2022年高三生物(人教版)一轮复习-补上一课3-巧用图解法追踪DNA分子的去向.docx

补上一课3　巧用图解法追踪DNA分子的去向
[疑难讲解]
1．DNA分子复制特点及子DNA存在位置与去向
(1)复制特点：半保留复制即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA(即模板链)，另一条链(子链)由新链构建而成。
(2)2个子DNA位置：当一个DNA分子复制后形成两个新DNA分子后，此两子DNA恰位于两姐妹染色单体上，且由着丝点连在一起，即
(3)子DNA去向：在有丝分裂后期或减数其次次分裂后期，当着丝点分裂时，两姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。
2．DNA分子连续复制两次(目前大部分考查角度属此类)图像及解读

[典例透析]
【典例】 蚕豆体细胞染色体数目2N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上争辩真核生物的DNA复制方法。
试验的基本过程如下：
Ⅰ.将蚕豆幼苗培育在含有3H的胸腺嘧啶核苷酸的培育基上，培育一段时间后，观看细胞分裂中期染色体的放射性状况。
Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培育基中，培育一段时间后，观看细胞分裂中期染色体的放射性状况。
请回答相关问题：
(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是________；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是___________。
(2)Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条，每个DNA分子中，有________条链带有放射性。
Ⅱ中，若观看到一个细胞具有24条染色单体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培育基上复制________次，该细胞含有________个染色体组。
(3)上述试验表明，DNA分子的复制方式是_________。
审题指导

解答本类问题应严把三关

解法举例
【案例】 用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培育基中培育，在其次次细胞分裂中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为多少？
具体分析如下
玉米体细胞进行有丝分裂，在有丝分裂过程中，每条染色体的行为都是独立的，而且是全都的。因此用一条染色体的变化就能体现有丝分裂过程中染色体的变化特点，则题目中玉米体细胞两次有丝分裂过程中染色体和DNA的标记状况可用下图进行解析。

