内容正文:
微专题系列(五) DNA复制与细胞分裂中 染色体标记
第3章 基因的本质
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1.有丝分裂中子染色体标记分析
(1)过程图解(一般只研究一条染色体)
复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素):
转至含14N培养液中再培养一个细胞周期:
(2)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。
(2023·河南期末)选取大蒜(2n=16)的一个根尖细胞放在含32P的培养液中培养,待其完成两次细胞分裂后进行统计。下列叙述正确的是
A.可能有两个细胞中含32P,两个细胞中不含32P
B.可能每个细胞中既有含32P的染色体,也有不含32P的染色体
C.可能有两个细胞中的核DNA分子的两条链都含有32P
D.所有细胞中含32P的染色体均占染色体总数的
典例1
√
由于DNA分子复制的特点是半保留复制,经过一次细胞分裂后每个核DNA分子中一条链含32P,另一条链不含32P,形成的两个子细胞中都含有32P标记;第二次细胞分裂前的间期DNA分子复制完成后,每个细胞中的核DNA分子有半数两条链均含32P,另半数一条链含32P,另一条链不含32P;在第二次有丝分裂末期,两条链均含32P的DNA可能进入同一个子细胞,这样的子细胞最多会有两个,所形成的子细胞都含有32P标记,C正确,A、B、D错误。
2.减数分裂中染色体的标记情况
(1)过程图解(选取一对同源染色体)
①字母含义:A与a是一对同源染色体,A1与A2是A复制之后形成的姐妹染色单体,中间通过着丝粒相连;a1和a2同理。
②图形含义:一个圆角矩形代表一个细胞,里面的矩形代表染色体或染色单体,染色体或染色单体中的实线代表母链(原有链),虚线代表子链(新合成链)。
(2)标记情况分析
假设有一个细胞,DNA母链都被同位素标记,之后形成的子链不含有同位素标记,因为减数分裂中DNA只复制一次,所以产生的子细胞中每条染色体都有同位素标记。
特别提醒
1.一个DNA分子含两条DNA链,只要有一条DNA链带标记,该DNA分子便带标记。
2.每条染色体含一个或两个DNA分子,只要有一条DNA链带标记,该染色体便带标记。
3.每个细胞含多条染色体,每条染色体的情况是一样的,只需分析一条染色体(减数分裂时只需分析一对同源染色体)即可。
(2023·枣强县期末)将某二倍体动物精原细胞(2n=38)全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养,经过减数分裂最终得到4个子细胞,检测相应细胞中标记的情况。若不考虑互换和染色体变异,下列叙述错误的是
A.最终可能出现2个子细胞中含32P,2个不含32P的情况
B.最终可能出现3个子细胞中含32P,1个不含32P的情况
C.减数分裂Ⅰ得到的2个子细胞均含有32P
D.减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P
典例2
√
精原细胞全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养,经过减数分裂最终得到4个子细胞,由于DNA是半保留复制,细胞中DNA复制后每条染色体上有一条姐妹染色单体含32P,另一条姐妹染色单体不含32P。由于减数分裂Ⅰ发生同源染色体分离,因此经过减数分裂Ⅰ后得到的两个子细胞均含有32P,C正确;减数分裂Ⅱ发生姐妹染色单体的分离,最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况,也可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况,A、B正确;减数分裂Ⅱ后期细胞中一半染色体含32P,D错误。
针对练1.将DNA分子双链被3H标记的蚕豆(2n=12)根尖移入普通培养液
(不含放射性元素)中,让细胞连续分裂。第二次有丝分裂中期,一个细胞中染色体标记情况是
A.6个a,6个c B.12个b
C.6个b,6个c D.12个c
√
根据题意可知,亲代DNA分子双链用3H标记,由于DNA分子为半保留复制,因此亲代细胞中染色体经过第一次复制后两个姐妹染色单体均有标记,如图a;第一次有丝分裂结束后产生的子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被标记,该细胞中的染色体再经过第二次复制,一条染色体上的两个染色单体只有1个染色单体的一条链有标记,即只有1个染色单体有标记,如图b,因此在第二次有丝分裂中期,细胞中每条染色体上的两个染色单体均有一个带有标记,B正确。
针对练2.某一个DNA被32P标记的精原细胞在不含32P的培养液中经过一次有丝分裂,产生两个精原细胞,其中一个接着在不含32P 的培养液中进行一次减数分裂,其四分体时期的一对同源染色体上的DNA组成示意图正确的是
由题意可知,该精原细胞的1个DNA分子的2条脱氧核苷酸链都被32P标记,因此进行有丝分裂产生的两个子细胞中,每个细胞的每个DNA分子上都有一条链被