@《创新设计》
微专题8 细胞分裂过程中的同位素标记问题
1
[知识必备] 1.DNA分子半保留复制图像及解读
2
@《创新设计》
@《创新设计》
2.有丝分裂中核DNA和染色体的标记情况分析 有丝分裂过程中DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图(以一条 染色体为例)。
3
@《创新设计》
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代 DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色 体条数是0～2n(以体细胞染色体数为2n为例)。
4
@《创新设计》
3.减数分裂中核DNA和染色体的标记情况分析 在减数分裂过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结 果(以一对同源染色体为例)。
5
@《创新设计》
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四 个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。
答案 B
10
[突破方法] 四步法解决细胞分裂中核DNA和染色体标记问题
@《创新设计》
11
@《创新设计》
[对点小练] 1.(2020·吉林实验中学模拟)(1)某卵原细胞(2N＝4)中仅有一对同源染色体的两条染色体
上的DNA分子两条链均被15N标记，该卵原细胞在被14N的环境中进行减数分裂，那 么减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有________条；减 数第二次分裂后期的次级卵母细胞中含有15N标记的染色体有________条；其产生含 有15N标记的卵细胞的概率为________。 (2)某卵原细胞(2N＝4)中每对同源染色体仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被 15N标记，该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂，那么减数第一次分裂后期的初 级卵母细胞中含有15N标记的染色单体有________条；减数第二次分裂后期的次级卵 母细胞中含有15N标记的染色体有________条；其产生含有15N标记的卵细胞的概率 为________。
@《创新设计》
解析 绘制染色体和核DNA分子被标记情况，并只以一条染色体上DNA分子的标记情 况为例，绘制如图(图中线条代表核DNA分子中的一条链)。
该性原细胞在含31P的培养基中进行有丝分裂时，由于DNA的半保留复制，有丝分裂前 期的每条染色体上有两个DNA分子，且DNA分子双链均为一条含31P，另一条含32P， 故有丝分裂前期含32P的染色单体和核DNA分子数目分别为32和32；有丝分裂产生的子 细胞中每个核DNA分子双链均为一条含31P，另一条含32P，子细胞在含31P的培养基中 继续进行减数分裂，则减数第一次分裂前期每个细胞中含32P的染色单体和核DNA分子 数目分别为16和16。 答案 A
12
@《创新设计》
解析 (1)某卵原细胞(2N＝4)中仅有一对同源染色体的两条染色体上的DNA分子两条 链均被15N标记，该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂，该过程中DNA只复制了一 次，根据DNA半保留复制特点，减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中有2条染色体 共4条染色单体被15N标记。减数第一次分裂结束后，被标记的这一对同源染色体进入 不同配子。减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开移向细胞两极，故次 级卵母细胞中含有15N标记的染色体有2条，形成的卵细胞带15N标记的概率为100%。 (2)某卵原细胞(2N＝4)中每对同源染色体仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N 标记，该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂，该过程中DNA只复制了一次，根据 DNA半保留复制特点，减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中有2条染色体共4条染色
9
@《创新设计》
解析 DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H －T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H－T， 然后在不含放射性标记的培养基中培养至中期，每个DNA分子复制的两个DNA分子 存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上，其中一个DNA分子的一条链含3H－T，如 下图：
16
@《创新设计》
3.(2019·皖西教育联盟模拟)将全部DNA分子的双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体 数为2N)置于含31P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，检测 子细胞中的情况。下列推断正确的是( ) A.若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2 B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1 C.若产生的4个子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂 D.若产生的4个子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂
6
Байду номын сангаас
[典例赏析]
@《创新设计》
1.(2020·辽宁大连调研)某性原细胞(2n＝16)的DNA全部被32P标记，其在含31P的培养基
中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂，下列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状
图)和减数第一次分裂前期(灰色柱状图)每个细胞中含32P的染色单体和核DNA分子数
目的是( )
7
18
本讲内容结束
19
8
@《创新设计》
2.(2020·成都市调研)蚕豆根尖细胞(2N＝12)在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基 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.每条染色体的两条单体都被标记 B.每条染色体中都只有一条单体被标记 C.只有半数的染色体中一条单体被标记 D.每条染色体的两条单体都不被标记
13
@《创新设计》
单体被15N标记。减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离，分别移向细胞两极， 且染色体移向细胞两极的过程是随机的，所以减数第一次分裂结束时所形成的次级卵 母细胞中所含有的被15N标记的染色体数是0或1或2，减数第二次分裂后期由于着丝点 分裂，1条染色体形成2条子染色体，因此处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中 含有15N标记的染色体有0或2或4条，其产生含有15N标记的卵细胞的概率为3/4。 答案 (1)4 2 100% (2)4 0或2或4 3/4
17
@《创新设计》
解析 细胞连续分裂两次后产生4个子细胞，可分为两种情况：第一种情况是细胞进行 减数分裂，产生4个生殖细胞，此过程中DNA只复制一次，由于DNA复制是半保留复 制，因此产生的每个生殖细胞中含32P染色体数为N，B正确；第二种情况是细胞进行 了两次有丝分裂，DNA复制了两次，第一次有丝分裂后，所有染色体中的DNA分子均 有一条链被32P标记，第二次有丝分裂后期，染色单体随机分开进入两个细胞，因此含 有32P染色体的子细胞比例最少为1/2，但不一定为1/2，A错误；若产生的4个子细胞中 的染色体都含32P，则一定进行减数分裂，C错误；若产生的4个子细胞中的染色体不都 含32P，则一定进行有丝分裂，D错误。 答案 B
14
@《创新设计》
2.(2020·昆明模拟)用32P标记了玉米体细胞(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，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的
染色体条数是( )
A.0条
B.20条
C.大于0条小于20条
D.以上都有可能
15
@《创新设计》
解析 第一次细胞分裂完成后形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条 链不含32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体 含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期姐妹染色单体分离，如果含32P的20条染 色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的 子细胞中被32P标记的染色体条数分别是20条和0条；如果移向细胞两极的20条染色体 中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体数大于0条小 于20条。 答案 D