高三一轮复习生物拓展性微专题（五）DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题课件

拓展性微专题（五）DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题题型一有丝分裂中子染色体标记分析1.过程图解（一般只研究一条染色体）复制一次（母链标记，培养液不含标记同位素）：转至不含放射性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，产生的子染色体只有一半带有标记。【典例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，如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正确。【典例2】选取大蒜（2n＝16）的一个根尖细胞放在含32P的培养液中培养，待其完成两次细胞分裂后进行统计。下列叙述正确的是（

）A.可能有两个细胞中含32P，两个细胞中不含32PB.可能每个细胞中既有含32P的染色体，也有不含32P的染色体C.可能有两个细胞中的核DNA分子的两条链都含有32PD.所有细胞中含32P的染色体均占染色体总数的解析

由于DNA分子复制的特点是半保留复制，经过一次细胞分裂后每个核DNA分子中一条链含32P，另一条链不含32P，形成的两个子细胞中都含有32P标记；第二次细胞分裂前的间期DNA分子复制完成后，每个细胞中的核DNA分子有半数两条链均含32P，另半数一条链含32P，另一条链不含32P；在第二次有丝分裂末期，两条链均含32P的DNA可能进入同一个子细胞，这样的子细胞最多会有两个，所形成的子细胞都含有32P标记，C正确，A、B、D错误。题型二减数分裂中染色体的标记情况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，之后形成的子链不含有同位素标记，因为减数分裂中DNA只复制一次，所以产生的子细胞中每条染色体都有同位素标记。小提醒：①一个DNA分子含两条DNA链，只要有一条DNA链带标记，该DNA分子便带标记。②每条染色体含一个或两个DNA分子，只要有一条DNA链带标记，该染色体便带标记。③每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一条染色体（减数分裂时只需分析一对同源染色体）即可。【典例3】小鼠睾丸中一个不含放射性标记的精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中培养一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养液中继续培养至完成减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是（

）A.初级精母细胞中的每条染色体都被标记B.次级精母细胞中的每条染色体都被标记C.只有一半精细胞中含有被标记的染色体D.含标记的精细胞中都有一半的染色体被标记解析DNA的复制是半保留复制，一个精原细胞在含3H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后，细胞核内每个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链被标记，然后在不含放射性标记的培养液中完成减数分裂过程。初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体一条被标记，一条未被标记，A正确；减数分裂Ⅱ前期、中期每条染色体都被标记，减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后，细胞中的染色体一半被标记，一半未被标记，B错误；减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后，染色体随机移向细胞两极，最终形成的4个精细胞中可能有2、3或4个细胞被标记，只有当4个精细胞都被标记时，才有可能出现含标记的精细胞中都有一半的染色体被标记的情况，C、D错误。【典例4】将某二倍体动物精原细胞（2n＝38）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，检测相应细胞中标记的情况。若不考虑互换和染色体变异，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32PD.减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P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。⁠1.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，让细胞连续进行有丝分裂。根据如图所示判断，在普通培养液中的第二次有丝分裂中期，一个细胞中染色体标记情况是（

）A.6个a，6个cB.12个bC.6个b，6个cD.12个c解析：根据题意可知，亲代DNA分子双链用3H标记，由于DNA分子为半保留复制，因此亲代细胞中染色体经过第一次复制后两个姐妹染色单体均有标记，如图a；第一次有丝分裂结束后产生的子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被标记，该细胞中的染色体再经过第二次复制，一条染色体上的两个染色单体只有1个染色单体的一条链有标记，即只有1个染色单体有标记，如图b，因此在第二次有丝分裂中期，细胞中12条染色体上的两个染色单体均有一个带有标记。2.某一个DNA被32P标记的精原细胞在不含32P的培养液中经过一次有丝分裂，产生两个精原细胞，其中一个接着在不含32P的培养液中进行一次减数分裂，其四分体时期的一对同源染色体上的DNA组成示意图正确的是（

