DNA復制在細胞分裂試題解法之我見

胡潘

摘 要：“DNA 分子的復制”在我們四川考試大綱中屬于理解層次，要求能在較復雜的情景中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。本文就DNA復制在細胞分裂試題中的考查點逐一例析，以期開闊思路，提升能力。

關鍵詞：DNA復制；細胞分裂；考查點

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）07-256-02

一、考查染色體放射性標記的情況

例1蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養基中繼續分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是（B）

A、每條染色體的兩條單體都被標記

B、每條染色體中都只有一條單體被標記

C、只有半數的染色體中一條單體被標記

D、每條染色體的兩條單體都不被標記

解析：假設未標記的根尖細胞的一條染色體表示為（AA）， AA表示兩條不含有3H標記的DNA鏈，該染色體復制后在分裂前期、中期可表示為（Aa）×（Aa），×表示兩條染色單體連接在一起，a表示新合成的具有3H標記的子鏈，后期染色體則可表示為（Aa），第一次細胞分裂后子細胞中的染色體可以表示為（Aa），在不含放射性標記的培養基中繼續分裂至中期，其染色體可以表示為（AA） ×（Aa），即每條染色體中都只有一條單體被標記。

總結：未進行放射性標記的某細胞在含有放射性物質的培養基中，第一次分裂時，前期、中期細胞內每條染色體的兩條單體均被標記，后期細胞內每條染色體都有標記（其DNA的一條鏈有標記）。然后，在不含放射性物質的培養基中進行第二次分裂時，細胞內前期、中期每條染色體中有一條單體有標記，而后期細胞內只有半數的染色體具有標記。

二、考查某分裂時期有放射性的染色體數目

例2用32P標記了玉米體細胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，在第二次細胞分裂的中期、后期，一個細胞中的染色體條數和被32P標記的染色體條數分別是（C）

A.中期20和20、后期40和10 B.中期20和10、后期40和20

C.中期20和20、后期40和20 D.中期20和10、后期40和10

解析：假定標記的玉米體細胞中的某染色體表示為（AA），AA表示兩條含有32P標記的DNA鏈，a表示新合成的不具有32P標記的子鏈，在不含32P的培養基中該細胞第一次分裂，染色體復制后在分裂前期、中期可表示為（ Aa）×（Aa），×表示兩條染色單體連接在一起，后期著絲點分裂后則表示為（Aa），第一次細胞分裂后子細胞中的染色體可以表示為（Aa），接著復制后到第二次細胞分裂的中期其染色體可以表示為（Aa） ×（aa），后期著絲點分裂后，一條為（Aa），一條為（aa）。因此，在第二次細胞分裂的中期，所有染色體都被標記，后期有一半的染色體被標記，也就是說，在第二次分裂中期和后期被32P標記的染色體條數分別是20和20。

總結：全部染色體都有放射性標記的某細胞（含有m條染色體）在不含有放射性物質的培養基中，第一次分裂時，前期、中期細胞內有標記的染色體為m條，后期細胞內有標記的染色體為2m條（其DNA的一條鏈有標記）。第二次分裂時，細胞內前期、中期有標記的染色體為m條，而后期細胞內具有標記的染色體為m條。

三、考查具有放射性的子細胞比例

例3現將含有兩對同源染色體且核DNA都已用32P標記的一個細胞，放在不含有32P的培養基中培養，若該細胞連續進行4次有絲分裂，則含32P的子細胞數量最少和最多分別是（B）

A.2、16 B.2、8 C.4、8 D.4、16

解析：根據題意，細胞內共有4條染色體，DNA雙鏈被標記（共8條鏈），這8條鏈將分布在8個子染色體中。細胞連續分裂四次，將出現16個子細胞，第一次分裂時產生的兩個子細胞的所有染色體均有放射性，而以后的分裂中，如果帶有放射性的染色體全部進入一個子細胞，則最少有2個細胞含有32P；如果8條標有32P的鏈分別分配到8個子細胞中，則最多8個細胞含有32P。

總結：一個細胞中的所有染色體（假定染色體數目為m）上的DNA分子被放射性標記后，經過n次細胞分裂，產生的子細胞數目為2n，帶放射性的染色體總數為2m，子細胞中帶放射性的比例情況如下：

①若2n≤2m，則帶放射性的子細胞最大比例為1（每個子細胞中至少有1條放射性染色體），最小比例為1/2n-1（有放射性的染色體集中分布在2個子細胞中）。

②若2n﹥2m，則帶放射性的子細胞最大比例為m/2n-1（每個子細胞中最多有1條放射性染色體），最小比例為1/2n-1（有放射性的染色體集中分布在2個子細胞中）。

四、考查突變基因的走向

例4若一個卵原細胞的一條染色體上，β-珠蛋白基因編碼區中一個A替換成T，則由該卵原細胞產生的卵細胞攜帶該突變基因的概率是____。

解析：將β-珠蛋白基因的兩條鏈表示為BB，同時也將（BB）代表其所在的染色體。其中一條鏈的A替換成T，記作b，以b為模板復制出來的基因異常，記作bb，則復制后的該染色體可表示為（bb）×（BB），×表示兩條染色單體連接在一起，由于減數第一次分裂后期同源染色體分離，該染色體進入次級卵母細胞的概率為1/2，由于減數第二次分裂后期，染色單體分開，染色單體（bb）進入卵細胞的概率為1/2，由該卵原細胞產生的卵細胞攜帶該突變基因的概率是1/4。

總結：如果某個基因的一條鏈突變，則復制的基因中一半正常，一半異常。減數第一次分裂后期同源染色體分離具隨機性，1對同源染色體中的每條染色體移向某一極的概率為1/2。有絲分裂后期染色單體分開后移向兩極時也是隨機的，1對姐妹染色單體中的每條移向某一極的概率為1/2。

鞏固練習：

1、假定體細胞的染色體數是10，將體細胞放入含有3H-胸腺嘧啶的培養液中培養，請推測其中一個細胞進行一次DNA復制后，該細胞分裂后期將有____條染色體被標記。

2、用32P標記了小鼠一個精原細胞（含40條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，在減數第二次分裂的中期、后期，被32P標記的染色體條數分別是____。該精原細胞形成的四個精細胞中具有放射性的比例為____。（不考慮交叉互換）

3、取染色體被32P標記的蛙（正常體細胞有26條染色體）的精子與未標記的卵細胞受精，不考慮染色體變異，則第二次卵裂結束及原腸胚時期，最多分別有____個和____個細胞有放射性。

答案：1、20 2、20、40 100% 3、4和26