十三DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题练习含解析新人教版

2021届高三生物一轮复习热点题型——DNA 复制与细胞分裂中染色体标记问题
将某精原细胞(2n ＝8)的DNA 分子用15N 标记后置于含14N 的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂，并检测分裂过程和分裂后细胞中的情况。

下列推断正确的是( )
A ．若这两次分裂为有丝分裂，则含15N 染色体的子细胞比例为12
B ．若这两次分裂为有丝分裂，则第二次分裂中期含14N 的染色单体有8条
C ．若这两次分裂为减数分裂，则减Ⅰ中期含14N 的染色单体有8条
D ．若这两次分裂为减数分裂，则子细胞中每条染色体均含15N
审题关键
(1)若进行两次有丝分裂，则进行2次DNA 分子的复制，如下图所示(以一条染色体为例)：
第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有染色体上的DNA 分子均呈杂合状态，即“15N//14N ”，第二次有丝分裂复制后的染色体上两条染色单体中只有一条染色单体含有15N ，DNA 分子为“15N//14N ”，而另一条染色单体只含有14N ，DNA 分子为“14N//14N ”，在后期时两条染色单体的分离是随机的，所以最终形成的子细胞的染色体中可能都含有15N ，也可能都不含15N ，含有15N 的染色体条数是0～8条。

则连续两次分裂形成的4个子细胞中含有15N 的个数可能为4、3、2个。

(2)若进行减数分裂，则只进行了1次DNA 分子的复制，其染色体中的DNA 标记情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次，但DNA 只复制1次，所以四个子细胞中所有DNA 分子均呈杂合状态，即“15N//14N ”。

答案 D。

小微专题——DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题一、减数分裂与基因重组1．知识梳理1.减数分裂与有丝分裂中染色体标记情况分析(1)减数分裂中染色体标记情况分析如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，结果染色体中的DNA标记情况如图所示：由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次，但DNA只复制1次，所以四个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“3H//1H”。

(2)有丝分裂中染色体标记情况分析如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，连续进行2次有丝分裂，与减数分裂过程不同，因为有丝分裂是复制1次分裂1次，因此这里实际上包含了2次复制。

由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“3H//1H”。

第二次有丝分裂复制后的染色体上两条单体中只有一条单体含有3H，即DNA分子为“3H//1H”，而另一条单体只有1H，即DNA分子为“1H//1H”，在后期时两条单体的分离是随机的，所以最终形成的子细胞中可能都含有3H，也可能不含3H，含有3H的染色体条数是0～2n条(体细胞染色体条数是2n)。

2.四步法解决细胞分裂中染色体标记问题画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实第一步线表示含同位素标记第二步画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖虚线表示第三步再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况若继续推测后期情况，可想象着丝点分裂，染色单体分开的局面，并进而推测子第四步细胞染色体的情况2．例题将某精原细胞(2n＝8)的DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂，并检测分裂过程和分裂后细胞中的情况。

下列推断正确的是()A．若这两次分裂为有丝分裂，则含15N染色体的子细胞比例为1/2B．若这两次分裂为有丝分裂，则第二次分裂中期含14N的染色单体有8条C．若这两次分裂为减数分裂，则减Ⅰ中期含14N的染色单体有8条D．若这两次分裂为减数分裂，则子细胞中每条染色体均含15N例题剖析：(1)若进行两次有丝分裂，则进行2次DNA分子的复制，如下图所示(以一条染色体为例)：第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有染色体上的DNA分子均呈杂合状态，即“15N//14N”，第二次有丝分裂复制后的染色体上两条染色单体中只有一条染色单体含有15N，DNA分子为“15N//14N”，而另一条染色单体只含有14N，DNA分子为“14N//14N”，在后期时两条染色单体的分离是随机的，所以最终形成的子细胞的染色体中可能都含有15N，也可能不含15N，含有15N的染色体条数是0～8条。

DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题【考题范例】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．每条染色体中都只有一条单体被标记B．每条染色体的两条单体都被标记C．半数的染色体中只有一条单体被标记D．每条染色体的两条单体都不被标记[审答提示] (1)明确DNA半保留复制的特点；(2)明确DNA与染色体的关系；(3)明确染色体与染色单体的关系。

