DNA复制相关计算与细胞分裂中的染色体标记问题(微专题)高一生物(人教版2019必修2)
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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
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落实必备知识 强化关键能力 SzLwhห้องสมุดไป่ตู้
5.用32P标记了某玉米体细胞(正常体细胞含20条染色体)的DNA分子双链， 再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，完成了两次细胞分裂。下列 有关叙述错误的是 A.在第一次细胞分裂的中期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染
考点一一 DNA复制相关计算
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动动手：画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的DNA复制过程
亲代
15N
15N
（标出每条链是15N还是14N）
第一代
15N
14N
14N
15N
21
第二代
14N
14N 14N
14N
22
第三代
23
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无论DNA复制多少次，含有15N-DNA分子永远只有 两 个
√C.GH段细胞中含32P的染色体一定有8条
D.IJ段细胞中含32P的染色体可能有8条
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9．(2022·长沙雅礼中学模拟)如图表示某生物的精原细胞在条件X下最终形成了 四个细胞，条件X可能是①精原细胞某一对同源染色体中的一条染色体上的DNA双链 均被15N标记；②精原细胞某一对同源染色体中的两条染色体上的DNA双链均被15N标 记；③进行减数分裂；④进行有丝分裂。下列有关说法正确的是
S子z 细L w胞h 的所有染色体都含15N。
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7.假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA分子均用15N标记，然后
培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精子中，
含15N标记的精子数目为
√ A.1 B.2 C.4 D.3
第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA； 第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能 子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。 规律总结:若只复制一次，产生的子染色体都带有标记，若复制两次，产生的子染色体只
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考点一一 DNA复制相关计算
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2 脱氧核苷酸链数
亲代DNA分子经 n 次复制后，则
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数： 2n+1条
②亲代脱氧核苷酸链数： 2条
③新合成的脱氧核苷酸链数： 2n+1-2条
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考点一一 DNA复制相关计算
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3 消耗的脱氧核苷酸数
√C．含有放射性的子代DNA分子的两条链都有放射性 D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
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2.(2022·江门高三月考)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占 35%。现将该DNA分子片段用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复 制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产 物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是 ( )
√C.该DNA分子第3次复制时需要消耗2 800个G
D.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为7/8
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二 有丝分裂中染色体的标记情况
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1 DNA复制后DNA分子存在位置与去向
(1)2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子 DNA位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，如图所示：
(2)子DNA去向：在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，当着丝粒分裂时，两 条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。
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二 有丝分裂中染色体的标记情况
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2 过程图解 :用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两
次有丝分裂，情况如图所示：
色体数分别是20和20
√B.在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染 色体数分别是40和40 C.在第一次分裂完成后，形成的两个子细胞中染色体上的DNA都是有一
条链含32P，另一条链不含32P D.在第二次分裂完成后，形成的四个子细胞中含32P的染色体数从0到20
都有可能
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有一半带有标记。
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4. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个 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
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则
（1）则经过n次复制共需要消耗该脱氧 核苷酸个数为： m（ 2n-1）
（2）第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸 个数为： m（ 2n-2n-1）= m × 2n-1
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“DNA复制了n次”PK“第n次复制”
