高中生物 难点突破练47　DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题

难点突破练47DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题(分值∶55分)(第1～11题，每题5分，共55分。)1．(2025·宜昌开学考)现有基因型为HhXBY的果蝇(2n＝8)，将它的一个精原细胞的全部核DNA分子用32P标记后置于含31P的培养基中培养，一段时间后，检测子细胞的放射性。下列推断正确的是()A．若连续进行2次有丝分裂，则产生的4个子细胞中含有放射性的细胞数占75%B．若减数分裂产生了基因型为HhXB的精子，则是减数分裂Ⅱ异常导致C．若分裂过程正处于减数分裂Ⅰ前期，则该时期细胞内含8个四分体且均有放射性D．若形成的精子中只有1条染色体有放射性，则该精原细胞先进行了有丝分裂答案D解析若进行有丝分裂，第一次有丝分裂结束后，染色体都含有32P；当细胞处于第二次有丝分裂后期时，染色单体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个子细胞，所以经过连续两次有丝分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞有2～4个，则产生的4个子细胞中含有放射性的细胞数占100%、75%、50%，A错误；若进行一次减数分裂，产生了基因型为HhXB的精子，由于其中含有等位基因，则该异常精子的产生是减数分裂Ⅰ同源染色体上的等位基因H和h未分离进入同一个次级精母细胞引起的，B错误；若分裂过程正处于减数分裂Ⅰ前期，由于果蝇体细胞中含有4对同源染色体，则该时期细胞内含4个四分体且均有放射性，C错误；若减数分裂后形成的一个子细胞中只有一条染色体有放射性，则该精原细胞先进行了有丝分裂，否则产生的精细胞中四条染色体均含有放射性，D正确。2．基因型为AaBb的雄性果蝇(2n＝8)体内，一个精原细胞的每条染色体DNA的一条链被32P标记，将其放在不含32P的培养液中进行减数分裂，观察到的初级精母细胞如图所示。不考虑突变，下列叙述错误的是()A．该细胞形成过程中发生了基因重组B．该细胞中最多有8条染色单体含有32PC．该细胞产生的次级精母细胞中含有8个核DNA分子D．产生的4个精细胞中含32P的核DNA分子数可以相同答案B解析该细胞形成过程中发生了基因重组，即同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，A正确；该细胞为雄性果蝇的初级精母细胞，其中含有8条染色体，16条染色单体，由于亲代DNA中只有一条链带有32P标记，因此该细胞中每条染色体中只有一条染色单体具有32P标记，且又知图中的同源染色体之间发生了互换，因而图中细胞最多有9条染色单体含有32P，B错误；图中细胞含有16个核DNA分子，因此该细胞分裂产生的次级精母细胞中含有8个核DNA分子，C正确；由于在减数分裂Ⅰ后期同源染色体彼此分离、非同源染色体自由组合，因而产生的4个精细胞中含32P的核DNA分子数可以相同，D正确。3．(2025·山东实验中学诊断)某精原细胞的每个核DNA分子均有一条链被3H标记，将其转入不含3H的普通培养基继续培养。在进行核DNA复制之前，1个DNA分子的2个胞嘧啶自发脱氨基转变为尿嘧啶。不考虑其他变异，下列不可能出现的现象是()A．若有丝分裂一次，一个子细胞含有3H的染色体上无尿嘧啶B．若有丝分裂一次，子细胞中含有尿嘧啶但不含3H的细胞占1/2C．若有丝分裂两次，发生碱基对替换的细胞占3/4D．若进行减数分裂，四个精细胞中含有尿嘧啶又含3H的细胞占1/4答案C解析有丝分裂一次，若两个尿嘧啶均不位于含有3H的DNA单链上，且含有3H的染色单体均移向一极，则子细胞含有3H的染色体上可能无尿嘧啶，子细胞中含有尿嘧啶但不含3H的细胞占1/2，A、B不符合题意；若2个胞嘧啶位于一条链上，则有丝分裂两次，发生碱基对替换的细胞占比50%，若2个胞嘧啶分别位于DNA分子的两条链上，则有丝分裂两次，发生碱基对替换的细胞占比100%，C符合题意；若两个尿嘧啶均位于含有3H的DNA单链上，则减数分裂产生的四个精细胞中，含有尿嘧啶又含3H的细胞占1/4，D不符合题意。