2024春高中生物第3章基因的本质微专题6DNA的半保留复制及细胞分裂课件（人教版必修2）

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第3章　基因的本质微专题6　DNA的半保留复制及细胞分裂1．DNA的半保留复制问题解答DNA的半保留复制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。具体如下：2．有丝分裂过程中子染色体标记情况的分析(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。　　　　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。根据图示判断，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依次是 (　　)A．6个a，6个bB．12个bC．6个b，6个cD．b＋c＝12个，但b和c数目不确定【答案】B【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条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，一条染色体上的两条染色单体只有1条染色单体的一条链有标记，即只有1条染色单体有标记，如图b，因此在第二次有丝分裂中期，细胞中12条染色体上的两条染色单体均有一个带有标记。3．减数分裂过程中子染色体标记情况的分析(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，如下图所示。(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。　　　　用32P标记某动物精原细胞的全部核DNA，然后将细胞置于31P标记的培养液中培养，使其进行一次有丝分裂或减数分裂(减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ)，下列有关叙述正确的是 (　　)A．有丝分裂前期与减数分裂Ⅰ前期细胞中，32P标记的DNA分子数相同、染色体数不同B．有丝分裂后期与减数分裂Ⅰ后期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数不同C．有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ中期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数不同D．有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数相同【答案】C【解析】由题干信息并结合DNA的半保留复制以及细胞分裂过程中染色体数目、DNA变化规律可知：有丝分裂前期与减数分裂Ⅰ前期细胞中，32P标记的DNA分子数目相同，染色体数也相同；有丝分裂后期与减数分裂Ⅰ后期细胞中32P标记DNA分子数目相同，前者的染色体数目是后者的2倍；有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ中期细胞中，前者被32P标记的DNA分子数目、染色体数均为后者的2倍；有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期细胞中，前者被32P标记的DNA分子数目、染色体数均为后者的2倍。4．利用模型分析子细胞中染色体标记情况此类题目可通过构建模型图解答，图示及分析如下：　　　　将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关的说法正确的是 (　　)A．若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为NB．若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA分子数为N/2C．若子细胞中染色体都含3H，则该细胞的分裂方式为减数分裂D．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体分离【答案】C【解析】根据同位素示踪法，该动物细胞经过3H标记后，放在不含3H的培养基中培养，经过两次有丝分裂后形成的4个子细胞，每个子细胞中含3H的染色体数可能是0～2N。如果该细胞发生的是减数分裂，则含3H的DNA分子数为N。若子细胞中染色体都含3H，说明该过程中只进行了一次DNA复制，即该细胞进行的是减数分裂。如果子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞发生的是有丝分裂，不可能发生同源染色体分离。[跟踪训练]1．用32P标记某植物体细胞(含12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一个细胞中染色体携带32P标记的情况是 (　　)A．带有32P标记的染色体有6条B．每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P标记C．带有32P标记的DNA分子数与染色体数相同D．每条染色体中带有32P标记的DNA单链为0条或1条【答案】C【解析】该细胞中含有12条染色体，但在进行有丝分裂过程中每条染色体的行为一致，因此分析时只需画出其中一条染色体，便可推知其他染色体携带32P标记的情况。绘图分析如下： 据图可知，该细胞第一次分裂产生的两个子细胞中染色体携带32P标记的情况一致；第二次分裂过程中，染色体复制后每条染色体均具有两条姐妹染色单体，而其中一条姐妹染色单体的DNA分子带有32P标记，另一条姐妹染色单体的DNA分子不带32P标记。由于有丝分裂中期时姐妹染色单体并未分离，故此时细胞中带有32P标记的染色体应有12条，且每条染色体只有一条DNA单链带有标记；每条染色体的两条姐妹染色单体中只有一条姐妹染色单体带有32P标记。2．被15N标记DNA的1个精原细胞，在含14N的培养基中通过减数第一次分裂形成2个次级精母细胞，再通过减数第二次分裂形成4个精细胞，下列叙述中正确的是 (　　)A．初级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14NB．次级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14NC．每个精细胞中的染色体，一半含15N，另一半含14ND．每个精细胞中的染色体，都既含15N，也含14N【答案】D【解析】DNA的复制方式是半保留复制，细胞减数第一次分裂前的间期DNA分子复制后，每个DNA分子都有一条15N标记的母链和一条14N标记的子链，因此被15N标记DNA的一个精原细胞形成的初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞中的染色体都既含15N，也含14N，故选D。3．胚胎干细胞在含3H标记的胸腺嘧啶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．每条染色体的两条染色单体都被标记B．每条染色体中都只有一条染色单体被标记C．只有半数的染色体中一条染色单体被标记D．每条染色体的两条染色单体都不被标记【答案】B【解析】由“人类胚胎干细胞在含3H标记的胸腺嘧啶培养基中完成一个细胞周期”可知DNA复制第一次，根据半保留复制原则，每个DNA分子中有一条链含放射性；由“在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期”可知DNA复制第二次，根据半保留复制原则，每条染色体上的两个DNA分子一个含放射性，一个不含放射性，每条染色单体含一个DNA分子，推断出每条染色体中都只有一条染色单体含放射性。过程如下图：