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高中生物一轮复习学案
第18讲 DNA的结构、复制和基因的本质
考点一　DNA分子的结构和和基因的本质
1．DNA分子结构模型的建立者及DNA的组成
(1)DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。
(2)图解DNA分子双螺旋结构
①DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。
③内侧：两链上碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：A===T(两个氢键)、G≡C(三个氢键)。www.21-cn-jy.com
2．DNA分子的结构特点
3．基因的本质
(1)染色体、DNA和基因的关系
(2)基因与碱基的关系
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，构成基因的碱基数小于(填“大于”“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。 www-2-1-cnjy-com
[基础诊断]
1．DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的。(必修2　P49正文)(必修2　P49图3－11)(×)21*cnjy*com
2．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基。(必修2　P49图3－11)(×)
3．DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。(必修2　P57正文)(×)
4．生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同。(必修2　P56资料分析讨论)(×)
5．每个人的DNA都不完全相同，因此DNA可以像指纹一样用来识别身份。(必修2　P58科学·技术·社会)(√)
6．基因的遗传效应是指基因能够复制、传递和表达性状的过程。(必修2　P56资料分析讨论)(√)
[深度拓展]
1．(教材P49图3－11)分析DNA分子结构图像，回答有关问题。
(1)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？
提示：不能。
(2)解旋酶作用于图中哪个部位？限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位？
提示：解旋酶作用于⑨，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于⑩。
(3)DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？
提示：初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
(4)图中碱基之间是如何连接的？ 一条链上的脱氧核苷酸之间又是如何连接的？
提示：双链DNA中，反向平行的两条 ( http: / / www.21cnjy.com )链之间的碱基通过氢键连接，而同一条链上碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连；一条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接。【版权所有：21教育】
2．(必修2　P58科学·技术·社会)如何获得DNA指纹图谱？该技术有哪些应用？
提示：应用DNA指纹技术， ( http: / / www.21cnjy.com )首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定等。
1．明确DNA结构的两种关系和两种化学键
2．双链DNA分子中碱基的计算规律
(1)互补的两种碱基数量相等，即A＝T，C＝G。
(2)任意两种不互补的碱基数量 ( http: / / www.21cnjy.com )之和占碱基总数的50%，即嘌呤之和＝嘧啶之和＝总碱基数×50%，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋T＋C＋G)×50%，＝＝1。
(3)互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
设在双链DNA分子的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。所以A＋T＝＝＝n%。21世纪教育网版权所有
简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
(4)非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。
设双链DNA分子中，一条链上：＝m，
则：＝＝m，即互补链上＝。
简记为“DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1”。
eq \a\vs4\al(结合DNA分子的结构及特点，考查结构与功能观)
1．(2021·漳州一模)如图为某双链DNA(由甲链和乙链组成)的局部结构简图，图中数字①～⑥表示不同物质或氢键。下列叙述正确的是(　　)
A．图中⑤为氢键，且③与④可为A—T碱基对或G—C碱基对
B．图中①为腺嘌呤，②为胸腺嘧啶，①②通过氢键连接
C．图中⑥为磷酸基团，此DNA片段中含有2个游离的磷酸基团
D．图中甲链与乙链方向相反，但两条链碱基排列顺序相同
C　[图中⑤为氢键，③与④之间有3个氢键，只 ( http: / / www.21cnjy.com )能为G—C碱基对，A错误；图中①为腺嘌呤，②为胸腺嘧啶，①②通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接，B错误；图中⑥为磷酸基团，此DNA片段中含有2个游离的磷酸基团，C正确；图中甲链与乙链方向相反，两条链碱基排列顺序不相同，D错误。]
2．(2021·宁波二模)几个学生充分利用表提供的材料正确搭建出DNA分子结构模型，但制作的DNA分子片段不尽相同，原因可能是(　　)
塑料片类别 碱基G 碱基C 碱基A 碱基T 磷酸/核糖
数量/个 3 3 5 5 充足
①每条脱氧核苷酸单链上的碱基数量不同 ( http: / / www.21cnjy.com )　②每条脱氧核苷酸单链上碱基种类不同　③DNA片段上的碱基对的排列顺序不同　④DNA片段上的碱基配对方式不同
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
B　[①表格中给出了碱基 ( http: / / www.21cnjy.com )G和C各3个，A和T各5个，几个学生充分利用表提供的材料搭建出DNA分子结构模型，每条链上的碱基数目都应该是8个；②每条脱氧核苷酸单链上碱基种类不同，构成的DNA分子不同；③碱基序列不同，构成的DNA分子不同；④每个DNA分子都遵循相同的碱基配对方式，即A与T配对，G与C配对。]
　“三看法”判断DNA分子结构的正误
eq \a\vs4\al(借助DNA结构的相关计算，考查科学思维能力)
3．(2021·北京高考)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是(　　)
A．DNA复制后A约占32%
B．DNA中C约占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U约占32%
