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1、高考生物 第二單元 培優(yōu)講堂 DNA分子復(fù)制與染色體分配的 同位素放射性追蹤定時(shí)演練 新人教版必修2
1.DNA分子復(fù)制特點(diǎn)及子DNA存在位置與去向
(1)復(fù)制特點(diǎn):半保留復(fù)制即新DNA分子總有一條鏈來自親代DNA(即模板鏈),另一條鏈(子鏈)由新原料構(gòu)建而成。
(2)2個(gè)子DNA位置:當(dāng)一個(gè)DNA分子復(fù)制后形成兩個(gè)新DNA分子后,此兩子DNA恰位于兩姐妹染色單體上,且由著線點(diǎn)連在一起,即
(3)子DNA去向:在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期,當(dāng)著絲點(diǎn)分裂時(shí),兩姐妹染色單體分開,分別移向細(xì)胞兩極,此時(shí)子DNA隨染色單體分開而分開。
2.DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次(目前大部分考題考查
2、屬此類)圖像及解讀
[典例透析]
(山東卷)蠶豆根尖細(xì)胞(2N=12)在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期,然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期,其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是( )。
A.每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記
B.每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記
C.只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記
D.每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記
解析 (1)DNA復(fù)制是半保留復(fù)制,蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸(3H-T)培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期,每一個(gè)DNA分子都有一條脫氧核苷酸鏈含3H-T,然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)至中期,每個(gè)DNA分子復(fù)
3、制的兩個(gè)DNA分子存在于同一染色體的兩條姐妹染色單體上,其中一個(gè)DNA分子的一條鏈含3H-T,如下圖:
答案 B
延伸探究:根據(jù)題意,如果讓其在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至后期,則其染色體的放射性標(biāo)記分布情況應(yīng)該是怎樣的?其產(chǎn)生的子細(xì)胞中,含3H標(biāo)記的染色體條數(shù)為多少?
延伸探究答案:繼續(xù)分裂至后期時(shí)24條染色體應(yīng)有12條帶有放射性,子細(xì)胞中含放射性的染色體則為0~12條。
[專項(xiàng)集訓(xùn)]
1.果蠅的體細(xì)胞含有8條染色體?,F(xiàn)有一個(gè)果蠅體細(xì)胞,它的每條染色體的DNA雙鏈都被32P標(biāo)記。如果把該細(xì)胞放在不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),使其連續(xù)分裂,那么將會(huì)在第幾次細(xì)胞分裂中出現(xiàn)每個(gè)細(xì)胞
4、的中期和后期分別有8條、16條被標(biāo)記的染色體 ( )。
A.第1次 B.第2次 C.第3次 D.第4次
解析 親代DNA為32P/32P,則第一次分裂中期染色體為32P·32P/31P,后期著絲粒分裂后,每條染色體均為32P/31P,所以第一次分裂中期與后期分別有8條和16條被標(biāo)記的染色體。
答案 A
2.用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈,再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),讓其分裂n次,若一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是40條和2條,則該細(xì)胞至少是處于第幾次分裂的分裂期
5、 ( )。
A.第一次 B.第二次 C.第三次 D.第四次
解析 由染色體總條數(shù)為40條可知是分裂后期,若是第一次有絲分裂后期,被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)應(yīng)為40條;若是第二次有絲分裂后期,被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)應(yīng)為20條;若是第三次有絲分裂后期,被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)應(yīng)在0條到20條之間。
答案 C
3.(xx·河南五校聯(lián)考)取小鼠睪丸中的一個(gè)精原細(xì)胞,在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期,然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過程。下列有關(guān)敘述正確的是 ( )。
A.初級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體的兩條
6、染色單體都被標(biāo)記
B.次級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體都被標(biāo)記
C.只有半數(shù)精細(xì)胞中有被標(biāo)記的染色體
D.所有精細(xì)胞的全部染色體中,被標(biāo)記的染色體數(shù)與未被標(biāo)記的染色體數(shù)相等
