《2025年教材全解高中生物必修第二册人教版》

【例】 将某精原细胞($2n=8$)的 DNA 用 $^{15}N$ 标记后置于含 $^{14}N$ 的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂，并检测分裂过程和分裂后细胞中的情况。下列推断正确的是(D)
A.若这两次分裂为有丝分裂，则含 $^{15}N$ 染色体的子细胞所占比例一定为 $1/2$
B.若这两次分裂为有丝分裂，则第二次分裂中期的每个细胞中含 $^{14}N$ 的染色单体有 8 条
C.若这两次分裂为减数分裂，则减数分裂Ⅰ中期含 $^{14}N$ 的染色单体有 8 条
D.若这两次分裂为减数分裂，则子细胞中每条染色体均含 $^{15}N$

答案：
解析
(1)该精原细胞若进行两次有丝分裂，则进行两次DNA 的复制，其染色体中的 DNA 标记情况如图甲所示(以 1 条染色体为例)：

第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有染色体上的 DNA 均呈杂合状态，即 “$^{15}N/^{14}N-DNA$”，第二次有丝分裂复制后的染色体上两条染色单体中只有一条染色单体含有 $^{15}N$，为 “$^{15}N/^{14}N-DNA$”，而另一条染色单体只含有 $^{14}N$，为 “$^{14}N/^{14}N-DNA$”，故中期时每条染色单体上均含 $^{14}N$，在后期时两条染色单体分离后移向两极是随机的，所以最终形成的子细胞的染色体中可能都含有 $^{15}N$，也可能不含 $^{15}N$，含有 $^{15}N$ 的染色体数是 $0 \sim 8$ 条。连续两次分裂形成的 4 个子细胞中含 $^{15}N$ 染色体的细胞数可能为 4 个、3 个、2 个，所占比例可能为 $1、3/4、1/2$。
(2)该精原细胞若进行减数分裂，则只进行了一次 DNA 的复制，其染色体中的 DNA 标记情况如图乙所示(以 1 对同源染色体为例)：

由图乙可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂 2 次，但 DNA 只复制 1 次，所以减数分裂Ⅰ中期含 $^{14}N$ 的染
【方法】DNA 只复制 1 次，不管如何分裂，最终每个 DNA 均含一条亲代链、一条新合成的链色单体有 16 条，得到的 4 个子细胞中所有 DNA 均呈杂合状态，即 “$^{15}N/^{14}N-DNA$”。
答案 D