D　[DNA复制以亲代D ( http: / / www.21cnjy.com )NA为模板，遵循碱基互补配对原则，所以复制后A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中A＝T，G＝C碱基A约占32%，则C约占50%－32%＝18%，B正确；DNA中A与T配对，G与C配对，所以A＋G/T＋C＝1，C正确；RNA是以DNA分子一条链为模板转录而来，由于无法确定DNA分子一条链中碱基A所占比例，所以不能确定RNA中碱基U的比例，D错误。]
4．(2022·哈尔滨模拟)在一个D ( http: / / www.21cnjy.com )NA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　　)
A．12%和34% B．21%和24%
C．34%和12% D．58%和30%
C　[因为A＋T占全部碱基总数的42% ( http: / / www.21cnjy.com )，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上的含量相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，故选C。]
eq \a\vs4\al(围绕基因的本质，考查理解能力)
5．(2022·辽宁模拟)基因是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色体上，下列叙述正确的是(　　)
A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的
B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因
C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个
D．白眼基因的两侧也都是基因，其中只有一条链可以转录血红蛋白基因
C　[果蝇属于真核生物，其基因主要位于染 ( http: / / www.21cnjy.com )色体上，细胞质中也有分布，故果蝇细胞内的基因不都是随染色体的复制而复制的，A错误；一个DNA上有多个基因，同一DNA分子上可能同时含有两个控制眼色的基因，如朱红眼和深红眼，B错误；雌果蝇的基因型可能为XRXR，则该个体在有丝分裂复制后可能含有四个XR基因，即红眼基因最多有4个，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，一般而言白眼基因的两侧为非基因片段；且由于基因的选择性表达，控制白眼的基因不能转录出血红蛋白，D错误。]
6．(2022·江津区模拟)图甲为摩尔 ( http: / / www.21cnjy.com )根等人研究并绘出的果蝇X染色体上几个基因的相对位置图，图乙为利用荧光标记各个基因，得到的基因在染色体上位置图，由图分析，正确的是(　　)
A．图甲和图乙都能说明一条染色体上有多个基因，且呈线性排列
B．图甲中朱红眼基因和深红眼基因的遗传遵循自由组合定律
C．图乙中方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息一定不同
D．图乙中从荧光点的分布来看，图中是两条含有染色单体的非同源染色体
A　[据图甲可知，一条染色体上有多个基因，基 ( http: / / www.21cnjy.com )因在染色体上呈线性排列；据图乙不同荧光点的位置分布可以说明基因在染色体上呈线性排列，A正确；图甲中朱红眼基因和深红眼基因位于同一染色体上，遗传不遵循自由组合定律，B错误；图乙中方框内的四个荧光点位置相同，说明这四个基因可能是相同基因(遗传信息相同)，也可能是等位基因(遗传信息不同)，因此，方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息可能相同，C错误；由图乙可知，图示为两条染色体，二者形态大小相似、基因位点相同，是一对同源染色体；同时，每条染色体的同一位置有两个基因(荧光点)，据此可推测染色体中有染色单体，因此图乙是一对含有染色单体的同源染色体，D错误。]
考点二　DNA分子的复制及相关计算
1．DNA半保留复制的实验证据
(1)研究方法：假说—演绎法。
(2)实验材料：大肠杆菌。
(3)实验技术：同位素示踪法和密度梯度离心法。
(4)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
(5)实验假设：DNA以半保留的方式复制。
(6)实验过程与结果：
(7)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。
2．DNA复制的过程
(1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
(2)发生时期：在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。
(3)过程
(4)场所：真核生物在细胞核、线粒体和叶绿体；原核生物在拟核和细胞质。
(5)结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。
(6)意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
[基础诊断]
1．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。(必修2　P54正文)(√)
2．DNA分子复制过程中的解旋在细胞核中进行，复制在细胞质中进行。(必修2　P54正文)(×)
3．以解开的每一段母链为模板， ( http: / / www.21cnjy.com )在DNA聚合酶等酶的作用下，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。(必修2　P54正文)(√)21·cn·jy·com
[深度拓展]
(教材P54图3－13拓展)分析DNA复制过程，回答有关问题：
(1)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？
提示：前者使氢键打开，DNA双链解旋；后者催化形成磷酸二酯键，从而形成新的子链。
(3)蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞，是否都能进行图示过程呢？
提示：蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。21cnjy.com
(3)上图所示DNA复制过程若发生在细胞核内，形成的两个子DNA位置如何？其上面对应片段中基因是否相同？两个子DNA分子将于何时分开？
提示：染色体复制后形成两条姐妹染色 ( http: / / www.21cnjy.com )单体，刚复制产生的两个子DNA分子分别位于两条姐妹染色单体上，由着丝点相连；其对应片段所含基因在无基因突变等特殊情况下应完全相同；两个子DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，随两条姐妹染色单体的分离而分开，分别进入两个子细胞中。
1．明确 DNA复制的五个问题
(1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。21·世纪*教育网
(2)外界条件对DNA复制的 ( http: / / www.21cnjy.com )影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。
(3)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。
(4)过程特点：边解旋边复制；多点解旋和复制。
(5)DNA复制的准确性
