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放射性同位素标记和荧光标记与细胞增殖典例剖析一、荧光标记与细胞增殖1．（2009年江苏生物，15）对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是()A．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点B．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点C．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点D．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点2.（2011安徽合肥二模）在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。①③细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是A.①时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个B.③时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个C.②时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个D.图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常3.在荧光显微镜下观察被标记的小鼠的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色，两对基因位于两对常染色体上。下列不合理的是()A．视野中可以观察到3种不同特征的分裂中期的细胞B．初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿荧光点，各2个C．次级精母细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿荧光点，各1个D．若产生的精细胞中观察到3上荧光点，则最可能发生了染色体变异二、放射性同位素标记与细胞增殖1．（2010山东理综，7）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷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2．（2006北京理综，4）用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转人不含的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被标记的染色体条数分别是A．中期20和20、后期40和20B．中期20和10、后期40和20C．中期20和20、后期40和10D．中期20和10、后期40和10【变式1】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abc加BrdU中培养，在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中被32P标记的染色体数是（）A．0条B．10条C．20条D．40条3．(2011·黄冈)如果将含有1对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并提供14N的原料，则该精原细胞产生的四个精子中没有放射性同位素15N的有()A．0个B．1个C．2个D．4个4.现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞，放在不含32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的子细胞数量最少和最多分别是(不考虑交叉互换)]A.2，16B.2，8C.4，8D.4，165．(2010·启东模拟)某科学家用含32P的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，测得一个细胞中放射性含量变化如右图。下列判断不正确的是()A．CF不能表示一个细胞周期，但可用它计算一个细胞周期的时间B．AB可表示DNA散乱分布于纺锤体中央C．在细胞质中不可能检测到放射性D．着丝点分裂出现在BC和EF段6．如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用15N标记，并只供给精原细胞含14N的原料，则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中（不考虑交叉互换现象），含15N、14N标记的DNA分子的精子所占比例依次为()A．100%、0B．50%、50%C．50%、100D、100%、100%三、其他特殊标记与细胞增殖1．（2010深圳二模）BrdU能替代T与A配对，而渗入新合成的DNA链中。当用姬姆萨染料染色时，不含BrdU的链为深蓝色，含BrdU的链为浅蓝色。现将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养，下图a～c依次表示加入BrdU后连续3次细胞分裂中期，来自1条染色体的各染色体的显色情况（阴影表示深蓝色,非阴影为浅蓝色）。有关说法正确的是A．1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于2条染色体上B．b图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdUC．1个染色体形成2条染色单体时，DNA还没有复制D．c图中有2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含BrdU7．将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含3H的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂。下列有关说法正确的是（A．若进行有丝分裂，则子细胞含3H的染色体数一定为NB．若进行减数分裂，则子细胞含3H的DNA分子数为N/2C．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体彼此分离D．若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中可能发生基因重组3、（2006·湖北武汉一模）如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用15N标记，并只供给精原细胞含14N的原料，则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中，含15N、14N标记的DNA分子的精子所占比例依次为A、100%0B、50%50%C、50%100%D、100%100%4．