專題10 DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體的標(biāo)記問題-高考生物大一輪單元復(fù)習(xí)課件（新教材新高考）

第五單元·遺傳的基本規(guī)律微專題10

DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體的標(biāo)記問題1.半保留復(fù)制與有絲分裂[動畫演示]普通培養(yǎng)基中復(fù)制P細(xì)胞F1細(xì)胞完成分裂（1）標(biāo)記物的去向（一條染色體為例）F1細(xì)胞完成分裂完成分裂普通培養(yǎng)基中復(fù)制普通培養(yǎng)基中復(fù)制F2細(xì)胞F1細(xì)胞普通培養(yǎng)基中第一次有絲分裂F2細(xì)胞P細(xì)胞普通培養(yǎng)基中第二次有絲分裂F1全部DNA都有標(biāo)記

F2一半的DNA有標(biāo)記總結(jié)F1細(xì)胞普通培養(yǎng)基中第一次有絲分裂P細(xì)胞普通培養(yǎng)基中第二次有絲分裂（2）細(xì)胞含標(biāo)記染色體的數(shù)目（2N=4為例）完成分裂完成分裂普通培養(yǎng)基中復(fù)制普通培養(yǎng)基中復(fù)制F2細(xì)胞F1細(xì)胞第二次有絲分裂情況1完成分裂完成分裂普通培養(yǎng)基中復(fù)制普通培養(yǎng)基中復(fù)制F2細(xì)胞F1細(xì)胞第二次有絲分裂情況2完成分裂完成分裂普通培養(yǎng)基中復(fù)制普通培養(yǎng)基中復(fù)制F2細(xì)胞F1細(xì)胞第二次有絲分裂情況3F1所有細(xì)胞全部染色體都有標(biāo)記,F2某個細(xì)胞有標(biāo)記的染色體數(shù)目為[0,2N]總結(jié)2.半保留復(fù)制與減數(shù)分裂[動畫演示]初級精母細(xì)胞精原細(xì)胞減數(shù)第一次分裂次級精母細(xì)胞精細(xì)胞減數(shù)第二次分裂減數(shù)第二次分裂復(fù)制減數(shù)第二次分裂精細(xì)胞初級精母細(xì)胞精原細(xì)胞次級精母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂復(fù)制AaBbAAaaBBbbAABBaabbABABabab因為減數(shù)分裂過程中染色體只復(fù)制一次，所有整個減數(shù)分裂過程中全部染色體都有標(biāo)記，初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞、精細(xì)胞有標(biāo)記的染色體數(shù)目分別為2N、N、N，有標(biāo)記的染色單體數(shù)目分別為4N、2N、0總結(jié)(1)復(fù)制特點:半保留復(fù)制即新DNA分子總有一條鏈來自親代DNA(即模板鏈),另一條鏈為新合成的子鏈。(2)子DNA位置:當(dāng)1個DNA分子復(fù)制完成形成2個新DNA分子后,這2個子DNA位于兩條姐妹染色單體上,且由著絲粒連在一起(如上圖所示)。(3)子DNA去向:在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期,當(dāng)著絲粒分裂時,兩條姐妹染色單體分開,分別移向細(xì)胞兩極,此時子DNA隨染色單體分開而分開?！镜淅?2021·浙江1月選考)現(xiàn)建立“動物精原細(xì)胞(2n＝4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程”模型。1個精原細(xì)胞(假定DNA中的P元素都為32P，其他分子不含32P)在不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng)，分裂為2個子細(xì)胞，其中1個子細(xì)胞發(fā)育為細(xì)胞①。細(xì)胞①和②的染色體組成如圖所示，H(h)、R(r)是其中的兩對基因，細(xì)胞②和③處于相同的分裂時期。下列敘述正確的是(

)

D圖中細(xì)胞①處于減數(shù)分裂Ⅰ前期，分析細(xì)胞①中基因組成可知，發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體的互換，即發(fā)生了基因重組，A錯誤；根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制，1個精原細(xì)胞(DNA中的P元素都為32P)，在不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng)，經(jīng)過一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中每條染色體中的DNA分子一條鏈含32P，另一條鏈不含32P。該子細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂Ⅰ前的間期復(fù)制，形成的細(xì)胞①中每條染色體，只有一條單體的DNA分子一條鏈含有32P(共4條染色單體含有32P)，細(xì)胞①形成細(xì)胞②會發(fā)生同源染色體A．細(xì)胞①形成過程中沒有發(fā)生基因重組

