专题突破5DNA复制与细胞分裂中染色体的标记问题

1．DNA分子半保留复制图像及解读

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)。

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链和一条利用原料合成的子链组成；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)。

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)。

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。

跟踪训练

1．(2019·浙江4月选考，25)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察(以一条模板DNA观察)。下列推测错误的是()

A．1/2的染色体荧光被抑制

B．1/4的染色单体发出明亮荧光

C．全部DNA分子被BrdU标记

D．3/4的DNA单链被BrdU标记

答案D

解析第一个细胞周期结束，每条染色体DNA都是一条链为旧链，一条链为新链，发荧光；第二个细胞周期结束时，有一半染色体的DNA两条链都是新链，荧光被抑制(记作甲类型)，有一半染色体DNA一条链是旧链、一条链是新链，发荧光(记作乙类型)；这样的染色体再次进入下一个细胞周期，在中期时，甲类型的染色体上有一条染色单体发荧光，一条应该被抑制；乙类型的染色体上两条染色单体都是荧光被抑制，所以有一半的染色体荧光被抑制，A正确；染色单体发出明亮荧光的比例为1/2×1/2＝1/4，B正确；所有DNA分子都含有新合成的DNA链，所以全部DNA分子被BrdU标记，C正确；亲本单链所占的比例为1/8，所以新合成单链被BrdU标记的比例为1－1/8＝7/8，D错误。

2．将正常生长的小鼠精原细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，待其完成一个细胞周期后，再转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，让其再完成一个细胞周期。此时获得的子细胞内DNA分子不可能为(只考虑其中一对同源染色体上的DNA分子)()

A．③④ B．① C．③ D．②

答案D

解析依据DNA的半保留复制方式可知，正常生长的小鼠精原细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，待其完成1个细胞周期后，每个子细胞中的核DNA分子均为1条链含3H,1条链不含3H；再转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，在细胞分裂的间期，每一个核DNA分子经过复制后所形成的2个子代DNA分子中，有1个DNA的1条链含3H，另1条链不含3H，另一个DNA分子的2条链都不含有3H，这2个DNA分子分别位于每条染色体的2条姐妹染色单体上，在有丝分裂的后期，着丝粒分裂，2条姐妹染色单体分开成为2条染色体，由于染色体移向细胞两极是随机的，获得的子细胞内DNA的标记情况会出现①③④的结果，不会出现②的情况，D符合题意。

3．将某二倍体动物精原细胞(2n＝38)全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞，检测相应细胞中标记的情况。若不考虑染色体互换和染色体变异，下列叙述错误的是()

A．最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况

B．最终可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况

C．减数分裂Ⅰ得到的2个子细胞均含有32P

D．减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P

答案D

解析由于DNA分子是半保留复制，细胞中DNA复制后每条染色体上有一条姐妹染色单体含32P，另一条姐妹染色单体不含32P，减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离，因此经过减数分裂Ⅰ后得到的两个子细胞均含有32P，减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离，形成的染色体随机移向细胞两极，最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况，也可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况，减数分裂Ⅱ后期细胞中一半染色体含32P，D错误。

4．(2024·浙江6月选考，18)某二倍体动物(2n＝4)精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数分裂Ⅰ后，