4．(2025·广安友实学校月考)将果蝇一个普通的精原细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，让其进行减数分裂并产生四个精子。取一个精子与正常的无放射性的卵细胞结合形成受精卵，转入无放射性的发育培养液中继续培养。分析此过程，下列叙述错误的是()A．减数分裂Ⅰ前期形成的四分体中都含有四个被3H标记的DNA分子B．这四个精子都含3H，每个精子中被标记的染色体数为四条C．受精卵第一次有丝分裂后期含3H标记的染色体数为四条D．受精卵第一次有丝分裂产生的子细胞含3H标记的染色体数都为四条答案D解析在减数分裂前的间期，精原细胞中的DNA分子完成半保留复制后，每条染色体由两条染色单体组成，每条染色单体含有的一个DNA分子都是有一条链含有3H标记，而四分体是一对同源染色体联会后形成的结构，因此减数分裂Ⅰ前期形成的四分体中都含有四个被3H标记的DNA分子，A正确；果蝇的体细胞中含有8条染色体，精子中的染色体数目减半，这四个精子都含3H，每个精子中被标记的染色体数为四条，B正确；受精卵含8条染色体，其中4条被标记、4条未标记，转入无放射性的发育培养液中继续培养，染色体复制后有4条染色单体被标记，第一次有丝分裂后期染色体数目加倍，含3H标记的染色体数为4条，C正确；在有丝分裂后期，每条染色体含有的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体，分别移向细胞两极，由于子染色体移向细胞两极是随机的，所以受精卵第一次有丝分裂产生的子细胞含3H标记的染色体数为0～4条，D错误。5．(2025·招远开学考)某二倍体高等动物(2n＝4)的基因型为AaBb，用放射性同位素32P标记其中一个精原细胞的全部DNA，然后放入含31P的培养基中培养其分裂，过程中某个子细胞染色体及其基因位置如图所示，且形成该细胞的过程中遗传物质只发生一次异常变化。下列叙述正确的是()A．若只有1条染色体有放射性，说明形成该细胞的过程中发生了基因突变B．若只有2条染色体有放射性，说明该精原细胞在减数分裂前只进行了一次有丝分裂C．若只有3条染色体有放射性，说明形成该细胞过程中发生了染色体互换D．若4条染色体均有放射性，说明该精原细胞经过一次有丝分裂后进行减数分裂答案C解析若图中细胞只有1条染色体有放射性，说明上一个时期含有染色单体时，细胞内只有一条染色体上一个DNA的一条链为32P，而另一条染色体的所有DNA链上均为31P，这说明形成该细胞至少经过了三次DNA复制，若A和a所在的同源染色体都没有被32P标记，则发生染色体互换不影响细胞中染色体放射性条数的变化，因此若图示细胞内只有1条染色体有放射性，不能说明A和a的产生过程中一定是发生了基因突变，A错误；若该精原细胞在减数分裂前只进行了一次有丝分裂，则形成的减数分裂Ⅱ后期的细胞内含有2条染色体有放射性，但是若减数分裂前经过了不止一次的有丝分裂，而每一次有丝分裂时若有标记的DNA都分到一个细胞内，该细胞进行减数分裂也会得到上述结果，故不能说明该精原细胞在减数分裂前只进行了一次有丝分裂，B错误；若图示细胞内有3条染色体有放射性，则说明该细胞的上一个含有染色单体的时期是一条染色体的两条姐妹染色单体上都含有32P，而另一条染色体的两条姐妹染色单体中有一条有放射性，另一条没有放射性，这种情况只能是减数分裂Ⅰ时A和a所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了染色体互换，导致了两条姐妹染色单体上都含有了放射性，C正确；若4条染色体均有放射性，说明该精原细胞只经过了一次DNA复制，因此只进行了减数分裂，D错误。6．