①一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原 ( http: / / www.21cnjy.com )因是DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发基因突变。
2．“图解法”分析DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次，则：
①子代DNA共2n个
②
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。
②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。
eq \a\vs4\al(围绕DNA复制过程与特点，考查理解能力)
1．(2021·辽宁高考)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　)
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
A　[子链延伸时5′ 3′合成，故游离的脱 ( http: / / www.21cnjy.com )氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。]
2．(2021·宝鸡渭滨区一模)关于DNA分 ( http: / / www.21cnjy.com )子复制机制，科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．Rep可以破坏相邻核苷酸之间的磷酸二酯键
B．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用
C．根据材料推断Rep推动复制叉移动是通过水解ATP提供能量
D．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
A　[根据Rep蛋白的功能可推 ( http: / / www.21cnjy.com )断出，Rep蛋白应为解旋酶，该酶能破坏氢键，但不能破坏相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，A错误；DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，具有可防止DNA单链重新形成双链的作用，B正确；根据材料推断Rep推动复制叉移动需要消耗能量，是通过水解ATP提供能量，C正确；根据题意和图示分析可知，DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点，D正确。]
围绕DNA分子复制的相关计算，考查推理能力
3．(2021·山东高考)利用农杆菌转化法， ( http: / / www.21cnjy.com )将含有基因修饰系统的T DNA插入水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是(　　)
A．N的每一个细胞中都含T DNA
B．N自交，子一代中含T DNA的植株占3/4
C．M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A—U的细胞占1/2n
D．M经3次有丝分裂后，含T DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占1/2
D　[在将细胞M培育成植株 ( http: / / www.21cnjy.com )N的过程中，进行了有丝分裂，所以N的每一个细胞中都含T DNA，A正确；结合题中信息，T DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，由细胞M培育成植株N，N自交，子一代中含T DNA的植株占3/4，B正确；结合题中信息“一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次”可知，M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A—U的DNA分子总是一个，则含有该DNA分子的细胞占1/2n，C正确；结合上述分析可知，M经3次有丝分裂后，脱氨基位点为A—U的细胞占1/8，含T DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占3/8，D错误。]
4．用15N标记了两条链含 ( http: / / www.21cnjy.com )有100个碱基对的DNA分子，其中胞嘧啶有60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次。下列有关说法不正确的是(　　)
A．该DNA分子含有的氢键数目是260个
B．该DNA分子复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸320个
C．子代DNA分子中含15N的单链与含14N的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为1∶4
B　[该DNA分子有100个碱基对， ( http: / / www.21cnjy.com )其中胞嘧啶有60个，则C和G各有60个，A和T各有40个，又知C、G之间有3个氢键，A、T之间有2个氢键，因此氢键数目为60×3＋40×2＝260(个)，A正确；该DNA分子第一次复制需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(A)40个，第二次复制需要80个，第三次复制需要160个，则复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为40＋80＋160＝280(个)，B错误；该DNA分子复制3次共产生8个DNA分子、16条DNA单链，其中2条链含15N，含15N的单链与含14N的单链之比为2∶14，即1∶7，C正确；该DNA分子复制3次共产生8个DNA分子，其中2个DNA分子含有15N，8个DNA分子都含有14N，故二者之比为1∶4，D正确。]
　有关DNA计算的2点“注意”(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，后者只包括第n次的复制。(2)DNA复制计算时看清题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”。
eq \a\vs4\al(分析DNA半保留复制的实验证据，考查科学探究能力)
5．(2020·潍坊三模)为探究DNA复 ( http: / / www.21cnjy.com )制方式，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌，放到只含14N的培养基中培养，通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的15N DNA、14N DNA及15N14N DNA分离开来。因为DNA能够强烈地吸收紫外线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。下列相关说法正确的是(　　)
A．因为15N具有放射性，所以感光胶片上可以记录DNA带的位置
B．根据第一代只出现一条居中的DNA条带，可以排除DNA是全保留复制
C．大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶、DNA聚合酶和限制酶
D．DNA聚合酶是一种能调节DNA分子复制的信息分子
