2020版《赢在微点》高考生物人教版一轮复习讲义：第六单元核心素养微专题6-2DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析

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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、20

C．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　C

2．(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。

B．由于掺入BrdU的情况不同，经特殊染色后，着色的深浅也不同；在染色单体中，若DNA只有一条链掺有BrdU，则着色深；若DNA的两条链都掺有BrdU，使DNA双链螺旋程度降低，则着色浅。

C．将处于不同细胞周期的中期细胞进行常规制片，经特殊染色后，在显微镜下可观察每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。

根据上述资料回答问题：

(1)若观察到置于含有BrdU的该种培养基中培养的细胞中所有染色体上的两条姐妹染色单体着色深，则该细胞正处于有丝分裂第________个细胞周期的中期。

(2)显微镜下有丝分裂第二个细胞周期的中期细胞可观察到

__________________________________________________。

(3)若要观察有丝分裂中姐妹染色单体是否发生部分交换，应选择第几个细胞周期进行观察？请描述发生部分交换时观察到的现象。_________________________________。

解析　(1)若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体着色深，说明在染色单体中的DNA都只有一条单链掺有BrdU，所以该细胞正处于第一个细胞周期的中期。(2)若细胞正处于第二个细胞周期的中期，则细胞内的所有染色体中，一条染色单体的DNA分子只有一条链含有BrdU，另一条染色单体的DNA分子的两条链都含有BrdU。因此显微镜下可观察到有丝分裂第二个细胞周期的中期细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体一条着色深、一条着色浅。(3)由于在第一个细胞周期的中期，细胞中所有染色体上的两条姐妹染色单体着色深，无法辨别出染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生部分交换。第二个细胞周期的中期的细胞中所有染色体上的两条姐妹染色单体一条着色深、一条着色浅。因此若要观察有丝分裂中姐妹染色单体是否发生交换，应选择处于第二个细胞周期中期的细胞进行观察。如果在显微镜下观察到染色体上着色深的染色单体中含有着色浅的染色单体片段，着色浅的染色单体中含有着色深的染色单体片段，则说明染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换。