科学研究表明：在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体在相同的位置上可能发生部分交换。某同学为了在显微镜下观察这一现象，便进行研究。收集的资料如下：Ⅰ.将细胞置于含有某种BrdU的培养基中培养，细胞能不断增殖。当DNA散乱分布于纺锤体中央时，BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA子链中。Ⅱ.由于BrdU掺入的情况不同，经特殊染色后，着色的深浅也不同。在染色单体中，若DNA的一条单链掺有BrdU则染色后着色深；若DNA的两条单链都掺有BrdU，则使DNA双螺旋程度降低，染色后着色浅。Ⅲ.将处于细胞周期中的中期细胞进行常规制片，经特殊染色后在显微镜下可观察到每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。根据资料该同学用洋葱根尖分生区细胞进行了如下实验操作。请回答下列问题：(1)完成实验：①配制培养基：在普通细胞培养基中添加BrdU。②培养：_______________________________________________________________。③制片：________________________________________________________________。④观察：用显微镜观察不同细胞中染色体的着色情况。(2)实验分析：①下列哪项不是本实验所运用的原理()A．DNA的半保留散乱分布于纺锤体中央B．植物的组织培养C．染色体被染色剂着色D．细胞分化②在显微镜下可观察到第二个细胞周期中期的染色体的现象是______________________________。③若要观察姐妹染色单体是否发生交换，最好选择第二个细胞周期中期的细胞，请描述可能观察到的现象：______________________________________________________________________________。④如果染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换，通常对生物的遗传是否有影响？________。请简述理由：__________________________________________________。【解析】本题的解题关键是理解四分体的组成。在减数第一次分裂的前期，复制后的同源染色体联会形成四分体，因此，1对等位基因复制后会在同源染色体相同位点上得到4个基因，染色后呈现相同颜色的4个荧光点。因此，这2对基因若位于1对同源染色体上，则该四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点；这2对基因若分别位于2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色荧光点，另1个四分体中出现4个绿色荧光点。【答案】B【解析】细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂间期，染色体完成复制，姐妹染色单体形成，此时的每条染色体均为由一个着丝点连接的两条姐妹染色单体组成，因此，处于有丝分裂前期、中期和后期的细胞中，以及初级精母细胞中，都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个。故C正确。【答案】C【解析】小鼠的精巢中，可进行有丝分裂和减数分裂，故A正确。细胞分裂间期，染色体复制完成，此时的每条染色体均含有两条姐妹染色单体，因此，处于有丝分裂前期、中期和后期的细胞中，以及初级精母细胞中，都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个。故B正确。减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此分离，所形成的每个次级精母细胞中仅含有一个染色体组，因此，应含有红或黄、蓝或绿色荧光点，各2个。减数第二次分裂后期，着丝点分裂，每一极都有红或黄、蓝或绿色荧光点，各1个，故C错误。【解析】由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每个染色单体含一个DNA分子，所以一半的染色单体含放射性。【答案】B【解析】体细胞的分裂方式是有丝分裂，子细胞与母细胞染色体数目相等。用32P标记了DNA分子双链，则细胞内20条染色体的DNA分子双链均被标记。第一次细胞分裂结束后，两个子细胞中的每个染色体的每个DNA分子均有一条链被标记。在第二次细胞分裂时，中期染色体数为20条，均含有被标记的DNA分子，含有40条染色单体（其中含有被标记DNA分子的染色单体为20条）；后期由于着丝点分裂，染色体数数目加倍为40条，含有被标记DNA分子的染色体为20条。答案】A【解析】在细胞分裂间期，DNA进行复制，由于实在不含32P的培养中，复制出来的DNA不含32P，因此，在第一次分裂结束后，每一个子细胞的20条染色体是由10条含32P和10条不含32P的。在第二次分裂，间期DNA复制，原本10条32P的染色体现在为20条，在第二次分裂的后期，着丝点已经分离，但细胞还未分为两个，所以32P的染色体还是20条。【答案】C【解析】根据题意，复制后的一对同源染色体的四个DNA分子中的每个DNA分子的一条链上都含有放射性同位素，故产生的四个精子均含有放射性同位素。本题选择A项。答案】A【解析】两对同源染色体含32P的DNA单链有8条，复制形成的每个染色单体都有一个DNA单链被32P标记，第一次分裂后形成的两个细胞都含有32P标记的四条单链，每个细胞再经过连续3次有丝分裂，分别带有32P的四条单链随机进入到8个子细胞中，因此含32P的细胞最少数是2，最多数是8【答案】B【解析】由题干可获取的主要信息有：①32P标记蚕豆根尖有丝分裂中DNA分子含量变化。②放射性含量是一个细胞内的变化情况，而不是细胞群体的放射性。间期进行物质合成，放射性开始增加，间期结束，放射性达最大，至分裂为两个子细胞，子细胞的放射性同原细胞基本相同。解答本题应先根据一个细胞内放射性变化情况判断细胞周期及其各个时期，再逐项分析。AD或DG表示一个完整的细胞周期，CF从时间上等同于一个细胞周期持续的时间，但不能表示一个细胞周期，故A项正确；AB段，放射性增大至最大，表示DNA散乱分布于纺锤体中央过程，故B项正确；线粒体中含有DNA，因此在细胞质中也能检测到放射性，故C项错误；BC段和EF段中放射性不变化，说明DNA含量未变，可表示前期、中期和后期，故D项正确。【答案】C【解析】因为DNA是半保留复制，在精原细胞复制形成初级精原细胞的时候，含15N的DNA双连打开，所以复制后形成的DNA中都是一条含14N的连和另外一条含15N的链，所以最后形成的四个精子中都是含有15N、14N标记的DNA分子的精子。【答案】D【解析】DNA分子的复制是半保留复制。复制后，每个DNA分