（江蘇專用）2020版新高考生物 第四單元 細(xì)胞的生命歷程 補(bǔ)上一課3 細(xì)胞分裂過程中的同位素標(biāo)記問題學(xué)案

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1、細(xì)胞分裂過程中的同位素標(biāo)記問題 把握兩種方法、明確三種動(dòng)態(tài)變化、巧借模型、嚴(yán)把四關(guān)、強(qiáng)力突破放射性追蹤 1.DNA分子半保留復(fù)制圖像及解讀 2.有絲分裂中DNA和染色體的標(biāo)記情況分析 有絲分裂過程中DNA復(fù)制一次細(xì)胞分裂一次，如圖為連續(xù)分裂兩次的過程圖(以一條染色體為例)。 由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條子鏈組成；第二次有絲分裂后最終形成的子細(xì)胞中含親代DNA鏈的染色體條數(shù)是0～2n(以體細(xì)胞染色體數(shù)為2n為例)。 3.減數(shù)分裂中DNA和染色體標(biāo)記情況分析 在減數(shù)分裂過程中，DNA復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次

2、。如圖是一次減數(shù)分裂的結(jié)果(以一對(duì)同源染色體為例)。 由圖可以看出，減數(shù)分裂過程中細(xì)胞雖然連續(xù)分裂兩次，但DNA只復(fù)制一次，所以四個(gè)子細(xì)胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條利用原料合成的子鏈組成。 某性原細(xì)胞(2n＝16)的DNA全部被32P標(biāo)記，其在含31P的培養(yǎng)基中進(jìn)行一次有絲分裂后繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)分裂，下列能正確表示有絲分裂前期(白色柱狀圖)和減數(shù)第一次分裂前期(灰色柱狀圖)每個(gè)細(xì)胞中含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目的是(　　) 解析　繪制染色體和核DNA分子被標(biāo)記情況，并只以一條染色體上DNA分子的標(biāo)記情況為例，繪制如圖(圖中線條代表核DNA分子中的一條鏈)

3、。 該性原細(xì)胞在含31P的培養(yǎng)基中進(jìn)行有絲分裂時(shí)，由于DNA的半保留復(fù)制，有絲分裂前期的每條染色體上有兩個(gè)DNA分子，且DNA分子雙鏈均為一條含31P，另一條含32P，故有絲分裂前期含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目分別為32和32；有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中每個(gè)核DNA分子雙鏈均為一條含31P，另一條含32P，子細(xì)胞在含31P的培養(yǎng)基中繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)分裂，則減數(shù)第一次分裂前期每個(gè)細(xì)胞中含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目分別為16和16。 答案　A 解答本類問題必嚴(yán)把四關(guān) 　　　 1.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

4、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　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)基中培養(yǎng)至中期，每個(gè)DNA分子復(fù)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 2.將全部DNA分子的雙

5、鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于含31P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經(jīng)過連續(xù)兩次細(xì)胞分裂后產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞，檢測(cè)子細(xì)胞中的情況。下列推斷正確的是(　　) A.若進(jìn)行有絲分裂，則含32P染色體的子細(xì)胞比例一定為1/2 B.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則含32P染色體的子細(xì)胞比例一定為1 C.若產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中的染色體都含32P，則一定進(jìn)行有絲分裂 D.若產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中的染色體不都含32P，則一定進(jìn)行減數(shù)分裂 解析　細(xì)胞連續(xù)分裂兩次后產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞，可分為兩種情況：第一種情況是細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生4個(gè)生殖細(xì)胞，此過程中DNA只復(fù)制一次，由于DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，因此產(chǎn)生的每個(gè)生殖細(xì)胞中

6、含32P染色體數(shù)為N，B正確；第二種情況是細(xì)胞進(jìn)行了兩次有絲分裂，DNA復(fù)制了兩次，第一次有絲分裂后，所有染色體中的DNA分子均有一條鏈被32P標(biāo)記，第二次有絲分裂后期，染色單體隨機(jī)分開進(jìn)入兩個(gè)細(xì)胞，因此含有32P染色體的子細(xì)胞比例最少為1/2，但不一定為1/2，A錯(cuò)誤；若產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中的染色體都含32P，則一定進(jìn)行減數(shù)分裂，C錯(cuò)誤；若產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中的染色體不都含32P，則一定進(jìn)行有絲分裂，D錯(cuò)誤。 答案　B 亮劍高考6　細(xì)胞分裂圖像中變異類型的判斷 (時(shí)間：15分鐘) [規(guī)律方法] 1.看親子代基因型 (1)如果親代基因型為BB或bb，則引起姐妹染色單體上B與b不同的原