碱基是“对”PK“个” “DNA分子数”PK“链数”，
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8. (2022·吉林通化高一期中)如图A点时用32P标记果蝇精原细胞所有DNA 的双链，然后置于只含31P的培养液中培养，发生了a、b连续两个分裂过 程。下列相关叙述，正确的是 A.CD段细胞中一定有2条Y染色体 B.GH段细胞中可能有两条Y染色体
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三 减数分裂中染色体的标记情况
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用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减
数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
规律总结：在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，所
以四个子细胞中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N－DNA，
D．无法确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期非同源染色体自由组合
解析：由于DNA的半保留复制，含有标记的DNA分子在未标记的原料中连续 复制两次，带有放射性标记的DNA分子数与所有细胞总DNA分子数的比例将逐代 减少，含有放射性的细胞数量与所有细胞数量之比不一定逐代减少，A错误，B正 确；有丝分裂后期姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞中，第一次分裂产生 的子细胞都含有放射性，但第二次分裂后含有放射性的细胞数目无法确定，C错 S z 误L w；h 受精卵进行有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。
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新人教版必修二《遗传与进化》
微专题四 DNA复制相关计算与 细胞分裂中的染色体标记问题
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15N 15N
14N复制 15N14N
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CONTENTS
新教材 新高考
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一 DNA复制相关计算 二 有丝分裂中染色体的标记情况 三 减数分裂中染色体的标记情况
胞嘧啶脱氧核苷酸参加。
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1.(2022·泰安月考)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺 嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104 B．复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
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解析：若只标记了某一对同源染色体中的一条染色体上的DNA双链，进行减数分裂时， DNA只复制一次，在减数分裂Ⅰ中随着同源染色体分开，被15N标记的染色体只能进入一个次 级精母细胞中，A错误；若精原细胞某一对同源染色体中的两条染色体上的DNA双链均被15N 标记，那么减数分裂Ⅰ时该对同源染色体中的四条染色单体都被15N标记，则减数分裂Ⅱ后期 时两个次级精母细胞均含有两条被15N标记的染色体，B正确；若精原细胞某一对同源染色体中 的一条染色体上的DNA双链均被15N标记，经减数分裂产生的四个精细胞中，只有两个精细胞 含有被15N标记的染色体，C错误；若精原细胞某一对同源染色体中的两条染色体上的DNA双 链均被15N标记，进行有丝分裂时，第一次有丝分裂产生的两个细胞中都含有一条DNA单链被 15N标记的染色体，在第二次有丝分裂中期，被标记的染色体中的两条姐妹染色单体中，只有 一条姐妹染色单体含15N标记，另一条不含15N标记，有丝分裂后期染色体向细胞两极移动是随 机的，因此产生的子细胞中可能含15N标记也可能不含15N标记，D错误。
“含”PK“只含”
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下图是DNA的复制图解，请据图回答下列问题。 (1)将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧 核苷酸培养液中，连续分裂4次，问含14N的DNA细胞占 总细胞数的_1_0_0_%_。含15N的DNA细胞占总细胞数的_1_2_.5_%__。 (2)已知原来DNA中有100个碱基对，其中A40个， 则复制4次，在复制过程中将需要___9_0_0_____个游离的
根据DNA分子复制的过程可知，模板链是含15N的DNA链，原料是含 14N的脱氧核苷酸，复制一次后，每个DNA分子都是一条链含有15N， 另一条链含有14N，因此在减数分裂产生的四个精子中，每一个精子 中的DNA组成都是一条链含15N，另一条链含14N，所以减数分裂形 成的四个精子中所有的DNA均含有15N，C正确。
考点一一 DNA复制相关计算
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1 DNA分子数
亲代DNA分子经n次复制后，则
①子代DNA分子数： 2n个 ②含亲代母链的DNA分子数： 2个 ③只含亲代母链的DNA分子数：0个 ④不含亲代母链的DNA分子数： 2n-2个 ⑤含亲代母链的DNA分子数与子代DNA
分子数之比为： 2/ 2n
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某生物的精原细胞 2N＝4 条――件→X 四个细胞
A．若条件X为①③，则处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞中均含被15N 标记的染色体
√B．若条件X为②③，则处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞中均含有两条
被15N标记的染色体
C．若条件X为①③，则产生的四个精细胞一定均含被15N标记的染色体
S z L wDh．若条件X为②④，则产生的四个子细胞一定均含被15N标记的染色体
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6．核DNA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞受精后，在不含放射性标记 的培养基中连续分裂两次，下列分析正确的是
A．放射性细胞数量与所有细胞数量之比逐代减少
√B．放射性DNA分子数与所有细胞总DNA分子数之比逐代减少
C．可以确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期姐妹染色单体均分到两极
A．X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3 B．Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个
√C．第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/2 D．W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
