(六) 巧用图解，突破 DNA 复制与细胞 分裂中染色体标记问题
[考点图解] 1．DNA 分子复制特点及子 DNA 存在位置与去向
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(1)复制特点：半保留复制即新 DNA 分子总有一条链来
自亲代 DNA(即模板链)，另一条链(子链)由新链构建而成。
(2)2 个子 DNA 位置：当一个 DNA 分子复制后形成两个
新 DNA 分子后，这两个子 DNA 恰位于两姐妹染色单体上，
且由着丝点连在一起。(如图所示) (3)子 DNA 去向：在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，
同位素标记与细胞分裂
以同位素标记为切入点，对DNA 复制与细胞分裂的综合问题考查的案例分析(1)有丝分裂与DNA 复制①过程图解：一般只研究一条染色体。
a ．复制一次(母链被标记，培养液中不含同位素标记)b ．转至不含放射性的培养液中再培养一个细胞周期②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，产生的子染色体中只有一半带有标记。
(2)减数分裂与DNA 复制①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象(母链被标记，培养液中不含同位素标记)②规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA 只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
1．(2010·山东，7)蚕豆根尖细胞在含3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷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分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( )A ．每条染色体的两条单体都被标记B ．每条染色体中都只有一条单体被标记C ．只有半数的染色体中一条单体被标记D ．每条染色体的两条单体都不被标记2．(2017·达州模拟)经32P 充分标记的某动物精原细胞置于不含32P 的培养液中，在适宜条件下先进行了一次有丝分裂，紧接着再连续进行了两次细胞分裂(第2次和第3次)，若某细胞中含32P 的染色体比例、含32P 的核DNA 比例均为12，则该细胞不可能处于( ) A ．第2次分裂(有丝分裂)后期 B ．第2次分裂(减Ⅰ分裂)后期C ．第3次分裂(有丝分裂)后期D ．第3次分裂(减Ⅱ分裂)后期解析 由于经过第一次有丝分裂后，产生的两个子细胞中，每条染色体上的DNA 分子均有一条链被标记，因此第2次分裂(有丝分裂)后期，细胞中含32P 的染色体比例为12，A 正确；在第2次分裂(减Ⅰ分裂)后期，只是发生了同源染色体的分离，着丝点并没有分裂，因此此时每条染色体上均有32P 标记，B 错误；如果在第2次有丝分裂后期含有标记的染色体全部移向细胞的同一极，那么该细胞在第3次分裂(有丝分裂)后期细胞中含32P 的染色体比例、含32P 的核DNA 比例均为12，C 正确；在第2次(减Ⅰ分裂)分裂时，由于只是发生同源染色体分离，因此产生的次级精母细胞中仍然是每条染色体的DNA 分子均有一条链被标记，因此第3次分裂(减Ⅱ分裂)后期含32P 的染色体比例、含32P 的核DNA 比例均为12，D 正确。
高考生物考试易错题易错点10 细胞分裂过程中物质或结构变化分析 (解析版)
易错点10 细胞分裂过程中物质或结构变化分析细胞分裂是高考命题的必考点之一，多数以带图的选择题考查细胞分裂的各时期特点。
细胞分裂与遗传规律、三种可遗传变异、DNA复制等知识密切联系，这类试题跨度较大，具有较强的综合性。
而没有全面且熟练掌握细胞分裂各时期特点，就无法将细胞分裂知识与其他知识进行有效链接，在复杂的试题情境中无法将所学知识应用于解题。
在复习备考中，需要加强图文转换练习，全面且熟练掌握细胞分裂各时期特点，深刻领悟知识之间的内在联系，达到融会贯通的效果。
注意以下细微易错陷阱，对全面理解细胞分裂等知识有所帮助。
易错陷阱1：染色体组、同源染色体、染色单体、染色体、DNA数目变化。
对有丝分裂和减数分裂各时期特点及染色体组概念理解不透造成误判，混淆细胞中DNA分子数、核DNA 分子数和每条染色体上DNA分子数造成误判，误以为X和Y（或Z和W）性染色体没有染色单体而误判细胞分裂过程中性染色体数目或性染色单体数。
易错陷阱2：等位基因分离的时期。
误以为有丝分裂会发生等位基因分离，忽略交叉互换后姐妹染色单体上具有等位基因造成误判。
易错陷阱3：细胞分裂异常的结果分析。
无法将异常分裂的结果与细胞分裂各时期特点有效对接造成误判。
易错陷阱4：DNA复制后带标记的染色体、染色单体、细胞数。
没有考虑姐妹染色单体分离后随机移向细胞两极造成误判。
易错陷阱5：细胞分裂图中三种可遗传变异的判断。
忽略了有丝分裂不发生基因重组造成误判。
易错陷阱6：减数分裂产生配子类型。
忽略了“基因型为AaBb的一个个体”还是“基因型为AaBb的一个性原细胞”造成误判。