B．細(xì)胞②中最多有兩條染色體含有32P

C．細(xì)胞②和細(xì)胞③中含有32P的染色體數(shù)相等D．細(xì)胞④～⑦中含32P的核DNA分子數(shù)可能分別是2,1,1,1【典例】(2021·浙江1月選考)現(xiàn)建立“動物精原細(xì)胞(2n＝4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程”模型。1個精原細(xì)胞(假定DNA中的P元素都為32P，其他分子不含32P)在不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng)，分裂為2個子細(xì)胞，其中1個子細(xì)胞發(fā)育為細(xì)胞①。細(xì)胞①和②的染色體組成如圖所示，H(h)、R(r)是其中的兩對基因，細(xì)胞②和③處于相同的分裂時期。下列敘述正確的是(

)

分離，正常情況下，細(xì)胞②有兩條染色體含有32P(分布在非同源染色體上)，但根據(jù)圖可知，H所在的染色體發(fā)生過互換，很有可能H和h所在染色體都含有32P，因此細(xì)胞②中最多有3條染色體含有32P，B錯誤；根據(jù)B項分析可知，正常情況下，細(xì)胞②和③中各有兩條染色體含有32P(分布在非同源染色體上)，但由于細(xì)胞①中發(fā)生了H和h的互換，而發(fā)生互換的染色單體上不確定是否含有32P，故細(xì)胞②和細(xì)胞③中含有32P的染色體數(shù)可能相等也可能不相等，C錯誤；如果細(xì)胞②的H和R所在染色體含有32P，且細(xì)胞②中A．細(xì)胞①形成過程中沒有發(fā)生基因重組

B．細(xì)胞②中最多有兩條染色體含有32P

C．細(xì)胞②和細(xì)胞③中含有32P的染色體數(shù)相等D．細(xì)胞④～⑦中含32P的核DNA分子數(shù)可能分別是2,1,1,1【典例】(2021·浙江1月選考)現(xiàn)建立“動物精原細(xì)胞(2n＝4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程”模型。1個精原細(xì)胞(假定DNA中的P元素都為32P，其他分子不含32P)在不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng)，分裂為2個子細(xì)胞，其中1個子細(xì)胞發(fā)育為細(xì)胞①。細(xì)胞①和②的染色體組成如圖所示，H(h)、R(r)是其中的兩對基因，細(xì)胞②和③處于相同的分裂時期。下列敘述正確的是(

)

h所在染色體含有32P，則r在染色體不含有32P，因此形成的細(xì)胞④含有32P的核DNA分子數(shù)為2個，形成的細(xì)胞⑤含有32P的核DNA分子數(shù)為1個，由于細(xì)胞③的基因型為Hhrr(h為互換的片段)，h所在的染色體與其中一個r所在染色體含有32P(H和另一個r所在染色體不含32P)，如果含有32P的2條染色體不在同一極，則形成的細(xì)胞⑥和⑦都含32P的核DNA分子數(shù)為1個，D正確。A．細(xì)胞①形成過程中沒有發(fā)生基因重組

B．細(xì)胞②中最多有兩條染色體含有32P

C．細(xì)胞②和細(xì)胞③中含有32P的染色體數(shù)相等D．細(xì)胞④～⑦中含32P的核DNA分子數(shù)可能分別是2,1,1,1解題技巧[審題]——抓關(guān)鍵

(1)明確標(biāo)記的是DNA還是培養(yǎng)基；

(2)明確細(xì)胞分裂方式及分裂次數(shù)；

(3)可采用四步繪圖法，理清過程。[答題]——找依據(jù)

(1)半保留復(fù)制的特點；

(2)有絲分裂的過程及其特點。[失分]——析原因不清楚DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體之間的關(guān)系；不清楚DNA、染色體與染色單體之間的關(guān)系；審題不細(xì)致，忽視了標(biāo)記的是DNA還是培養(yǎng)基有標(biāo)記物，沒有理清細(xì)胞分裂是有絲分裂還是減數(shù)分裂。[評題]——用素養(yǎng)

