“染色體中ＤＮＡ復(fù)制圖解法”應(yīng)用案例

鄭英衛(wèi)

在歷年高考試題中，結(jié)合同位素標(biāo)記法，考查細(xì)胞分裂過程中某時(shí)期或某細(xì)胞中被標(biāo)記(或未標(biāo)記)的染色體比例的題目一直是學(xué)生失分較多的題目。“染色體中DNA復(fù)制圖解法”是解決這類題目的行之有效的方法。下面結(jié)合2個(gè)案例來說明“染色體中DNA復(fù)制圖解法”在這類題目的巧妙應(yīng)用。

1“染色體中DNA復(fù)制圖解法”圖例說明

1，1復(fù)制前或著絲點(diǎn)分裂后一條染色體含一個(gè)DNA分子

圖中每個(gè)矩形框代表復(fù)制前或著絲點(diǎn)分裂后的一條染色體，框內(nèi)兩條線代表一個(gè)雙鏈DNA分子。實(shí)線代表15N(或32P)標(biāo)記的DNA單鏈，虛線代表未被15N(或32p)標(biāo)記的DNA單鏈(含14N或31P的DNA單鏈)。

1，2復(fù)制后到著絲點(diǎn)分裂前一條染色體含兩個(gè)DNA分子

圖2中每?jī)蓚€(gè)矩形框通過一個(gè)圓連接在一起代表復(fù)制后到著絲點(diǎn)分裂前的一條染色體。圓代表著絲點(diǎn)，每個(gè)矩形框代表一條染色單體，框內(nèi)兩條線代表一個(gè)雙鏈DNA分子。實(shí)線代表15N(或32P)標(biāo)記的DNA單鏈，虛線代表未被15N(或32P)標(biāo)記的DNA單鏈(含14N或31P的DNA單鏈)。

2“染色體中DNA復(fù)制圖解法”應(yīng)用案例

【例1】用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的后期，一個(gè)細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體數(shù)是()

A，0條 B，10條

c，20條 D，40條

解析：玉米體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，在有絲分裂過程中，每條染色體的行為都是獨(dú)立的，而且是一致的。因此用一條染色體的變化就能體現(xiàn)有絲分裂過程中染色體的變化特點(diǎn)，則題目中玉米體細(xì)胞兩次有絲分裂過程中染色體和DNA的標(biāo)記情況可用圖3解析如下。

由圖3可知，第二次分裂后期，一條染色體著絲點(diǎn)分裂后形成的兩條染色體，一條被標(biāo)記(其實(shí)質(zhì)是該染色體的DNA分子上有一條鏈被標(biāo)記)，另一條未標(biāo)記，各占一半。由于有絲分裂過程中每條染色體的變化都相同，玉米體細(xì)胞中含20條染色體，在第二次分裂后期，一個(gè)玉米細(xì)胞中共有40條染色體，則被標(biāo)記的染色體是20條。答案選c。

變式1：用32P標(biāo)記了玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期，一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被。zP標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是(

)

A，中期20和20、后期40和20

B，中期20和10、后期40和20

c，中期20和20、后期40和10

D，中期20和10、后期40和10

答案：A。

【例2】果蠅一個(gè)精原細(xì)胞中的一個(gè)核DNA分子用15N標(biāo)記，在正常情況下，其減數(shù)分裂形成的精子中，含有15N的精子數(shù)占()

A，1／16 B，1／8

C，1／4 D，1／2

解析：減數(shù)分裂過程中，同源染色體要發(fā)生聯(lián)會(huì)和分離現(xiàn)象，因此要體現(xiàn)減數(shù)分裂過程中染色體中DNA的變化，至少要畫出一對(duì)同源染色體。果蠅中一個(gè)精原細(xì)胞中的一個(gè)核DNA分子用15N標(biāo)記，即果蠅4對(duì)同源染色體中有3對(duì)未標(biāo)記(畫圖時(shí)可略去)，另一對(duì)同源染色體中有一條染色體上DNA分子用15N標(biāo)記，則該精原細(xì)胞進(jìn)行正常減數(shù)分裂形成精細(xì)胞時(shí)，染色體和DNA的標(biāo)記情況可用圖4解析如下。

結(jié)合圖4分析，觀察產(chǎn)生的4個(gè)精細(xì)胞，答案選D。

變式2：若一個(gè)精原細(xì)胞的一對(duì)同源染色體的DNA分子用15N標(biāo)記，該細(xì)胞經(jīng)正常減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精細(xì)胞中，含標(biāo)記DNA分子的精細(xì)胞所占的比例為()

A，25％ B，50％

C，75％

D，100％

答案：D。