【生物】2021届一轮复习人教版细胞分裂过程中的同位素标记问题教案（湖北专用）

【生物】2021届一轮复习人教版细胞分裂过程中的同位素标记问题教案（湖北专用）

把握两种方法、明确三种动态变化、巧借模型、严把四关、强力突破同位素示踪 ‎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2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0～2n(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。‎ ‎(2019·黄冈调研)某性原细胞(2n＝16)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.(2012·山东高考)蚕豆根尖细胞(2N＝12)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(3H－T)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3‎ H－T，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3H－T，如下图：‎ 答案　B ‎2.(2019·北京通州模拟)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1/2‎ B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1‎ C.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7　细胞分裂与遗传变异的综合提升 ‎(时间：15分钟)‎ ‎[规律方法]‎ ‎1.把握减数分裂与三种可遗传变异的对应关系 ‎2.理清细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因 ‎[方法体验]‎ ‎1.(2019·山东青岛模拟)下列关于减数分裂过程的叙述中，错误的是(　　)‎ A.细胞质正在发生不均等分裂的时期，细胞中不一定有同源染色体 B.染色单体和DNA数目相等的时期，可能发生非同源染色体的自由组合 C.染色体和DNA数目相等的时期，每条染色体上没有姐妹染色单体 D.染色体组数加倍的时期，可发生着丝点分裂、同源染色体分离 解析　减数分裂过程中，细胞质正在发生不均等分裂的时期，可能处于减数第一次分裂或减数第二次分裂，其中减数第二次分裂过程中是没有同源染色体的，A正确；染色单体和DNA数目相等，说明姐妹染色单体还没有分离，可能处于减数第一次分裂后期，因此可能发生非同源染色体的自由组合，B正确；染色体和DNA数目相等，说明DNA还没有复制或姐妹染色单体已经分离，因此此时每条染色体上没有姐妹染色单体，C正确；染色体组数加倍的时期为减数第二次分裂后期，此时着丝点分裂、姐妹染色单体分离，但是细胞中是没有同源染色体的，D错误。‎ 答案　D ‎2.(2019·山东泰安二模)下图是一个基因型为MMNn的某哺乳动物体内部分细胞的分裂示意图。下列叙述正确的是(　　)‎ A.图中属于细胞有丝分裂时期的是甲、丙、丁 B.图丁所示细胞的名称是次级精母细胞或极体 C.图乙、丙、丁所示的细胞中含有两个染色体组 D.图丁所示细胞在此之前发生了基因突变或交叉互换 解析　分析题图：甲细胞含有同源染色体，处于有丝分裂后期；乙细胞含有同源染色体，处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，说明该动物是雄性个体；丙细胞含有同源染色体，处于有丝分裂中期；丁细胞不含同源染色体，处于减数第二次分裂后期。因此图中属于细胞有丝分裂时期的是甲、丙，A错误；根据图乙可以确定该动物为雄性，因此图丁所示的细胞的名称只能是次级精母细胞，B错误；图甲细胞含有4个染色体组，乙、丙、丁所示的细胞中含有2个染色体组，C正确；该哺乳动物体细胞基因型为MMNn，而图丁所示的细胞的基因型为MmNN，说明该细胞在此之前可能发生了基因突变，D错误。‎ 答案　C ‎3.(2019·山东日照一模)人类的红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病。一对正常的夫妇生下一个患有红绿色盲的XXY男孩。以下各图中可能出现在该对夫妇形成有关配子的过程中的是(只显示性染色体，1号代表X染色体，2号代表Y染色体)(　　)‎ 解析　根据图示，红绿色盲性状用基因B、b表示，一对正常的夫妇生下一个患有红绿色盲的XXY男孩，可推出该男孩的基因型为XbXbY，而正常夫妇的基因分别为XBXb、XB Y，根据上下代关系可分析出，出现该患病男孩的原因是其母亲XBXb在进行减数分裂过程中，在减数第二次分裂未发生姐妹染色单体的分离，而形成了XbXb的配子。