該題涉及的科學(xué)方法是同位素標(biāo)記法，涉及DNA復(fù)制及細(xì)胞分裂的過程?？疾榱撕诵乃仞B(yǎng)中的生命觀念與科學(xué)思維。四步繪圖法第一步畫出含一條染色體的細(xì)胞圖，下方畫出該條染色體上的1個DNA分子，用豎實線表示含同位素標(biāo)記第二步畫出復(fù)制一次，分裂一次的子細(xì)胞染色體圖，下方畫出染色體上的DNA鏈，未被標(biāo)記的新鏈用豎虛線表示第三步再畫出第二次復(fù)制(分裂)后的細(xì)胞的染色體組成和DNA鏈的情況第四步若繼續(xù)推測后期情況，可想象著絲點分裂，染色單體分開的局面，并進(jìn)而推測子細(xì)胞染色體的情況[跟蹤突破]

1．在含有BrdU的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時,BrdU會取代胸苷摻入新合成的鏈中,形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色時,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(無明亮熒光)。若將一個細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)到第三個細(xì)胞周期的中期進(jìn)行染色并觀察。下列推測錯誤的是(

)

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.全部DNA分子被BrdU標(biāo)記

D.3/4的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記D根據(jù)DNA的半保留復(fù)制特點,第一次有絲分裂結(jié)束后,細(xì)胞中的DNA全部為一條鏈含有BrdU,一條鏈不含BrdU;第二次有絲分裂結(jié)束,子代所有DNA中有一半DNA的兩條鏈均含BrdU,有一半DNA只有一條鏈含有BrdU;第三次有絲分裂中期,有1/2的染色體兩條染色單體中的DNA雙鏈均含BrdU(即被染色后無明亮熒光),有1/2的染色體一條染色單體中的DNA一條鏈含BrdU(被染色后有明亮熒光),另一條染色單體中DNA雙鏈均含BrdU(被染色后無明亮熒光)。因此在第三次有絲分裂中期,1/2的染色體熒光被抑制;有1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光;全部DNA分子被BrdU標(biāo)記,7/8的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記。[跟蹤突破]

2．用3H標(biāo)記蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞的DNA分子雙鏈,再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入含秋水仙素但不含3H的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。若秋水仙素對細(xì)胞連續(xù)發(fā)揮作用,則下列相關(guān)敘述不正確的是(

)

A.通過檢測DNA鏈上3H標(biāo)記出現(xiàn)的情況,不可推測DNA的復(fù)制方式

B.細(xì)胞中DNA第二次復(fù)制完成后,每個細(xì)胞都帶有3H標(biāo)記

C.秋水仙素可抑制紡錘體的形成,但不影響著絲粒的正常分裂

D.通過對細(xì)胞中不含染色單體的染色體計數(shù),即可推測DNA復(fù)制的次數(shù)

A通過檢測DNA鏈上3H標(biāo)記出現(xiàn)情況,可以推測DNA的復(fù)制方式,A項錯誤;細(xì)胞中DNA第二次復(fù)制完成后,每條染色體中都有一條染色單體中的DNA帶有3H標(biāo)記,所以每個細(xì)胞都帶有3H標(biāo)記,B項正確;秋水仙素可抑制紡錘體的形成,但不影響著絲粒的正常分裂,所以能使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)加倍,C項正確;1個DNA分子復(fù)制n次,形成的DNA分子數(shù)是2n,不含染色單體時一條染色體上含有一個DNA分子,因此通過對細(xì)胞中不含染色單體的染色體計數(shù),可推測DNA復(fù)制的次數(shù),D項正確。[跟蹤突破]

3．將某一經(jīng)3H充分標(biāo)記核DNA的雄性動物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過連續(xù)兩次細(xì)胞分裂。下列有關(guān)說法正確的是(

)

A．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則子細(xì)胞中含3H的DNA分子數(shù)為N/2