B　[因为DNA能够强烈地吸收紫外 ( http: / / www.21cnjy.com )线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带，A错误；若DNA为全保留复制，则细胞分裂产生的第一代的有15N DNA、14N DNA，经离心后应该分布于离心管的下部和上部，根据第一代只出现一条居中的DNA条带，可以排除DNA是全保留复制，B正确；DNA分子复制时需要用到解旋酶、DNA聚合酶，不需要限制酶，C错误；DNA聚合酶只起催化作用，没有调节作用，D错误。]21教育名师原创作品
6．(2021·厦门一模)下图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验，下列叙述正确的是(　　)
A．可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验
B．可用(NH4)SO4、(NH4)SO4分别代替15NH4Cl、14NH4Cl进行上述实验
C．试管③中b带的DNA的两条链均含有14N
D．仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制
D　[噬菌体是病毒，不能用普通培养 ( http: / / www.21cnjy.com )基培养，因此不能用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，A错误；S不是DNA的特征元素，因此不能用含有标记S的化合物代替15NH4Cl、14NH4Cl 进行上述实验，B错误；试管③中a带的DNA的两条链均含有14N，而b带的DNA的一条链含有14N、一条链含有15N，C错误；仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制，D正确。]
一、网络构建
二、要语必记
1．DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。
2．DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。
3．DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。
4．DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
5．DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。
6．DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。
7．基因是具有遗传效应的DNA片段。
8．染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也存在基因。
微专题突破8　DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
一、有丝分裂中染色体标记情况
1．过程图解(一般只研究一条染色体)：
复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)：
转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：
2．规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
(2021·和平区三模)用32P标记某植物体细胞(含12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，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带32P标记的情况是(　　)2·1·c·n·j·y
A．带有32P标记的DNA分子数与染色体数相同
B．带有32P标记的染色体有6条
C．每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P标记
D．每条染色体中带有32P标记的DNA单链为0条或1条
A　[依题意和DNA分子的半 ( http: / / www.21cnjy.com )保留复制，在第一次有丝分裂结束后，每个子细胞中含有12条染色体，每条染色体上所含有的双链DNA分子中只有一条链被32P标记；在第二次有丝分裂的间期DNA分子完成复制后，每条染色体含2个DNA分子，这2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上，其中只有一条染色单体上的DNA被32P标记，所以有丝分裂中期的细胞中有12条被标记的染色体，与带有32P标记的DNA分子数相同，A正确；带有32P标记的染色体有12条，B错误；每条染色体的两条姐妹染色单体中只有一条带有32P标记，C错误；每条染色体中带有32P标记的DNA单链为1条，D错误。]
二、减数分裂中染色体标记情况分析
1．过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图：
2．规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
(2021·淇滨区二模)取小鼠(2n＝40)的1个精原细胞，诱导其在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成减数分裂形成4个精子，取其中一个精子与卵细胞结合形成受精卵，然后转入无放射性的培养基中培养至早期胚胎。下列叙述正确的是(　　)
A．减数第一次分裂前期形成10个四分体，每个四分体的DNA均被3H标记
B．减数分裂形成的每个精子中有10条染色体被3H标记，10条未被标记
C．受精卵第一次有丝分裂后期，细胞中被3H标记的染色体有20条
D．受精卵第一次有丝分裂产生的每个子细胞中被3H标记的染色体有10条
C　[减数第一次分裂前期形成20 ( http: / / www.21cnjy.com )个四分体，每个四分体的DNA均被3H标记，A错误；减数分裂形成的每个精子中20条染色体都被3H标记，B错误；受精卵第一次有丝分裂后期，细胞中被3H标记的染色体只有20条，C正确；受精卵第一次有丝分裂产生的每个子细胞中被3H标记的染色体有0～20条，D错误。]【来源：21·世纪·教育·网】
三、利用模型分析子细胞中染色体标记情况
模型
解读 最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是；第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是，另外2个细胞是
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的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为(　　)2-1-c-n-j-y
A．20、40、20 B．20、20、20
C．20、20、0～20 D．20、40、0～20
C　[用32P标记玉米体细胞的DNA ( http: / / www.21cnjy.com )分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第一次有丝分裂结束后，每条染色体都带有标记，且每条染色体中的DNA分子2条链都是1条有标记、1条没有标记。在第二次有丝分裂时，间期复制完成后，含有20条染色体，每条染色体均有标记，但染色单体中只有一半含有32P标记，后期着丝点分裂，染色单体分开，形成40条染色体，有20条含有32P标记，20条不含32P标记。由于分开的染色单体移向两极具有随机性，因此子细胞中所含的20条染色体中，含32P标记的染色体数目为0～20条，故选C。]21教育网