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3.(2022·广东高三模拟)一个被15N标记的、含1 000个碱基对的DNA分子片 段，其中一条链中T＋A占30%，若将该DNA分子放在含14N的培养基中 连续复制3次，相关叙述正确的是 A.该DNA分子的另一条链中T＋A占70% B.该DNA分子中含有A的数目为400个
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5.用32P标记了某玉米体细胞(正常体细胞含20条染色体)的DNA分子双链， 再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，完成了两次细胞分裂。下列 有关叙述错误的是 A.在第一次细胞分裂的中期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染
考点一一 DNA复制相关计算
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动动手：画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的DNA复制过程
亲代
15N
15N
（标出每条链是15N还是14N）
第一代
15N
14N
14N
15N
21
第二代
14N
14N 14N
14N
22
第三代
23
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无论DNA复制多少次，含有15N-DNA分子永远只有 两 个
√C.GH段细胞中含32P的染色体一定有8条
D.IJ段细胞中含32P的染色体可能有8条
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9．(2022·长沙雅礼中学模拟)如图表示某生物的精原细胞在条件X下最终形成了 四个细胞，条件X可能是①精原细胞某一对同源染色体中的一条染色体上的DNA双链 均被15N标记；②精原细胞某一对同源染色体中的两条染色体上的DNA双链均被15N标 记；③进行减数分裂；④进行有丝分裂。下列有关说法正确的是
S子z 细L w胞h 的所有染色体都含15N。
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7.假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA分子均用15N标记，然后
培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精子中，
含15N标记的精子数目为
√ A.1 B.2 C.4 D.3
第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA； 第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能 子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。 规律总结:若只复制一次，产生的子染色体都带有标记，若复制两次，产生的子染色体只
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考点一一 DNA复制相关计算
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2 脱氧核苷酸链数
亲代DNA分子经 n 次复制后，则
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数： 2n+1条
②亲代脱氧核苷酸链数： 2条
③新合成的脱氧核苷酸链数： 2n+1-2条
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3 消耗的脱氧核苷酸数
√C．含有放射性的子代DNA分子的两条链都有放射性 D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
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2.(2022·江门高三月考)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占 35%。现将该DNA分子片段用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复 制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产 物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是 ( )
√C.该DNA分子第3次复制时需要消耗2 800个G
D.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为7/8
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二 有丝分裂中染色体的标记情况
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1 DNA复制后DNA分子存在位置与去向
(1)2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子 DNA位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，如图所示：
(2)子DNA去向：在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，当着丝粒分裂时，两 条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。
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二 有丝分裂中染色体的标记情况
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2 过程图解 :用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两
次有丝分裂，情况如图所示：
色体数分别是20和20
√B.在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染 色体数分别是40和40 C.在第一次分裂完成后，形成的两个子细胞中染色体上的DNA都是有一
条链含32P，另一条链不含32P D.在第二次分裂完成后，形成的四个子细胞中含32P的染色体数从0到20
都有可能
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有一半带有标记。
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4. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个 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
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则
（1）则经过n次复制共需要消耗该脱氧 核苷酸个数为： m（ 2n-1）
（2）第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸 个数为： m（ 2n-2n-1）= m × 2n-1
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“DNA复制了n次”PK“第n次复制”