）解析：由题意可知，该精原细胞的1个DNA分子的2条脱氧核苷酸链都被32P标记，因此进行有丝分裂产生的两个子细胞中，每个细胞的每个DNA分子都有一条链被标记；产生的两个子细胞中，有一个精原细胞接着进行减数分裂，复制后每条染色体有2个DNA分子，2个DNA分子中只有一个DNA的一条链被32P标记，每个四分体中的四个DNA分子中，各有两个DNA分子的一条单链被32P标记，所以在四分体时期的一对同源染色体上的DNA组成示意图正确的是B图，B正确。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1/2D.4个子细胞中含32P染色体的子细胞比例一定为1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错误，D正确。4.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.在第一次细胞分裂完成后，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.在第二次细胞分裂完成后，形成的四个子细胞中含32P的染色体数从0到20都有可能解析：第二次细胞分裂前的间期，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，所以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。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DNAC.在减数分裂Ⅱ后期，次级精母细胞内有4个被32P标记的核DNAD.产生的精子中，被32P标记的核DNA有4个解析：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，B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，C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有0～4个，D错误。6.现有DNA分子的两条单链均只含有14N（表示为14N14N）的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是（

）A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3B.有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1C.有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1D.有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1

⁠1.下列关于DNA复制的叙述中，正确的是（

）A.DNA的复制只发生于有丝分裂前的间期B.DNA的复制只能发生于细胞核中C.DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶，原料是八种游离的核苷酸D.DNA复制有精确的模板，并严格遵守碱基互补配对原则，所以能准确地将遗传信息传递给子代解析：DNA的复制发生于有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，A错误；DNA的复制也可以发生于线粒体和叶绿体中，B错误；DNA的复制原料是四种游离的脱氧核苷酸，C错误；DNA复制有精确的模板，并严格遵守碱基互补配对原则，所以DNA中的遗传信息可以准确地传递给后代，D正确。2.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，则该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是（

）解析：因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，A、B错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链（黑色表示），C错误，D正确。3.下列有关“证明DNA半保留复制的实验”的叙述，正确的是（

）A.培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架B.通过对第二代大肠杆菌DNA的离心，得出DNA复制的特点为半保留复制C.将含14N/14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的DNA中都含有15ND.将含15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行离心，离心管中将只出现1个条带解析：DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，脱氧核糖和磷酸都不含N元素，A错误；通过对亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的离心和对比分析才可得出DNA复制的特点为半保留复制，B错误；将含15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行离心，离心管中将出现轻、重2个条带，D错误。4.把培养在含轻氮（14N）环境中的细菌，转移到含重氮（15N）环境中培养，连续复制两轮的时间后，离心分离其DNA，结果应如图（

）解析：只含14N的细菌，转移到含重氮15N的环境中培养复制一轮，由半保留复制特点可知，所形成的子代中每个DNA分子都是一条链含15N、另一条链含14N标记；再复制一轮，其中一半的DNA分子是一条链含15N、另一条链含14N标记，另一半的DNA分子两条链都含15N标记，即子代有1/2中带、1/2重带。5.DNA一般能准确复制，其原因是（

）①DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板②DNA复制发生于细胞分裂前的间期③碱基互补配对是严格的④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同A.②④B.②③C.①④D.①③解析：DNA独特的双螺旋结构在解旋后为DNA复制提供了精确的两条模板，严格的碱基互补配对保证了DNA复制的准确性，保证了子代DNA与亲代DNA相同。6.体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP，37℃下保温。下列叙述中，正确的是（

）A.能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致B.不能生成DNA，因为缺少DNA模板C.能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联D.不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件解析：DNA复制的四个基本条件是模板、酶、能量、原料。没有加入模板DNA，所以无DNA生成。7.真核细胞中DNA复制如图所示，下列表述错误的是（

）A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B.每个子代DNA都有一条脱氧核苷酸链来自亲代C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则解析：氢键的形成不需要酶的催化，C错误。8.下列细胞结构中，不会发生DNA复制的是（

）A.线粒体B.核糖体C.细胞核D.叶绿体解析：线粒体、叶绿体和细胞核中都含有DNA，都能进行DNA复制，核糖体中不含DNA，不会发生DNA复制，B符合题意。9.如图1为大肠杆菌的DNA分子结构示意图（片段），图2为DNA分子复制图解。请据图回答问题：（1）图1中1、2、3结合在一起的结构叫