B．若進(jìn)行有絲分裂，則子細(xì)胞中含3H的染色體數(shù)一定為N

C．若子細(xì)胞中染色體都含3H，則細(xì)胞分裂過程中可能發(fā)生基因重組

D．若子細(xì)胞中有的染色體不含3H，原因是同源染色體彼此分離C如果該細(xì)胞發(fā)生的是減數(shù)分裂，由于DNA只復(fù)制一次，每個DNA分子都含3H，所以子細(xì)胞中含3H標(biāo)記的DNA分子數(shù)為N，A錯誤；DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，該動物細(xì)胞經(jīng)過3H標(biāo)記后，放在不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第一次有絲分裂，形成的兩個子細(xì)胞中含3H的染色體數(shù)是2N，但每條染色體的DNA分子只有一條鏈含3H，再經(jīng)過一次細(xì)胞分裂，復(fù)制后的每條染色體的兩條單體，其中有一條單體不含3H，由于著絲粒分裂后，染色單體分開后向兩極移動是隨機(jī)的，所以經(jīng)兩次有絲分裂后形成的子細(xì)胞中含3H的染色體數(shù)可能是0～2N，B錯誤；如果子細(xì)胞中染色體都含有3H，該細(xì)胞發(fā)生的是減數(shù)分裂，可能發(fā)生基因重組，C正確；如果子細(xì)胞中的染色體不含3H，則該細(xì)胞發(fā)生的是有絲分裂，不可能發(fā)生同源染色體彼此分離，D錯誤。[跟蹤突破]

4．取自某生物(2n＝8)的一個原始生殖細(xì)胞，先用15N標(biāo)記其8條雙鏈DNA，之后置于含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到了4個子細(xì)胞。檢測它們的放射性，下列推斷錯誤的是(

)

A．該原始生殖細(xì)胞培養(yǎng)期間完成了兩次有絲分裂或一次完整的減數(shù)分裂過程

B．若進(jìn)行有絲分裂，則4個子細(xì)胞中含15N的染色體的子細(xì)胞的比例一定是50%

C．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則減數(shù)第二次分裂后期每個細(xì)胞中含14N的染色體均為8條

D．若細(xì)胞分裂過程中發(fā)生了基因重組，則4個子細(xì)胞中的每條染色體一定都含15NB原始生殖細(xì)胞既可以進(jìn)行有絲分裂，又可以進(jìn)行減數(shù)分裂。一個原始生殖細(xì)胞進(jìn)行兩次有絲分裂可得到4個子細(xì)胞；一個原始生殖細(xì)胞進(jìn)行一次減數(shù)分裂可得到4個子細(xì)胞，A正確；第一次有絲分裂，DNA分子復(fù)制后，每條染色體含有2個DNA分子，每個DNA分子均是15N/14N。分裂結(jié)束后形成2個子細(xì)胞，每個子細(xì)胞含有8條染色體，每條染色體含有1個DNA分子，每個DNA分子均是15N/14N。第二次有絲分裂，DNA分子復(fù)制后，每條染色體含有2個DNA分子，其中1個DNA分子為15N/14N，1個DNA分子為14N/14N。分裂結(jié)束后共形成4個子細(xì)胞，每個子細(xì)胞含有8條染色體，含有15N/14N的染色體數(shù)為0～8，則4個子細(xì)胞中含15N的染色體的子細(xì)胞的比例是50%或75%或100%，B錯誤；若進(jìn)行減數(shù)分裂，DNA分子復(fù)制后，每條染色體含有2個DNA分子，每個DNA分子均是15N/14N。減數(shù)第一次分裂結(jié)束后形成2個子細(xì)胞，每個子細(xì)胞含有4條染色體，每條染色體含有2個DNA分子，每個DNA分子均是15N/14N。減數(shù)第二次分裂后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色體數(shù)目加倍，每個細(xì)胞含有8條染色體，每條染色體含有1個DNA分子，每個DNA分子均是15N/14N，C正確；若細(xì)胞分裂過程中發(fā)生了基因重組，則細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂。減數(shù)分裂只復(fù)制一次，連續(xù)分裂兩次，形成4個子細(xì)胞，每個細(xì)胞含有4條染色體，每條染色體含有1個DNA分子，每個DNA分子均是15N/14N，D正確。(1)某哺乳動物的一個卵原細(xì)胞(2n＝16)中僅有一對同源染色體的兩條染色體上的DNA分子兩條鏈均被15N標(biāo)記，該卵原細(xì)胞在14N的環(huán)境中進(jìn)行減數(shù)分裂，用減數(shù)第一次分裂后期的初級卵母細(xì)胞中含有15N標(biāo)記的染色單體有4條；減數(shù)第二次分裂后期的次級卵母細(xì)胞中含有15N標(biāo)記的染色體有2條；其產(chǎn)生含有15N標(biāo)記的卵細(xì)胞的概率為100%。[跟蹤突破]

5．不考慮突變和交叉互換，回答下列有關(guān)減數(shù)分裂的問題。(1)某哺乳動物的一個卵原細(xì)胞(2n＝16)中僅有一對同源染色體的兩條染