解析 一個(gè)精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期后,形成的子細(xì)胞中每條染色體的DNA分子中都只有一條單鏈被標(biāo)記。將該子細(xì)胞放在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中完成減數(shù)分裂過程中,初級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體上只有一條染色單體被標(biāo)記;次級(jí)精母細(xì)胞中只有一半染色體被標(biāo)記;由于在減數(shù)第二次分裂后期著絲點(diǎn)分裂后,被標(biāo)記的染色體和未被標(biāo)記的染色體進(jìn)行隨機(jī)結(jié)合后移向細(xì)胞兩極,因此,含被標(biāo)記的染色體的精細(xì)胞占全部精細(xì)胞的比
7、例不能確定,但所有精細(xì)胞的全部染色體中有一半染色體是被標(biāo)記的。
答案 D
4.對(duì)性腺組織細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記,等位基因A、a都被標(biāo)記為黃色,等位基因B、b都被標(biāo)記為綠色。在熒光顯微鏡下觀察處于四分體時(shí)期的細(xì)胞,下列有關(guān)推測合理的是 ( )。
A.若這2對(duì)基因在1對(duì)同源染色體上,則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)2個(gè)黃色、2
個(gè)綠色熒光點(diǎn)
B.若這2對(duì)基因在1對(duì)同源染色體上,則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)4個(gè)黃色、4
個(gè)綠色熒光點(diǎn)
C.若這2對(duì)基因在2對(duì)同源染色體上,則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)2個(gè)黃色、2
個(gè)綠色熒光點(diǎn)
D.若這2對(duì)基因在2對(duì)同源染色體上,則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)4個(gè)
8、黃色、4
個(gè)綠色熒光點(diǎn)
解析 在減數(shù)第一次分裂時(shí),同源染色體聯(lián)會(huì)形成四分體。等位基因位于同源染色體上,若這2對(duì)基因在一對(duì)同源染色體上,由于經(jīng)過了間期DNA的復(fù)制,則1個(gè)四分體中有2個(gè)A,2個(gè)a,2個(gè)B,2個(gè)b,即1個(gè)四分體中會(huì)出現(xiàn)4個(gè)黃色、4個(gè)綠色熒光點(diǎn)。若在2對(duì)同源染色體上,則四分體中只有A、a或者只有B、b,不能同時(shí)存在。
答案 B
5.(xx·福州一模)蠶豆體細(xì)胞染色體數(shù)目2N=12,科學(xué)家用3H標(biāo)記蠶豆根尖細(xì)胞的DNA,可以在染色體水平上研究真核生物的DNA復(fù)制方法。
實(shí)驗(yàn)的基本過程如下:
Ⅰ.將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培養(yǎng)基上,培養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察細(xì)胞分裂中
9、期染色體的放射性情況。
Ⅱ.當(dāng)DNA分子雙鏈都被3H標(biāo)記后,再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中,培養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情況。
請(qǐng)回答相關(guān)問題:
(1)蠶豆根尖細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式是________;秋水仙素能使部分細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍,其作用的機(jī)理是________________________________________。
(2)Ⅰ中,在根尖細(xì)胞進(jìn)行第一次分裂時(shí),每一條染色體上帶有放射性的染色單體有________條,每個(gè)DNA分子中,有________條鏈帶有放射性。
Ⅱ中,若觀察到一個(gè)細(xì)胞具有24條染色體,且二分之一的染色單體具有放射性,則表明
10、該細(xì)胞的染色體在無放射性的培養(yǎng)基上復(fù)制________次,該細(xì)胞含有________個(gè)染色體組。
(3)上述實(shí)驗(yàn)表明,DNA分子的復(fù)制方式是_____________________________。
解析 (1)蠶豆根尖細(xì)胞為體細(xì)胞,其分裂方式為有絲分裂。秋水仙素可以抑制紡錘體的形成,導(dǎo)致染色體不能被拉向兩極,從而形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。(2)由于DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制,第一次分裂完成時(shí),每個(gè)DNA分子中都有一條鏈被3H標(biāo)記,每一條染色體上有2條染色單體被3H標(biāo)記。當(dāng)DNA分子雙鏈都被3H標(biāo)記后,再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中,觀察到一個(gè)細(xì)胞具有24條染色體,且二分之一的染色單體具有放射性,則表明該細(xì)胞的染色體在無放射性的培養(yǎng)基上復(fù)制2次,該細(xì)胞含有4個(gè)染色體組。(3)該實(shí)驗(yàn)證明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制。
答案 (1)有絲分裂 抑制紡錘體的形成 (2)2 1 2 4 (3)半保留復(fù)制