　四步法解决细胞分裂中染色体标记问题第一步画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记第二步画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖虚线表示第三步再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况第四步若继续推测后期情况，可想象着丝点分裂，染色单体分开，并进而推测子细胞染色体的情况
1．(2022·下城区模拟)BrdU ( http: / / www.21cnjy.com )能替代T与A配对而渗入新合成的DNA链，植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中分别培养到第一、第二个细胞周期的中期。下列有关说法中，不正确的是(　　)21*cnjy*com
A．1条染色体形成2条染色单体的同时，DNA也完成了复制
B．1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上
C．第一个细胞周期的中期，每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdU
D．第二个细胞周期的中期，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU
C　[1条染色体形成2条染色单体的 ( http: / / www.21cnjy.com )同时，DNA也完成了复制，A正确；1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上，B正确；第一个细胞周期的中期，DNA分子只复制一次，根据DNA分子半保留复制特点，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU，C错误；到第二个细胞周期的中期，DNA分子进行了2次半保留复制，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU，D正确。]【来源：21cnj*y.co*m】
2．用32P标记了玉米体细胞(含20 ( http: / / www.21cnjy.com )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条
C．大于0条小于20条 D．以上都有可能
D　[第一次细胞分裂完成后形成的细 ( http: / / www.21cnjy.com )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标记的染色体条数大于0条小于20条，故选D。]
3．将全部DNA分子双链 ( http: / / www.21cnjy.com )经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中培养。经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(　　)【出处：21教育名师】
A．若只进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B．若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例至少占1/2
C．若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂
D．若子细胞中的染色体都不含32P，则一定进行减数分裂
B　[若进行有丝分裂，第一 ( http: / / www.21cnjy.com )次有丝分裂产生的2个细胞都含有标记；当细胞处于第二次分裂后期时，染色单体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞2个或3个或4个；以此类推，第三有丝分裂产生的子细胞中，含32P的子细胞比例不一定为，A错误；若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，则有丝分裂产生的2个子细胞都含有标记；减数第一次分裂间期又进行一次半保留复制，减数第二次分裂后期，着丝点分裂后，姐妹染色单体随机移向两极，因此含32P染色体的子细胞比例至少占，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，则最可能进行减数分裂，C错误；若子细胞中的染色体不都含32P，可能进行的都是有丝分裂，也可能进行了减数分裂，D错误。]
4．若一果蝇精原细胞中8条染色体 ( http: / / www.21cnjy.com )上的全部DNA已被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其进行连续分裂两次产生四个子细胞(不考虑突变和交叉互换)。下列叙述中正确的是(　　)
A．若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中的核DNA均含15N
B．若四个子细胞中均含4条染色体，则每个子细胞中有一半核DNA含15N
C．若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因
D．若四个子细胞中均含4条染色体，则有一半子细胞含有a基因
D　[若四个子细胞中均含8条染色体 ( http: / / www.21cnjy.com )，则此精原细胞进行的是两次有丝分裂，则每个子细胞中均含1个A基因和1个a基因，但有丝分裂后期，着丝点分裂，新形成的染色体随机组合，分别移向两极，故每个子细胞中含有15N的核DNA数不确定，A、C错误；若四个子细胞中均含4条染色体，则此精原细胞进行的是减数分裂，每个子细胞中的核DNA均含15N，其中有两个子细胞含有A基因，有两个子细胞含有a基因，B错误，D正确。]
5．(2021·浙江选考)在DNA复 ( http: / / www.21cnjy.com )制时，5 溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是(　　)
A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为
D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
C　[DNA的复制方式为半保留复制 ( http: / / www.21cnjy.com )，根据试题分析，第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色，A正确；根据试题分析，第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体，有一条染色单体中的DNA是一条链含BrdU另一条链不含BrdU，另一条染色单体中的DNA是两条链都含BrdU，故一条染色单体呈深蓝色，另一条呈浅蓝色，B正确；第二次分裂后期，染色体被纺锤丝牵引着移向细胞两极，形成的子细胞内的染色体深蓝色的和浅蓝色的数目不确定，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体不一定占，C错误；根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还会有染色单体上的DNA是一条链含BrdU另一条链不含BrdU，故还能观察到深蓝色的染色单体，D正确。]
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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