⁠。

解析：（1）图1中1、2、3结合在一起的结构叫脱氧核糖核苷酸。答案：（1）脱氧核苷酸（2）图1中若3是鸟嘌呤，4的中文名字应该是

⁠。

解析：（2）如果3是鸟嘌呤，则4是胞嘧啶。答案：（2）胞嘧啶（3）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个，则该DNA片段中共有腺嘌呤

⁠个，C和G共有

⁠对。

解析：（3）已知某DNA片段含有200个碱基，碱基间的氢键共有260个，且A、T之间有2个氢键，C、G之间有3个氢键，假设该DNA分子含有腺嘌呤N个，则胞嘧啶的数量为100－N，所以2N＋3（100－N）＝260，N＝40，所以该DNA片段中共有40个腺嘌呤，共有60对C和G。答案：（3）40

60

（4）图2中的DNA复制完成后，A'链与

⁠链相同、B'链与

⁠链相同，因此该过程形成的两个DNA分子完全相同。每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这与复制过程中的

⁠有关，这种复制方式称为

⁠。

解析：（4）图2中的DNA复制完成后，A'链与B链相同、B'链与A链相同。每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这与复制过程中的碱基互补配对原则有关，这种复制方式称为半保留复制。答案：（4）B

A碱基互补配对原则半保留复制⁠10.研究发现，DNA复制始于基因组中的复制起点，即启动蛋白的靶标位点。启动蛋白能识别富含A—T碱基对的序列，一旦复制起点被识别，启动蛋白就会募集其他蛋白质一起形成前复制复合物，从而解开双链DNA，形成复制叉（如图）。下列叙述正确的是（

）A.复制开始时，酶X将DNA双螺旋的两条链解开B.DNA复制在细胞分裂前的间期随染色体复制完成C.冈崎片段在酶X的催化作用下连接形成后随链D.DNA解旋困难程度与A—T碱基对所占比例呈正相关解析：由图可知，酶X起DNA聚合酶的作用，催化前导链和后随链的合成，A错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA复制在细胞分裂前的间期随染色体复制完成，B正确；冈崎片段在DNA连接酶的催化作用下连接形成后随链，DNA聚合酶是催化单个核苷酸的连接，C错误；A—T碱基对含两个氢键，C—G碱基对含三个氢键，含C—G碱基对多的DNA解旋所需能量更多，解旋更加困难，D错误。11.（多选）可以与DNA结合的蛋白质有多种，如解旋酶、DNA聚合酶、单链DNA结合蛋白（SSB）等。其中SSB在DNA解螺旋时与DNA单链区域结合，能阻止DNA单链重新聚合、阻止DNA单链被核酸酶水解为核苷酸。下列相关叙述错误的是（

）A.同一DNA分子，单链中（A＋T）的比例与双链中的不同B.真核细胞中，解旋酶、DNA聚合酶可通过核孔进行运输C.细胞中SSB与DNA单链结合的区域是固定的D.核酸酶可催化单链DNA分子相邻碱基之间的氢键断裂解析：根据DNA两条链之间的碱基遵循A—T、C—G配对可知，A1＝T2，T1＝A2，C1＝G2，G1＝C2，而整个DNA分子的A＋T＝A1＋T2＋T1＋A2＝2（A1＋T1），同理C＋G＝2（C1＋G1），单链中（A＋T）的比例为（A1＋T1）÷（A1＋T1＋C1＋G1）与双链中（A＋T）÷（A＋T＋C＋G）相等，A错误；解旋酶、DNA聚合酶都是从细胞质中的核糖体上合成后，参与DNA的复制过程，故真核细胞中，解旋酶、DNA聚合酶可从细胞质通过核孔运输到细胞核，参与核DNA的复制，B正确；SSB与DNA单链结合，在DNA复制或转录时，形成单链的区域是可变的，则SSB与DNA单链结合的区域也是可变的，C错误；单链DNA分子相邻碱基之间以磷酸二酯键相连，没有氢键，D错误。12.（多选）如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是（

）A.DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接B.在复制过程中解旋和复制是同时进行的C.解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATPD.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子解析：酶①是解旋酶，作用于氢键，酶②是DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸的连接，A错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D错误。13.DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA复制方式，基本思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养基上让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