内容正文:
强化专题(四) DNA复制与细胞分裂
1.利用四步绘图法解决细胞分裂中DNA标记物分配问题
第一步
画出含一条(对)染色体的细胞图,下方画出该条(对)染色体上的1个DNA分子,用竖实线表示含标记状态
第二步
画出复制一次、分裂一次的子细胞染色体图,对应画出染色体中的DNA链,未被标记的新链用竖虚线(或波浪线)表示
第三步
再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的标记情况
第四步
若继续推测后期情况,可想象着丝点分裂,染色单体分开的局面,并进而推测子细胞染色体的情况。染色体中只要有一条脱氧核苷酸单链被标记,则认为该染色体含有放射性标记
2.DNA分子复制与染色体
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恰位于两条姐妹染色单体上,且由着丝点连在一起(如图所示)
子DNA去向
在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,当着丝点分裂时,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
3.细胞分裂中染色体标记情况分析
(1)有丝分裂中染色体标记情况
过程
图解
复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素):
转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期:
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,产生的子染色体只有一半带有标记
(2)减数分裂中染色体标记情况
过程
图解
减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象,如图(母链标记,培养液不含标记同位素):
规律
总结
由于减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,因此产生的子染色体都带有标记
【对点练】1.若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中,培养至第2次分裂中期。下列叙述正确的是( )
A.每条染色体中的两条染色单体均含3H
B.每个DNA 分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C.每个 DNA 分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H
D.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
解析:选A。若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中,在间期的S期DNA复制1次,所以第1次细胞分裂完成后得到的2个子细胞都是每一条染色体的DNA只有1条链被标记,培养至第2次分裂中期,每条染色体中的两条染色单体均含3H标记,有一半DNA分子只有一条脱氧核苷酸链含3H,另一半DNA分子两条脱氧核苷酸链均含3H,故A项正确,B、C、D项错误。
2.用特定的技术仅将位于果蝇(2n=8)精原细胞X、Y染色体上的DNA分子双链用15N标记,在不含15N的培养基中培养,细胞进行了两次分裂(只涉及一种分裂方式)。下列分析正确的是( )
A.若产生的四个子细胞都被标记,则分裂过程中细胞中最多可以有8条染色体
B.若产生的四个子细胞有3个被标记,则分裂过程中细胞中被标记的染色体最多有4条
C.若分裂过程中细胞出现了16条染色体,则最后被标记的子细胞可能有1个、2个、3个、4个
D.若最终产生的一个子细胞中只有1条染色体上的DNA被标记,该细胞进行的一定是减数分裂
解析:选B。若产生的四个子细胞都被标记,说明细胞进行的是减数分裂或有丝分裂,若进行的是有丝分裂,则分裂过程中细胞中最多可有16条染色体(有丝分裂后期),A错误。若产生的四个子细胞有3个被标记,则细胞进行有丝分裂,细胞中被标记的染色体在第一次有丝分裂后期、末期最多,有4条,B正确。若分裂过程中细胞出现了16条染色体,则细胞进行的是有丝分裂,经过两次分裂后被标记的子细胞可能有2个、3个、4个,C错误。若进行的是减数分裂,X和Y会分离,最终产生的一个子细胞中均只有1条染色体上的DNA被标记;若进行的是有丝分裂,最终产生的一个子细胞中可以有0条、1条或2条染色体上的DNA被标记,D错误。
3.在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是( )
A.1/2的染色体荧光被抑制
B.1/4的染色单体发出明亮荧光
C.全部DNA分子被BrdU标记
D.3/4的DNA单链被BrdU标记
解析:选D。DNA复制方式是半保留复制,第一次分裂结束后所有染色体的DNA分子中一条链不含BrdU,另外一条链含有BrdU;第二次分裂结束后有1/2的染色体上的DNA分子两条链均含有BrdU,1/2的染色体上的DNA分子中一条链不含BrdU,另外一条链含有BrdU