Question

為驗證DNA的半保留復制，科學家設計了如下實驗：用含³H標記物的培養基處理蠶豆根尖細胞（2n=12），待其完成一次分裂后移入含有秋水仙素的普通培養液中，再讓細胞連續分裂兩次，通過放射自顯影技術檢驗分裂期細胞染色體的放射性．據此實驗分析回答：（秋水仙素作用不影響復制，但可抑制紡錘體的形成）
（1）實驗所用的細胞材料最可能取自蠶豆根尖的

 

區，處理根尖細胞的³H標記物最可能是

 

．
（2）帶上³H標記的根尖細胞移入含有秋水仙素的普通培養基中，連續分裂兩次，則第二次分裂前期細胞中有

 

條染色體．如果DNA的半保留復制假設成立，實驗結果應為：第一次分裂中期染色體全部都顯示放射性，其中每個染色體的兩條染色單體

 

；第二次分裂中期染色體和染色單體的放射性顯示情況是：

 

．
（3）提取處于第二次分裂后期細胞中的染色體DNA進行離心，請參照右圖①②③，在④中標出DNA分子可能出現在試管中的位置，并在括號中寫出各自的比例．

Answer 1

考點：DNA分子的復制

專題：

分析：DNA分子復制時，以DNA的兩條鏈為模板，合成兩條新的子鏈，每個DNA分子各含一條親代DNA分子的母鏈和一條新形成的子鏈，稱為半保留復制．明確知識點，梳理相關的基礎知識，分析題圖，結合問題的具體提示綜合作答．

解答： 解：（1）蠶豆根尖包括根冠、分生區、伸長區和成熟區，但只有分生區細胞具有分裂能力．由于細胞中的DNA和RNA都含有堿基A、G、C，T是DNA特有的，U是RNA特有的，所以處理根尖細胞的³H標記物最可能是T胸腺嘧啶．
（2）由于秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使細胞中染色體數目加倍；又正常蠶豆根尖細胞中含12條染色體，所以根尖細胞第二次分裂前期細胞中有24條染色體．根據DNA的半保留復制特點，第一次分裂中期染色體全部都顯示放射性，其中每個染色體的兩條染色單體一條顯示放射性，另一條沒有放射性；第二次分裂中期染色體和染色單體的放射性顯示情況是染色體只有一半顯示放射性，而顯示放射性的每條染色體只有一條染色單體顯示放射性．
（3）由于DNA分子的復制是半保留復制，所以復制兩次后，含³H標記的DNA占

2

8

=

1

4

，不含³H標記的DNA占

3

4

．因此，處于第二次分裂后期細胞中的染色體DNA進行離心，DNA分子可能出現在試管中的位置為：

故答案為：
（1）分生區    胸腺嘧啶（或胸腺嘧啶脫氧核苷酸）
（2）24條    一條顯示放射性，另一條沒有放射性    染色體只有一半顯示放射性，而顯示放射性的每條染色體只有一條染色單體顯示放射性
（3）處于第二次分裂后期細胞中的染色體DNA進行離心，DNA分子可能出現在試管中的位置為：

點評：本題考查DNA半保留復制的相關知識，意在考查學生理解所學知識的要點、識圖分析能力和綜合運用所學知識分析問題的能力，具備設計簡單生物學實驗的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析的能力．