1、微专题8细胞分裂过程中的同位素标记问题知识必备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02n(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
2、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。【典例赏析】1.(2021黄冈调研)某性原细胞(2n16)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()答案A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
3、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。2.(2021长沙市调研)蚕豆根尖细胞(2N12)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
4、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答案B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(3HT)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3HT，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3HT，如下图：突破方法四步法解决细胞分裂中核DNA和染色体标记问题对点小练1.(20194月浙江选考，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
5、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。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DNA复制方式是半保留复制，第一次分裂结束后所有染色体的DNA分子中一条链不含BrdU，另外一条链含有BrdU；第二次分裂结束后有1/2的染色体上的DNA分子两条链均含有BrdU，1/2的染色体上的DN
6、A分子中一条链不含BrdU，另外一条链含有BrdU；到第三次有丝分裂中期，全部DNA分子被BrdU标记，所有染色体均含有姐妹染色单体，其中有1/2的染色体上的2个DNA分子的两条链均含BrdU(荧光被抑制)，有1/2的染色体上的2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含，另1个DNA分子的两条链均含BrdU，所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光，综上所述，本题选D。2.(2021长沙模拟)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
7、条C.大于0条小于20条 D.以上都有可能答案D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。3.(2021皖西教育联盟模拟)将全部DNA分子的双链经32
8、P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1/2B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1C.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答案B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。