微專題五DNA復制與細胞分裂中染色體標記問題

1.在DNA復制時，5－溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合

成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染

色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色?，F(xiàn)將植物根尖放在含有Brd

U的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區(qū)細胞分裂中期染色體的著色

情況。下列推測錯誤的是()

A.第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色

B.第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同

C.第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4

D.根尖分生區(qū)細胞經(jīng)過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體

【審題關鍵】DNA復制的特點為半保留復制，復制一次，每個DNA都有1條模板母

鏈和1條新合成的子鏈(含有BrdU)，得到的每個子細胞的每個染色體都含有一半有BrdU

的DNA鏈；復制兩次產(chǎn)生的每條染色體的染色單體中就只有1/2的DNA帶有1條模板母

鏈，其他全為新合成鏈，當姐妹單體分離時，兩條子染色的移動方向是隨機的，故得到的子

細胞可能得到雙鏈都是含有BrdU的染色體，也可能隨機含有幾條只有一條鏈含有BrdU的

染色體；繼續(xù)復制和分裂下去，每個細胞中染色體的染色單體中含有BrdU的染色單體就無

法確定了。

【答案】C

2.某二倍體動物的一個精原細胞內(nèi)，在兩條染色體(染色體1和染色體2)上各插入一個

雙鏈均被32P標記的M基因，原先精原細胞內(nèi)不含32P。將導入M基因的上述精原細胞置于

不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，細胞連續(xù)分裂2次，得到4個子細胞。檢測發(fā)現(xiàn)，4個子細胞內(nèi)

含有32P的只有2個。不考慮片段互換和染色體變異，下列推測合理的是()

A.若該精原細胞進行的是減數(shù)分裂，則染色體1和染色體2為同源染色體

B.若該精原細胞進行的是有絲分裂，則染色體1和染色體2為非同源染色體

C.若該精原細胞進行的是有絲分裂，則染色體1和染色體2為同源染色體

D.若該精原細胞進行的是減數(shù)分裂，則染色體1和染色體2為非同源染色體

【審題關鍵】題干中精原細胞兩條染色體的DNA雙鏈被32P標記，細胞分裂兩次，分

裂后形成的4個子細胞有2個不含32P。兩次分裂可以是連續(xù)兩次有絲分裂，也可能是進行

減數(shù)分裂。若進行有絲分裂，則細胞DNA復制2次，1個雙鏈標記的DNA形成的4個子D

NA有2個被標記，2個未被標記；而若進行減數(shù)分裂，則細胞分裂兩次，DNA復制一次，

1個雙鏈被標記的DNA形成的2個DNA全部被標記。最后結(jié)合有絲分裂后期，減數(shù)分裂Ⅰ

和減數(shù)分裂Ⅱ后期染色體的行為進行判斷。

【答案】D

1.四步法解決細胞分裂中核DNA和染色體標記問題

畫出含一條染色體的細胞圖，下方畫出該條染色體上的一個DNA分

第一步

子，用豎實線表示含同位素標記

畫出復制一次、分裂一次的子細胞染色體圖，下方畫出染色體上的D

第二步

NA鏈，未被標記的新鏈用豎虛線表示

第三步再畫出第二次復制(分裂)后的細胞的染色體組成和DNA鏈的情況

若繼續(xù)推測后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開的局面，進

第四步

而推測子細胞染色體的情況

2.有絲分裂中核DNA和染色體的標記情況分析

細胞DNA復制一次細胞分裂一次，如圖為連續(xù)分裂兩次的過程圖(以一條染色體為例)。

由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代D

NA鏈和一條子鏈組成；第二次有絲分裂后最終形成的子細胞中含親代DNA鏈的染色體條

數(shù)是0～2n(以體細胞染色體數(shù)為2n為例)。

3.減數(shù)分裂中核DNA和染色體的標記情況分析

在進行減數(shù)分裂之前，DNA復制一次，減數(shù)分裂過程中細胞連續(xù)分裂兩次。如圖是一

次減數(shù)分裂的結(jié)果(以一對同源染色體為例)。

由圖可以看出，減數(shù)分裂過程中細胞雖然連續(xù)分裂兩次，但DNA只復制一次，所以四

個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條利用原料合成的子鏈組成。

1.(2024·湖南長沙月考)(不定項)1個精原細胞(2n＝4，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)，先進行一次有絲分裂得到2個子細胞，2

個子細胞繼續(xù)分裂至減數(shù)分裂Ⅱ后期，得到4個次級精母細胞。分析某次級精母細胞中染色

體的32P的標記情況，下列敘述正確的是()

A.若含2條32P標記的染色體，則形成該細胞過程中未發(fā)生交換

B.若含3條32P標記的染色體，則形成該細胞過程中發(fā)生了交換

C.若含3條32P標記的染色體，則該細胞中移向兩極的基因組成不同

D.同一精原細胞產(chǎn)生的兩個次級精母細胞中含32P的染色體數(shù)目相同

【解析】BC由題可知，1個精原細胞在不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng)，先進行一次有

絲分裂得到2個子細胞，每個子細胞中的每個DNA雙鏈中一條含32P，經(jīng)過減數(shù)分裂前的

間期，每條染色體上有兩條姐妹染色單體，其中一條染色單體的DNA雙鏈中一條含32P，

另一條染色單體的DNA雙鏈都不含32P，在減數(shù)分裂Ⅰ前期聯(lián)會：①如果未發(fā)生交換，生成

的次級精母細胞中，含2條32P標記的染色體，②若發(fā)生交換的兩條非姐妹染色單體都是不

含32P或者都是含有32P的，生成的次級精母細胞中，含2條32P標記的染色體，A錯誤；

若發(fā)生交換的兩條非姐妹單體一條含有32P，另一條不含32P，生成的次級精母細胞中，含3

條、4條或2條32P標記的染色體，B正確；若含3條32P標記的染色體的情況，是因為減

數(shù)分裂Ⅰ的前期發(fā)生了交換，使得減數(shù)分裂Ⅱ后期移向兩極的基因組成不同，C正確；同一精

原細胞若在減數(shù)分裂Ⅰ的前期發(fā)生了交換，產(chǎn)生的兩個次級精母細胞中含32P的染色體數(shù)目不

同，D錯誤。

2.(2024·湖南二模)1個精原細胞在含有3H的培養(yǎng)基中進行一次有絲分裂得到2個子細胞，

將一個子細胞轉(zhuǎn)入不含有3H的普通培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)，在進行核DNA復制之前，1個DNA

分子的2個胞嘧啶自發(fā)脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?U)。在不考慮其他變異的情況下，不可能出現(xiàn)

的現(xiàn)象是()

A.若有絲分裂一次，一個子細胞含有3H的染色體上可能無尿嘧啶

B.若有絲分裂一次，子細胞中含有尿嘧啶但不含3H的細胞占1/2

C.若有絲分裂兩次，發(fā)生堿基對替換的細胞占比為75%

D.若為減數(shù)分裂，四個精細胞中含有尿嘧啶又含3H的細胞占1/4

【解析】C有絲分裂一次，若兩個尿嘧啶均不位于含有3H的DNA單鏈上，且含有3

H的染色單體均移向一極，則子細胞含有3H的染色體上可能無尿嘧啶，子細胞中含有尿嘧

啶但不含3H的細胞占1/2，A、B正確；若