碱基是“对”PK“个” “DNA分子数”PK“链数”，
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8. (2022·吉林通化高一期中)如图A点时用32P标记果蝇精原细胞所有DNA 的双链，然后置于只含31P的培养液中培养，发生了a、b连续两个分裂过 程。下列相关叙述，正确的是 A.CD段细胞中一定有2条Y染色体 B.GH段细胞中可能有两条Y染色体
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三 减数分裂中染色体的标记情况
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用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减
数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
规律总结：在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，所
以四个子细胞中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N－DNA，
D．无法确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期非同源染色体自由组合
解析：由于DNA的半保留复制，含有标记的DNA分子在未标记的原料中连续 复制两次，带有放射性标记的DNA分子数与所有细胞总DNA分子数的比例将逐代 减少，含有放射性的细胞数量与所有细胞数量之比不一定逐代减少，A错误，B正 确；有丝分裂后期姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞中，第一次分裂产生 的子细胞都含有放射性，但第二次分裂后含有放射性的细胞数目无法确定，C错 S z 误L w；h 受精卵进行有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。
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15N 15N
14N复制 15N14N
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一 DNA复制相关计算 二 有丝分裂中染色体的标记情况 三 减数分裂中染色体的标记情况
胞嘧啶脱氧核苷酸参加。
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1.(2022·泰安月考)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺 嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104 B．复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
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解析：若只标记了某一对同源染色体中的一条染色体上的DNA双链，进行减数分裂时， DNA只复制一次，在减数分裂Ⅰ中随着同源染色体分开，被15N标记的染色体只能进入一个次 级精母细胞中，A错误；若精原细胞某一对同源染色体中的两条染色体上的DNA双链均被15N 标记，那么减数分裂Ⅰ时该对同源染色体中的四条染色单体都被15N标记，则减数分裂Ⅱ后期 时两个次级精母细胞均含有两条被15N标记的染色体，B正确；若精原细胞某一对同源染色体中 的一条染色体上的DNA双链均被15N标记，经减数分裂产生的四个精细胞中，只有两个精细胞 含有被15N标记的染色体，C错误；若精原细胞某一对同源染色体中的两条染色体上的DNA双 链均被15N标记，进行有丝分裂时，第一次有丝分裂产生的两个细胞中都含有一条DNA单链被 15N标记的染色体，在第二次有丝分裂中期，被标记的染色体中的两条姐妹染色单体中，只有 一条姐妹染色单体含15N标记，另一条不含15N标记，有丝分裂后期染色体向细胞两极移动是随 机的，因此产生的子细胞中可能含15N标记也可能不含15N标记，D错误。
“含”PK“只含”
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下图是DNA的复制图解，请据图回答下列问题。 (1)将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧 核苷酸培养液中，连续分裂4次，问含14N的DNA细胞占 总细胞数的_1_0_0_%_。含15N的DNA细胞占总细胞数的_1_2_.5_%__。 (2)已知原来DNA中有100个碱基对，其中A40个， 则复制4次，在复制过程中将需要___9_0_0_____个游离的
根据DNA分子复制的过程可知，模板链是含15N的DNA链，原料是含 14N的脱氧核苷酸，复制一次后，每个DNA分子都是一条链含有15N， 另一条链含有14N，因此在减数分裂产生的四个精子中，每一个精子 中的DNA组成都是一条链含15N，另一条链含14N，所以减数分裂形 成的四个精子中所有的DNA均含有15N，C正确。
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1 DNA分子数
亲代DNA分子经n次复制后，则
①子代DNA分子数： 2n个 ②含亲代母链的DNA分子数： 2个 ③只含亲代母链的DNA分子数：0个 ④不含亲代母链的DNA分子数： 2n-2个 ⑤含亲代母链的DNA分子数与子代DNA
分子数之比为： 2/ 2n
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某生物的精原细胞 2N＝4 条――件→X 四个细胞
A．若条件X为①③，则处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞中均含被15N 标记的染色体
√B．若条件X为②③，则处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞中均含有两条
被15N标记的染色体
C．若条件X为①③，则产生的四个精细胞一定均含被15N标记的染色体
S z L wDh．若条件X为②④，则产生的四个子细胞一定均含被15N标记的染色体
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6．核DNA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞受精后，在不含放射性标记 的培养基中连续分裂两次，下列分析正确的是
A．放射性细胞数量与所有细胞数量之比逐代减少
√B．放射性DNA分子数与所有细胞总DNA分子数之比逐代减少
C．可以确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期姐妹染色单体均分到两极
A．X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3 B．Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个
√C．第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/2 D．W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
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3.(2022·广东高三模拟)一个被15N标记的、含1 000个碱基对的DNA分子片 段，其中一条链中T＋A占30%，若将该DNA分子放在含14N的培养基中 连续复制3次，相关叙述正确的是 A.该DNA分子的另一条链中T＋A占70% B.该DNA分子中含有A的数目为400个