7、因是基因突變。 (2)如果親代基因型為Bb，則引起姐妹染色單體上B與b不同的原因是基因突變或交叉互換。 2.看細(xì)胞分裂圖 (1)如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖甲。 (2)如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(同白或同黑)上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖乙。 (3)如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同，則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果，如圖丙。 3.看配子類型 假設(shè)親代為AaXBY： (1)若配子中出現(xiàn)同源染色體(如A、a或X、Y)在一起時(shí)，則一定是減Ⅰ分裂異常。 (2)若配子中出現(xiàn)

8、分開后的姐妹染色單體(如AA/aa或XX/YY)在一起，則一定是減Ⅱ分裂異常。 (3)若出現(xiàn)AAa或Aaa或XXY或XYY的配子時(shí)，則一定是減Ⅰ和減Ⅱ分裂均異常。 (4)若配子中無A和a或無XB和Y時(shí)，則可能是減Ⅰ或減Ⅱ分裂異常。 [方法體驗(yàn)] 1.小鼠(2N＝40)胚胎期某細(xì)胞發(fā)生下圖所示異常分裂(未繪出的染色體均正常)，其中A為抑癌基因，a為A的突變基因。下列說法正確的是(　　) A.該分裂過程中形成20個(gè)四分體 B.分裂產(chǎn)生Aa或aa子細(xì)胞的概率均為 C.子細(xì)胞aa在適宜條件下可能無限增殖 D.染色體異常分離與紡錘體無關(guān) 解析　該細(xì)胞分裂方式為有絲分裂，不會(huì)形成四分

9、體，A錯(cuò)誤；分裂產(chǎn)生Aa子細(xì)胞的概率是，產(chǎn)生aa子細(xì)胞的概率是，B錯(cuò)誤；子細(xì)胞aa不含A基因，而A基因?yàn)橐职┗?，因此子?xì)胞aa在適宜條件下可能無限增殖，C正確；染色體異常分離與紡錘絲的牽引有關(guān)，D錯(cuò)誤。 答案　C 2.在某基因型為AA的二倍體水稻根尖中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)如圖所示的細(xì)胞(圖中Ⅰ、Ⅱ表示該細(xì)胞中部分染色體，其他染色體均正常)。以下分析合理的是(　　) A.a基因產(chǎn)生的原因可能是其親代產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了基因突變 B.該細(xì)胞產(chǎn)生的各項(xiàng)變異均可在光學(xué)顯微鏡下直接進(jìn)行觀察 C.該細(xì)胞一定發(fā)生了染色體變異，一定沒有發(fā)生基因自由組合 D.該細(xì)胞的變異均為可遺傳變異，都可通過有性生殖傳給

10、后代 解析　植物的根尖分生區(qū)細(xì)胞不能進(jìn)行減數(shù)分裂，只能進(jìn)行有絲分裂，所以a基因的出現(xiàn)只能是有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變，A錯(cuò)誤；基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下看不見，B錯(cuò)誤；由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的生物是二倍體，而Ⅱ號(hào)染色體細(xì)胞中有三條，說明發(fā)生了染色體數(shù)目變異；同時(shí)基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而根尖細(xì)胞中只能發(fā)生有絲分裂，C正確；可遺傳變異的來源有基因突變、基因重組和染色體變異，體細(xì)胞發(fā)生的突變不能通過有性生殖傳給后代，D錯(cuò)誤。 答案　C 3.一對(duì)表現(xiàn)型正常的夫婦，生育了一個(gè)有3條性染色體的血友病男孩。某同學(xué)結(jié)合下圖分析該男孩的病因，其中判斷不合理的是(　　)

