2022届高中生物新教材同步必修第二册 第3章 微专题四 DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题

一、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的染色体为0～2n条(体细胞染色体为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。

例11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)()答案 D解析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项正确。

例2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标记的染色体数分别是20和20B．在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染色体数分别是40和40C．在第一次分裂完成后，形成的两个子细胞中染色体上的DNA都是有一条链含32P，另一条链不含32PD．在第二次分裂完成后，形成的四个子细胞中含32P的染色体数从0到20都有可能答案 B解析第二次分裂前的间期，DNA进行复制，形成的染色体中一个DNA的两条链均含31P，另一个DNA中一条链含有32P，另一条链含31P，在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总条数是40，被32P标记的染色体条数是20，B错误。

二、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。

例3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．0 B．2 C．4 D．3答案 C解析根据DNA分子复制的过程可知，模板链是含15N的DNA链，原料是含14N的脱氧核苷酸，复制一次后，每个DNA分子都是一条链含有15N，另一条链含有14N，因此在减数分裂产生的四个精子中，每一个精子中的DNA组成都是一条链含15N，另一条链含14N，所以减数分裂形成的四个精子中所有的DNA 均含有15N ，C 正确。

例4 将全部DNA 分子双链经32P 标记的某雄性动物的1个细胞(正常体细胞染色体数2n ＝20)置于不含32P 的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞。

下列有关推断正确的是( )A ．若进行有丝分裂，第二次有丝分裂后期，1个细胞中被32P 标记的染色体为40条B ．若进行减数分裂，减数分裂Ⅱ后期，1个细胞中被32P 标记的染色体为40条C ．若进行有丝分裂，则4个子细胞中含32P 染色体的子细胞比例一定为12D ．若进行减数分裂，则4个子细胞中含32P 染色体的子细胞比例一定为1答案 D解析 若进行有丝分裂，当细胞处于第二次有丝分裂后期时，1个细胞中具有32P 标记的染色体为20条，A 错误；若进行减数分裂，减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，所以1个细胞中被32P 标记的染色体为20条，B 错误；若进行有丝分裂，当细胞处于第二次分裂后期时，染色单体分开，具有32P 标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P 染色体的子细胞有2个或3个或4个，C 错误；若进行减数分裂，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，DNA 只复制一次，因此含32P 染色体的子细胞比例一定为1，D 正确。

1．蚕豆根尖细胞在含3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的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答案 B2．(2021·湖北重点中学演练)BrdU 在DNA 复制过程中能替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

由于含BrdU 的情况不同，染色单体着色的深浅也不同：当DNA 只有一条单链掺有BrdU 时，则染色单体着色深；当DNA 的两条单链都掺有BrdU 时，则染色单体着色浅。

现将豌豆根尖分生区细胞放在含有BrdU 的培养基中培养，对处于不同细胞周期的细胞进行染色、制片后，在显微镜下可观察每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。

下列有关说法不正确的是( )A ．在此实验中，DNA 中的碱基A 可以与碱基T 、BrdU 进行配对B．第一次分裂的中期，每条染色体中的染色单体均着色深C．第二次分裂的中期，每条染色体中一条染色单体为深色，另一条为浅色D．第三次分裂的中期，不可能出现每条染色体中的染色单体均着色浅的细胞答案 D解析由于DNA是半保留复制，在此实验中DNA复制时，DNA中的碱基T可以与碱基A 进行配对，由于BrdU在DNA复制过程中能替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸，因此碱基A可以与碱基T、BrdU进行配对，A正确；在第一次分裂的中期，每条染色体上的每个DNA分子的一条单链不含BrdU，另一条单链含有BrdU，所以染色单体均着色深，B正确；在第二次分裂的中期，每条染色体上的两个DNA分子的情况是一个DNA分子的两条单链均含BrdU；另一个DNA分子的一条单链含BrdU，另一条单链不含BrdU，所以每条染色体的染色单体中一条着色深，一条着色浅，C正确；第二次细胞分裂过程中，着丝粒分裂后，若着色浅的染色体均移向了同一极，则该细胞在下一次分裂中期时，每条染色体中的染色单体均着色浅，D错误。

3．将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n＝12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。

某普通培养液中的第三次有丝分裂中期，根据图示，判断该细胞中染色体的标记情况最可能是()A．12个bB．6个a,6个bC．6个b,6个cD．b＋c＝12个，但b和c数目不确定答案 D解析在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有1条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性，在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开形成两条子染色体随机移向细胞两极，即第二次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有1条染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但二者之和肯定为12。

4．将含有一对同源染色体、其DNA分子都已用32P标记的1个精原细胞，在只供给含31P 的原料中先进行一次有丝分裂，产生的两个子细胞再各自进行减数分裂。

则最终所产生的八个精子中，被32P标记的精子可能有()A．2或4个B．2、4或6个C．4、6或8个D．4个答案 D解析由题干可知：1个精原细胞中2个DNA分子都用32P标记，在只供给含31P的原料中先进行一次有丝分裂，产生两个子细胞，这两个子细胞含有的两个DNA分子都是一条链含有32P，一条链含有31P；两个子细胞再在31P的环境中各自进行减数分裂，在减数分裂前的间期，DNA进行复制，每个细胞中的两个DNA分子经过复制形成四个DNA分子，这四个DNA分子中，有两个DNA是一条链含有32P，一条链含有31P，还有两个DNA只含31P。

减数分裂结束后，这四个DNA分子平均分配给四个精子，每一个精子只含一个DNA分子，因此每个细胞减数分裂形成四个精子，其中有两个精子既含32P，也含31P，还有两个精子只含31P，即被32P标记的精子有4个。

5．小鼠的睾丸中一个精原细胞在含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减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是()A．初级精母细胞中每条染色体的两条单体都被标记B．次级精母细胞中每条染色体都被标记C．只有半数精细胞中有被标记的染色体D．产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等答案 D解析一个精原细胞在含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后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝粒分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。

6．将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2n)置于不含32P的培养基中培养。

经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。

下列推断正确的是()A．若只进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2B．若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例至少占1/2 C．若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂D．若子细胞中的染色体都不含32P，则一定进行减数分裂答案 B。