由此可见在其次次分裂中期，玉米细胞的20条染色体全含32P，其次次分裂后期40条染色体中有20条含32P，其次次分裂所产生的子细胞所含20条染色体中，带32P的为0～20条。
易错警示！　(1)由于染色体着丝点分裂后形成的两子染色体移向哪一极是“随机”的，故移向同一极的染色体其双链DNA所带的放射性状况应由每条染色体两单体如何移动打算决不行将全部染色体的单体移动“统一”看待。
(2)性原细胞进行减数分裂时DNA只进行一次复制，复制后的子DNA在减数其次次分裂后期分开，分别进入两个精细胞(或一个卵细胞和极体或两个极体)中。
[专项集训]
1．(山东卷)蚕豆根尖细胞(2N＝12)在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培育基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培育基中连续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布状况是(　　)
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)培育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育液中培育至中期，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．果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。假如把该细胞放在不含32P的培育基中培育，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中消灭每个细胞的中期和后期都有8条染色体被32P标记(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．第1次 B．第2次 C．第3次 D．第4次
解析　由于被标记的是DNA分子的双链，所以本题关键是要搞清楚染色体上DNA的变化，由于DNA的复制是半保留复制，所以在第一次有丝分裂结束后果蝇的体细胞中均含有8条染色体，8个DNA，每个DNA的2条链中均含1条标记链和一条非标记链。在其次次有丝分裂时，间期复制完成时会有16个DNA，但是这16个DNA中，有8个DNA均是含1条标记链和一条非标记链，另外8个DNA均含非标记链；中期由于着丝点没有分裂，所以每条染色体上有2个DNA，一个DNA含1条标记链和一条非标记链，另一个只含非标记链，所以在中期会有8条染色体有标记；后期着丝点分裂，每条染色体上的DNA随着姐妹染色单体的分开而分开，在后期形成16条染色体，其中只有8条含有标记，这8条染色体中的DNA是含1条标记链和一条非标记链。故B项正确。
答案　B
3．(2022·山东烟台模考)取小鼠睾丸中的一个精原细胞，在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培育基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培育基中连续完成减数分裂过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A．初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记
B．次级精母细胞中每条染色体都被标记
C．只有半数精细胞中有被标记的染色体
D．全部精细胞的全部染色体中，被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等
解析　一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培育基中完成一个细胞周期后，形成的子细胞中每条染色体的DNA分子中都只有一条单链被标记。将该子细胞放在不含放射性标记的培育基中完成减数分裂过程中，初级精母细胞中每条染色体上只有一条染色单体被标记；在减数其次次分裂后期，次级精母细胞中只有一半染色体被标记；由于在减数其次次分裂后期着丝点分裂后，被标记的染色体和未被标记的染色体进行随机结合后移向细胞两极，因此，含被标记的染色体的精细胞占全部精细胞的比例不能确定，但全部精细胞的全部染色体中有一半染色体是被标记的。
答案　D
4．某高等动物的一个细胞中DNA分子的双链均被32P标记(不考虑细胞质DNA)，将其放在含31P的细胞培育液中培育，正确的是(　　)
A．若该细胞进行有丝分裂，则完成一个细胞周期后产生的子细胞100%具有放射性
B．若该细胞进行无丝分裂，则产生的子细胞均不具有放射性
C．若该细胞是精原细胞，则其进行减数分裂产生的子细胞50%具有放射性
D．若该细胞为精细胞，则其增殖产生的子细胞具有放射性
解析　依据DNA分子的半保留复制，细胞进行一次有丝分裂后，子细胞内全部染色体均具有放射性；细胞进行无丝分裂时DNA分子也进行复制，子细胞内也会消灭放射性；精原细胞中DNA分子经半保留复制后，产生的精细胞全部具有放射性；高等动物的精细胞一般不分裂。
答案　A
5．(2022·宿州、亳州一检)BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA复制时的子链中。在特殊染色的染色单体中，若DNA只有一条单链掺有BrdU，则显深色，若DNA的两条单链都掺有BrdU，则显浅色，无BrdU的DNA不显色。将某肿瘤细胞置于BrdU培育基上培育至其次次分裂中期，经染色制片，在显微镜下观看每条染色体的姐妹染色单体的显色状况，相关分析正确的是(　　)
A.的染色体显深色，的染色体显浅色
B.的染色体显深色，的染色体显浅色
C．每条染色体中，一条染色单体显深色，一条染色单体显浅色
D．一半染色体中，一条染色单体显深色，一条染色单体显浅色
解析　DNA的复制是半保留复制，因此，第一次分裂产生的细胞中DNA均只有一条单链掺有BrdU，另一条单链无BrdU，其次次分裂中期的每条染色体中，一条染色单体DNA的两条单链都掺有BrdU显浅色，另一条染色单体DNA的两条单链中，一条单链掺有BrdU，另一条单链无BrdU，故显深色。
答案　C
6．若用32P标记“类胚胎干细胞”的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培育液中培育，在其次次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是(　　)
A．中期是46和46、后期是92和46
B．中期是46和46、后期是92和92
C．中期是46和23、后期是92和23
D．中期是46和23、后期是46和23
解析　有丝分裂中期、后期染色体条数的分析：“类胚胎干细胞”来自人体，人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46，有丝分裂过程中后期染色体条数加倍(92)，中期染色体条数与体细胞相同(46)，故无论经过几次分裂，在有丝分裂中期染色体条数都是46，后期染色体条数都是92。有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数的分析：以1个DNA分子为例，双链被32P标记，转入不含32P的培育液中培育，由于DNA具有半保留复制的特点，第一次有丝分裂完成时，每个DNA分子中都有l条链被32P标记；其次次有丝分裂完成时，只有的DNA分子被32P标记；中期时，染色单体没有分开，而这2条没有分开的染色单体上，其中有1条被32P标记，导致整条染色体也被32P标记。
答案　A