(2026·辽宁点石联考)某团队对证明DNA半保留复制的实验进行了创新：①将大肠杆菌置于含Cy3荧光(红色荧光)标记dNTP的培养基中培养多代，使亲代DNA双链均带红色荧光；②转移至含Cy5荧光(绿色荧光)标记dNTP的培养基中，分别培养至第1代、第2代；③提取DNA后，用单分子荧光成像技术直接观察单个DNA分子的荧光信号(无需离心分离)。若DNA为半保留复制，下列叙述正确的是()A．第1代所有DNA分子仅显红色荧光B．第1代所有DNA分子同时显红绿双色荧光C．第2代所有DNA分子同时显红绿双色荧光D．第2代所有DNA分子仅显绿色荧光答案B解析第1代DNA分子由原双链(红色)分别作为模板，新合成的链使用Cy5－dNTP(绿色)，因此每个DNA分子含一条红链和一条绿链，会同时显红绿双色荧光，A错误，B正确；第2代DNA分子中，一半为红绿双链，另一半为双绿链(因新合成的链均用Cy5－dNTP)，C、D错误。7．(2026·鞍山模拟)已知果蝇(2n＝8)某个精原细胞中所有染色体的DNA双链均用15N标记，现将该精原细胞放在含有14N的培养基中培养，进行一次有丝分裂后产生两个精原细胞(记为A和B)，精原细胞A在含有14N的培养基中继续进行一次有丝分裂，产生的子细胞记为C，精原细胞B在含有14N的培养基中进行一次减数分裂，产生的子细胞记为D。下列叙述错误的是()A．精原细胞A进行到有丝分裂前期时，细胞中15N标记的染色体数和染色单体数相等B．精原细胞B在减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期的一个细胞中含有15N标记的染色体数相等C．细胞C中15N标记的DNA占比最小为0，最大为1D．所有的细胞D中，含有15N标记的DNA的细胞占比最小为1/2，最大为1答案B解析精原细胞A在有丝分裂前期时，每个染色体含两个姐妹染色单体，其中一条染色单体的DNA为15N/14N(含15N标记)，另一条为14N/14N(无15N标记)。此时，所有染色体均含有至少一个15N标记的DNA，故被15N标记的染色体数为8；含15N标记的染色单体数也为8(每个染色体仅一条染色单体被标记)，两者相等，A正确。精原细胞B进行减数分裂Ⅰ时，所有染色体含有的两个DNA分子均为15N/14N、14N/14N。在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，每个细胞含8条染色体(均含15N标记)；减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体分离，每个细胞仍含8条染色体，其中4条含有15N标记，B错误。细胞C由精原细胞A经第二次有丝分裂产生。第二次分裂时，每个染色体的两条姐妹染色单体随机分配：若所有染色体均分配到含15N标记的染色单体，则细胞C中所有DNA均含15N(占比为1)；若均分配到无15N标记的染色单体，则所有DNA均不含15N(占比为0)。因此，15N标记的DNA占比范围为0～1，C正确。精原细胞B进行减数分裂时，在减数分裂Ⅰ时，细胞中所有染色体中均含有一个DNA为15N/14N、一个DNA为14N/14N。减数分裂Ⅱ结束后，若子细胞D的染色体中均含有15N/14N，则另一个细胞D可均含有14N/14N，因此所有的细胞D中，含有15N标记的DNA的细胞占比最小为1/2，最大为1，D正确。8．(2026·重庆育才中学月考)现有性别决定方式为XY型的某纯合动物(2n＝12)。将其一个正常精原细胞(细胞中所有染色体的P元素都为32P)放在不含32P的培养液中先进行一次有丝分裂后再进行减数分裂，减数分裂某时期的细胞如图所示。图中仅显示部分染色体，①和②代表染色体。下列叙述正确的是()A．若此为减数分裂Ⅰ的图像，染色体①的姐妹染色单体上出现基因A和a，原因可能是基因突变或互换的结果B．若此为减数分裂Ⅰ的图像，该图细胞中含有4套遗传信息和6条含32P标记的染色体C．