11、 A.該男孩的性染色體組成若為XXY，則患病最可能與圖丁有關(guān) B.該男孩的性染色體組成若為XYY，則患病最可能與圖乙有關(guān) C.該男孩患病若與圖乙有關(guān)，其性染色體組成可能是XXY D.該男孩患病若與圖甲有關(guān)，其父親可能發(fā)生了基因突變 解析　若該男孩的性染色體組成為XXY，且患有血友病，由于其父母都是正常人，說明血友病基因來自其母親，其母親是血友病基因攜帶者，產(chǎn)生卵細(xì)胞時(shí)，在減數(shù)第二次分裂時(shí)，X染色體的姐妹染色單體未分開，A合理，C不合理；若該男孩的性染色體組成為XYY，且患有血友病，由于其父母都是正常人，說明血友病基因來自其母親，其母親是血友病基因攜帶者，卵細(xì)胞內(nèi)只含1條帶血友病基因的X

12、染色體，但是其父親產(chǎn)生精子的過程中，在減數(shù)第二次分裂時(shí)，兩條Y染色單體未分開，B合理；該男孩患病若與圖甲有關(guān)，則參與受精的精子可能是X染色體上B基因發(fā)生了基因突變，D合理。 答案　C 4.如圖四個(gè)精細(xì)胞，下列有關(guān)分析正確的是(　　) A.①配子出現(xiàn)的原因是非姐妹染色單體交叉互換所致 B.A、a與B、b兩對(duì)非等位基因在產(chǎn)生配子過程中，遵循自由組合定律 C.④配子出現(xiàn)的原因是非同源染色體片段易位所致 D.①②③④四個(gè)精細(xì)胞可能由同一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生 解析　據(jù)圖分析，①配子中右側(cè)的染色體b部分來自非同源染色體，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，A錯(cuò)誤；圖中A、a與B、b兩對(duì)等位基因位于一對(duì)

13、同源染色體上，不遵循基因的自由組合定律，B錯(cuò)誤；④配子出現(xiàn)的原因是同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換，C錯(cuò)誤；①②③④四個(gè)精細(xì)胞可能由同一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生，D正確。 答案　D 5.如圖為某高等生物細(xì)胞不同分裂時(shí)期的模式圖，Ⅰ、Ⅱ表示染色體片段。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.圖甲細(xì)胞處在減數(shù)第二次分裂中期，此時(shí)不進(jìn)行核DNA的復(fù)制 B.由圖可以看出分裂過程中四分體中的非姐妹染色單體發(fā)生了交叉互換 C.圖甲所示細(xì)胞若繼續(xù)分裂可能會(huì)發(fā)生等位基因的分離 D.若兩圖來源于同一個(gè)精原細(xì)胞，則圖乙細(xì)胞是圖甲細(xì)胞分裂形成的 解析　圖甲細(xì)胞無同源染色體，存在姐妹染色單體，且著絲點(diǎn)排列在赤道板上

14、，為減數(shù)第二次分裂中期圖像，不再進(jìn)行DNA復(fù)制，A正確；由甲圖中Ⅰ片段和乙圖中Ⅱ片段顏色可知，分裂過程中四分體中的非姐妹染色單體發(fā)生了交叉互換，B正確；發(fā)生交叉互換后，減數(shù)第二次分裂后期可能會(huì)發(fā)生等位基因分離，C正確；由染色體的顏色可知，圖乙細(xì)胞不是由圖甲細(xì)胞分裂形成的，D錯(cuò)誤。 答案　D 6.下列關(guān)于配子基因型異常發(fā)生時(shí)期的判斷，正確的是(　　) 選項(xiàng) 個(gè)體基因型 配子基因型 發(fā)生異常時(shí)期 A DD D、d 減數(shù)第一次分裂 B AaBb AaB、AaB、b、b 減數(shù)第二次分裂 C XaY XaY、XaY 減數(shù)第一次分裂 D AaXBXb AAXBXb、XBXb、a、a 減數(shù)第二次分裂 解析　A項(xiàng)中配子基因型異常發(fā)生時(shí)期主要在減數(shù)第一次分裂前的間期DNA復(fù)制過程中；B項(xiàng)中配子基因型發(fā)生異常時(shí)期在減數(shù)第一次分裂；D項(xiàng)中配子基因型發(fā)生異常時(shí)期在減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂。 答案　C 8