例题1、（2022山东·T8）减数分裂Ⅰ时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染色体可进入 1 个或2 个子细胞；减数分裂Ⅱ时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，若无同源染色体则姐妹染色单体分离。
异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。
基因型为Aa 的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅A、a 所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。
放射性同位素标记法的应用归类例析
放射性同位素标记法的应用归类例析放射性同位素标记法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，也是高中生物实验中常用的一种实验方法，即把放射性同位素的原子参到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。
以研究生物相应的生理过程。
一般常用的放射性元素有： 15N 、3H 、35S 、32P 、14C 、18O 等，在实验时应根据实验的目的来选择好被标记的元素。
根据实验研究的对象可以分为研究元素转移的实验、研究物质转移的实验以及研究结构转移的实验：一、研究元素转移的实验1、研究光合作用、细胞呼吸中元素去向：例1：如果用含18O 的水浇灌某盆栽植物，并将该盆栽植物置于光照下。
过上一段时间，在植物周围的空气中，能够收集到哪些含18O 的气态物质？ ，这些物质是由植物体内的哪些生理过程产生的？ 。
2、研究植物对矿质元素吸收部位及运输途径：例2：科学家用大麦幼苗进行实验，探究根尖 吸收矿质元素最活跃的区域，测量结果如下图： 请分析上述曲线回答下列问题： （1）该实验的原理是： 。
（2）分析根尖顶端积累磷较多的可能原因： 。
（3）根尖某区域吸收32P 的量与积累量和运 输量的关系是什么？ 。
（4）由该实验可得出什么结论？例3：科学家用不透水的蜡纸将柳树茎的韧皮部和木质部隔开，对照组则不插入蜡纸，然后在土壤中施予含含放射性42K 的无机盐溶液，5h 后，测得42K 在柳茎各部分的分布情况。
实验结果A ：有蜡纸隔开的木质部含有大量的42K ，而韧皮部几乎没有42K 。
实验结果B ：在实验组枝条上韧皮部和木质部没被剥离的部分以及对照实验中，韧皮部都有较多的42K 。
试运用所学的生物学知识，对上述研究结果作出解释：（1）解释结果A ：与根尖顶端的距离（mm ）32p 放 射 性强 度 相 对 值 光合作用： H 218C 3植物：14CO 2 14C 3 （14CH 2O ） C 4植物：14CO 214C 4 （14CH 2O ） 细胞呼吸：C 6H 1262（2）解释结果B ：3、研究甲状腺分泌激素的特点：例4：用体重等方面大体相同的三组兔子进行实验。
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1、蚕豆根尖细胞(2N＝12)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分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是
A.每条染色体的两条单体都被标记 ( )
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
继续探究：根据题意，如果让其在不含放射性标记的培养基中继续分裂至后期，则其染色体的放射性标记分布情况应该是怎样的？其产生的子细胞中，含3H标记的染色体条数为多少？2、果蝇的体细胞含有8条染色体。
现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。
如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期分别有8条、16条被标记的染色体( )。
A.第1次B．第2次
C．第3次 D．第4次
继续探究：若发现某细胞中有2条染色体含32P，则该细胞至少为第几次分裂所产生的？3、(2013·河北保定模拟)将某一用3H充分标记的染色体数目为2N的雄性动物精巢细胞，放置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞。
下列有关说法正确的是( )
4．蚕豆体细胞染色体数目2N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。
实验的基本过程如下：
Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
请回答相关问题：
(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是________；
(2)Ⅰ 中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条，每个DNA分子中，有________条链带有放射性。
Ⅱ中，若观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次。
(3)上述实验表明，DNA分子的复制方式是________________________。
14．(1)有丝分裂成(2)2 1 2 (3)半保留复制。