若此为减数分裂Ⅱ的图像，该细胞继续分裂形成的一个精细胞中含32P标记的染色体最多为6条D．使用32P标记该动物口腔上皮细胞溶酶体中的脱氧核苷酸，最终可能在该细胞染色体中检测到放射性答案C解析该动物为XY型的某纯合动物，①的姐妹染色单体上出现等位基因A和a，应是发生了基因突变，A错误；图中仅显示部分染色体，减数分裂Ⅰ时，经过DNA复制，此时细胞中含有4套遗传信息，精原细胞中所有染色体的P元素都为32P，在不含32P的培养液中先进行一次有丝分裂后再进行减数分裂，减数分裂时DNA分子复制一次，每条染色体中均有一条染色单体的一条DNA单链被32P标记，因此，共12条含32P标记的染色体，减数分裂Ⅰ结束同源染色体分离，每条染色体中均有一条染色单体的一条DNA单链被标记，但染色体数目减半，因此，减数分裂Ⅱ的前、中期带标记的只有6条染色体，后期着丝粒分裂后，共12条染色体，其中6条被标记，6条未被标记，因此，形成的一个精细胞中含32P标记的染色体最多为6条，B错误，C正确；溶酶体内进行物质的分解，分解后有用的物质可以被重新利用，但口腔上皮细胞已经高度分化，一般不会再复制，无法利用该脱氧核苷酸，D错误。9．(2025·巴中一模)5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)是一种核苷酸类似物，可被细胞吸收并用作DNA复制，在DNA复制过程中BrdU可与腺嘌呤配对。用Giemsa染料对复制后的染色体染色，DNA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。现用含BrdU的培养液培养分生区细胞。下列有关推测正确的是()A．BrdU与腺嘌呤脱氧核苷酸结构相似B．BrdU在有丝分裂的前期利用率最高C．经Giemsa染料染色后的细胞，第一次分裂中期染色单体均呈现深蓝色D．经Giemsa染料染色后的细胞，第二次分裂中期每条染色单体着色相同答案C解析BrdU是一种核苷酸类似物，可被细胞吸收并用作DNA复制，且在DNA复制过程中BrdU可与腺嘌呤配对，说明BrdU与胸腺嘧啶脱氧核苷酸结构相似，A错误；DNA复制发生在有丝分裂间期，所以BrdU在有丝分裂的间期利用率最高，B错误；第一次分裂中期，每条染色体的两条染色单体中，DNA的两条链都是一条含BrdU，一条不含BrdU(因为DNA半保留复制，第一次复制时，模板链不含BrdU，新合成链含BrdU)，所以经Giemsa染料染色后，染色单体均呈现深蓝色，C正确；第二次分裂中期，每条染色体的两条染色单体中，一条染色单体的DNA双链都含有BrdU(呈浅蓝色)，另一条染色单体的DNA一条链含有BrdU，一条链不含(呈深蓝色)，所以每条染色单体着色不同，D错误。10．(2026·南通阶段检测)将某动物(2n＝8)的一个精原细胞全部核DNA分子双链用32P标记，置于不含32P的培养液中，经过连续两次分裂后产生4个子细胞。下列叙述正确的是()A．若两次分裂为减数分裂，则减数分裂Ⅰ前期互换可导致非等位基因的自由组合B．若两次分裂为有丝分裂，则第二次分裂后期，1个细胞中被32P标记的染色体为8条C．若4个子细胞中所有染色体都被32P标记，则该4个子细胞具有相同的遗传组成D．若4个子细胞都含有被32P标记的染色体，则该细胞进行的是有丝分裂答案B解析减数分裂Ⅰ前期发生的互换属于同源染色体之间的基因重组，而“非等位基因的自由组合”发生在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离、非同源染色体自由组合时，A错误。若为有丝分裂，第一次分裂时DNA复制一次，所有染色体均含一条32P标记链；第二次分裂时DNA再次复制，但新链不含32P。第二次分裂后期，每个细胞中16条染色体中有8条含32P标记，B正确。若4个子细胞所有染色体均被32P标记，说明细胞第二次分裂未经历DNA复制(如减数分裂)，若发生了互换，子细胞遗传组成可能不同，C错误。若4个子细胞均含32P标记，可能是减数分裂(仅一次DNA复制，所有染色