解析：选A。

根据DNA半保留复制及有丝分裂的特点，第一次有丝分裂后产生的细胞的DNA都是一条被3H标记，一条不被3H标记。

第二次有丝分裂过程中，DNA分子复制时，以被3H标记的那条链为模板形成的DNA，一条被3H标记，一条不被3H标记；以不被3H标记的那条链为模板形成的DNA，两条链都不被3H标记；在有丝分裂中期，这两个DNA分子仍在一条染色体上(因为此时姐妹染色单体还没有分开)，每条染色体上都有一条染色单体被3H标记。

【备考锦囊】1．有丝分裂中子染色体标记情况分析(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。

2．减数分裂中子染色体标记情况分析(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，如下图：(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。

3．利用模型法分析第二次有丝分裂子细胞中染色体标记情况这样来看，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是；第二种情况是2个细胞是，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。

4．DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题的答题模板解答此类问题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。

第3章微专题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)。

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)()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1-2 答案 DB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 ．0B ．2C ．4D ．8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。

重点突破练3 DNA是主要的遗传物质与DNA的结构和复制(建议用时：40分钟)一、选择题1．在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将加热致死的S型细菌与活的R型细菌混合后一起注射到小鼠体内，小鼠死亡，小鼠体内S型细菌、R型细菌数量的变化情况如图所示。

下列分析正确的是( )A．ab段R型细菌数量减少的原因是部分R型细菌不断被小鼠的免疫系统所清除B．bc段R型细菌数量上升是S型细菌大量转化成R型细菌所致C．S型细菌是由R型细菌中的“转化因子”进入加热致死的S型细菌体内产生的D．该实验可以证明“转化因子”是S型细菌的DNAA[bc段R型细菌数量上升的原因是部分R型细菌转化成了S型细菌，S型细菌破坏了小鼠的免疫系统，R型细菌在小鼠体内大量增殖，B错误。

S型细菌是由加热致死的S型细菌中的“转化因子”进入R型细菌体内产生的，C错误。

格里菲思的肺炎链球菌转化实验只能证明加热致死的S型细菌体内存在某种“转化因子”，没有证明哪种物质是“转化因子”，D错误。

]2．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是 ( )A．实验中可用15N代替32P标记DNAB．T2噬菌体蛋白质外壳是大肠杆菌指导合成的C．T2噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNAC[蛋白质和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；T2噬菌体蛋白质外壳是由T2噬菌体体内控制T2噬菌体蛋白质外壳合成的相关基因指导合成的，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会利用大肠杆菌体内的物质来合成T2噬菌体DNA，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。

]3．在搭建DNA模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则( ) A．能搭建出20个脱氧核苷酸B．所搭建的DNA片段最长为7个碱基对C．能搭建出410种不同的DNA模型D．能搭建出一个4个碱基对的DNA片段D[每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。

DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析解题方法：(1)首先确定细胞分裂方式，是有丝分裂还是减数分裂，有丝分裂常以一条染色体为研究对象，减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。

(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。

(3)最后图示细胞分裂过程，如下图：①标记DNA分子：②转至不含放射性培养液中培养一个细胞周期：类型一有丝分裂过程中DNA的复制与染色体关系模型(注：图中。

表示着丝点，以15N标记的DNA为模板，以14N为原料进行两个周期培养)类型二减数分裂过程中DNA复制与染色体关系模型若进行减数分裂，则只进行了1次DNA分子的复制，其染色体中的DNA标记情况如图所示(以1对同源染色体为例)：由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次，但DNA 只复制1次，所以四个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“15N∥14N”。

提能演练1．用32P标记玉米体细胞(含有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，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为()A．20、40、20 B．20、20、20C．20、20、0～20 D．20、40、0～20解析玉米体细胞两次有丝分裂过程中染色体和DNA的标记情况可用下图进行解析。

由此可见在第二次分裂中期，玉米细胞的20条染色体全含32P，第二次分裂后期40条染色体中有20条含32P，第二次分裂产生的子细胞所含20条染色体中，带32P的为0～20条。

答案 C2．(2019·唐山统考)科学研究表明，在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间可能发生部分交换。

某同学为了能够在显微镜下观察到有丝分裂染色单体部分交换这一现象，搜集获得如下资料并展开了研究：A．将细胞置于含有BrdU的某种培养基中培养，细胞能不断增殖。

当DNA复制时，BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入DNA的子链中。