（江苏专用）2020版新高考生物 第四单元 细胞的生命历程 补上一课3 细胞分裂过程中的同位素标记问题学案

细胞分裂过程中的同位素标记问题把握两种方法、明确三种动态变化、巧借模型、严把四关、强力突破放射性追踪1.DNA分子半保留复制图像及解读2.有丝分裂中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DNA和染色体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。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()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。答案A解答本类问题必严把四关1.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(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：答案B2.将全部DNA分子的双链经32P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。答案B亮剑高考6细胞分裂图像中变异类型的判断 (时间：15分钟)规律方法1.看亲子代基因型(1)如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变。(2)如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。2.看细胞分裂图(1)如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。(2)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。(3)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。3.看配子类型假设亲代为AaXBY：(1)若配子中出现同源染色体(如A、a或X、Y)在一起时，则一定是减分裂异常。(2)若配子中出现分开后的姐妹染色单体(如AA/aa或XX/YY)在一起，则一定是减分裂异常。(3)若出现AAa或Aaa或XXY或XYY的配子时，则一定是减和减分裂均异常。(4)若配子中无A和a或无XB和Y时，则可能是减或减分裂异常。方法体验1.小鼠(2N40)胚胎期某细胞发生下图所示异常分裂(未绘出的染色体均正常)，其中A为抑癌基因，a为A的突变基因。下列说法正确的是()A.该分裂过程中形成20个四分体B.分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为C.子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖D.染色体异常分离与纺锤体无关解析该细胞分裂方式为有丝分裂，不会形成四分体，A错误；分裂产生Aa子细胞的概率是，产生aa子细胞的概率是，B错误；子细胞aa不含A基因，而A基因为抑癌基因，因此子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖，C正确；染色体异常分离与纺锤丝的牵引有关，D错误。答案C2.在某基因型为AA的二倍体水稻根尖中，发现一个如图所示的细胞(图中、表示该细胞中部分染色体，其他染色体均正常)。以下分析合理的是()A.a基因产生的原因可能是其亲代产生配子时发生了基因突变B.该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察C.该细胞一定发生了染色体变异，一定没有发生基因自由组合D.该细胞的变异均为可遗传变异，都可通过有性生殖传给后代解析植物的根尖分生区细胞不能进行减数分裂，只能进行有丝分裂，所以a基因的出现只能是有丝分裂过程中发生了基因突变，A错误；基因突变在光学显微镜下看不见，B错误；由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的生物是二倍体，而号染色体细胞中有三条，说明发生了染色体数目变异；同时基因的自由组合发生在减数分裂过程中，而根尖细胞中只能发生有丝分裂，C正确；可遗传变异的来源有基因突变、基因重组和染色体变异，体细胞发生的突变不能通过有性生殖传给后代，D错误。答案C3.一对表现型正常的夫妇，生育了一个有3条性染色体的血友病男孩。某同学结合下图分析该男孩的病因，其中判断不合理的是()A.该男孩的性染色体组成若为XXY，则患病最可能与图丁有关B.该男孩的性染色体组成若为XYY，则患病最可能与图乙有关C.该男孩患病若与图乙有关，其性染色体组成可能是XXYD.该男孩患病若与图甲有关，其父亲可能发生了基因突变解析若该男孩的性染色体组成为XXY，且患有血友病，由于其父母都是正常人，说明血友病基因来自其母亲，其母亲是血友病基因携带者，产生卵细胞时，在减数第二次分裂时，X染色体的姐妹染色单体未分开，A合理，C不合理；若该男孩的性染色体组成为XYY，且患有血友病，由于其父母都是正常人，说明血友病基因来自其母亲，其母亲是血友病基因携带者，卵细胞内只含1条带血友病基因的X染色体，但是其父亲产生精子的过程中，在减数第二次分裂时，两条Y染色单体未分开，B合理；该男孩患病若与图甲有关，则参与受精的精子可能是X染色体上B基因发生了基因突变，D合理。答案C4.如图四个精细胞，下列有关分析正确的是()A.配子出现的原因是非姐妹染色单体交叉互换所致B.A、a与B、b两对非等位基因在产生配子过程中，遵循自由组合定律C.配子出现的原因是非同源染色体片段易位所致D.四个精细胞可能由同一个精原细胞产生解析据图分析，配子中右侧的染色体b部分来自非同源染色体，属于染色体结构变异中的易位，A错误；图中A、a与B、b两对等位基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，B错误；配子出现的原因是同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，C错误；四个精细胞可能由同一个精原细胞产生，D正确。答案D5.如图为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图，、表示染色体片段。下列叙述错误的是()A.图甲细胞处在减数第二次分裂中期，此时不进行核DNA的复制B.由图可以看出分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交叉互换C.图甲所示细胞若继续分裂可能会发生等位基因的分离D.若两图来源于同一个精原细胞，则图乙细胞是图甲细胞分裂形成的解析图甲细胞无同源染色体，存在姐妹染色单体，且着丝点排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期图像，不再进行DNA复制，A正确；由甲图中片段和乙图中片段颜色可知，分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交叉互换，B正确；发生交叉互换后，减数第二次分裂后期可能会发生等位基因分离，C正确；由染色体的颜色可知，图乙细胞不是由图甲细胞分裂形成的，D错误。答案D6.下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是()选项个体基因型配子基因型发生异常时期ADDD、d减数第一次分裂BAaBbAaB、AaB、b、b减数第二次分裂CXaYXaY、XaY减数第一次分裂DAaXBXbAAXBXb、XBXb、a、a减数第二次分裂解析A项中配子基因型异常发生时期主要在减数第一次分裂前的间期DNA复制过程中；B项中配子基因型发生异常时期在减数第一次分裂；D项中配子基因型发生异常时期在减数第一次分裂和减数第二次分裂。答案C8