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高中生物必修一:细胞分裂过程中的同位素标记问题

把握两种方法、明确三种动态变化、巧借模型、严把四关、强力突破同位素示踪
1.DNA分子半保留复制图像及解读
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2.有丝分裂中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2次的过程图(以一条染色体为例)。

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
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DNA链的染色体条数是0~2n(以体细胞染色体数为2n为例)。

3.减数分裂中DNA和染色体标记情况分析
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)。

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。

(2019·黄冈调研)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
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DNA分子数目的是( )
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,
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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
解答本类问题必严把四关
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1.(2012·山东高考)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
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
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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:
答案 B
2.(2019·北京通州模拟)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
7。

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