A项，不符合丈夫的基因组成XBY，A错误；B项为减数第一次分裂后期，根据基因型推断为妻子，但初级卵母细胞应为不均等分裂，不符合图示，B错误；C项图示为减数第二次分裂后期，根据基因型推断为妻子，但其为均等分裂，则应该为第一极体的分裂图，因此相对应的次级卵母细胞的基因型为XBXB，形成的卵细胞与题目不符，C错误；D项图示为减数第二次分裂后期的次级卵母细胞，可判断该细胞分裂后会形成XbXb的卵细胞，符合题意，D正确。‎ 答案　D ‎4.(2019·山东济南模拟)下图是某同学总结的有丝分裂、减数分裂和受精作用的联系图，有些联系是错误的，其中全为错误联系的选项是(　　)‎ A.①⑤⑧ B.①③④ ‎ C.⑦⑧ D.⑤⑧‎ 解析　试题分析：有丝分裂后期姐妹染色单体分离，故①正确，A、B错误；减数第一次分裂后期会发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故②和③正确，受精作用过程中同源染色体汇合，故④正确，姐妹染色单体分离不会导致等位基因分离，故⑤错误，同源染色体的分离才会导致等位基因分离，故⑥正确，非同源染色体自由组合会导致非同源染色体上非等位基因自由组合，故⑦正确，C错误；但受精时同源染色体汇合不会导致非同源染色体上非等位基因自由组合，故⑧错误，因此D正确。‎ 答案　D ‎5.(2018·山东济南期末)某一对夫妻中的丈夫含有2条结构异常的染色体，妻子含有1条结构异常的染色体，该夫妇生育的男孩同时含有这3条异常染色体，该男孩的精子中都含有异常染色体(‎ 减数分裂过程中染色体均正常分离，异常的染色体可以正常地发生联会)。据此判断，下列分析错误的是(　　)‎ A.丈夫的2条异常染色体在减数第一次分裂的过程中发生联会 B.该男孩的初级精母细胞在四分体时期有2条异常染色体发生联会 C.该男孩的次级精母细胞中含有1条、2条或4条异常染色体 D.该男孩生育的儿子一定含有异常染色体，孙子可能不含异常染色体 解析　丈夫含有2条结构异常染色体，妻子含有1条结构异常染色体，该夫妇生育的男孩同时含有这3条异常染色体，而减数分裂过程中染色体均正常分离，异常的染色体可以正常的发生联会，说明丈夫的2条异常染色体不是同源染色体，所以在减数第一次分裂过程中不会发生联会，A错误；含有这3条异常染色体的男孩的精子中都含有异常染色体，说明3条异常染色体中有一对是同源染色体，所以该男孩的初级精母细胞在四分体时期有2条异常染色体发生联会，B正确；该男孩在减数第一次分裂结束后形成的次级精母细胞中含有1条或2条异常染色体，在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后细胞中的染色体数目暂时加倍，所以处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞中含有2条或4条异常染色体，C正确；该男孩生育的儿子一定含有异常染色体，但可能只有1条，所以孙子可能不含异常染色体，D正确。‎ 答案　A ‎6.(2109·北京海淀模拟)下图为某二倍体雌性生物细胞不同分裂时期的模式图，Ⅰ、Ⅱ表示染色体片段。请分析作答：‎ ‎(1)甲细胞处于　　　　分裂中期，该细胞中有同源染色体　　　　对，姐妹染色单体　　　　条。‎ ‎(2)若甲乙两细胞来源于同一个卵原细胞，细胞乙是卵细胞，则甲细胞的名称为　　　　。‎ ‎(3)甲细胞时期不能进行转录的原因是____________________________________；‎ 但核糖体仍能进行翻译的原因是_________________________________________。‎ ‎(4)细胞乙形成过程中发生的基因重组包括有______________________________。‎ 解析　(1)根据题图分析可知，甲细胞处于减数第二次分裂中期，该细胞中没有同源染色体(0对)，但每条染色体上有两条染色单体，所以细胞中含8条姐妹染色单体。‎ ‎(2)若甲、乙两细胞来源于同一个卵原细胞，细胞乙是卵细胞，则直接产生乙细胞的细胞是次级卵母细胞，对应染色体的颜色与乙细胞基本相同，而甲细胞中染色体颜色与乙细胞染色体颜色对应基本不同，所以乙细胞的名称为(第一)极体。‎ ‎(3)甲细胞时期不能进行转录的原因是染色体高度螺旋化，无法正常解旋；但核糖体仍能进行翻译是因为间期转录形成的mRNA可一直发挥作用。‎ ‎(4)细胞乙形成过程中发生的基因重组包括有非同源染色体之间的自由组合和同源染色体中非姐妹染色单体之间的交叉互换。‎ 答案　(1)减数第二次　0　8　(2)极体(第一极体)‎ ‎(3)染色质高度螺旋化，影响了基因的转录　间期转录形成的mRNA发挥作用，进行翻译　(4)自由组合和交叉互换