Question

为验证DNA的半保留复制，科学家设计了如下实验：用含³H标记物的培养基处理蚕豆根尖细胞（2n=12），待其完成一次分裂后移入含有秋水仙素的普通培养液中，再让细胞连续分裂两次，通过放射自显影技术检验分裂期细胞染色体的放射性．据此实验分析回答：（秋水仙素作用不影响复制，但可抑制纺锤体的形成）
（1）实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的

 

区，处理根尖细胞的³H标记物最可能是

 

．
（2）带上³H标记的根尖细胞移入含有秋水仙素的普通培养基中，连续分裂两次，则第二次分裂前期细胞中有

 

条染色体．如果DNA的半保留复制假设成立，实验结果应为：第一次分裂中期染色体全部都显示放射性，其中每个染色体的两条染色单体

 

；第二次分裂中期染色体和染色单体的放射性显示情况是：

 

．
（3）提取处于第二次分裂后期细胞中的染色体DNA进行离心，请参照右图①②③，在④中标出DNA分子可能出现在试管中的位置，并在括号中写出各自的比例．

Answer 1

考点：DNA分子的复制

专题：

分析：DNA分子复制时，以DNA的两条链为模板，合成两条新的子链，每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链，称为半保留复制．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答： 解：（1）蚕豆根尖包括根冠、分生区、伸长区和成熟区，但只有分生区细胞具有分裂能力．由于细胞中的DNA和RNA都含有碱基A、G、C，T是DNA特有的，U是RNA特有的，所以处理根尖细胞的³H标记物最可能是T胸腺嘧啶．
（2）由于秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使细胞中染色体数目加倍；又正常蚕豆根尖细胞中含12条染色体，所以根尖细胞第二次分裂前期细胞中有24条染色体．根据DNA的半保留复制特点，第一次分裂中期染色体全部都显示放射性，其中每个染色体的两条染色单体一条显示放射性，另一条没有放射性；第二次分裂中期染色体和染色单体的放射性显示情况是染色体只有一半显示放射性，而显示放射性的每条染色体只有一条染色单体显示放射性．
（3）由于DNA分子的复制是半保留复制，所以复制两次后，含³H标记的DNA占

2

8

=

1

4

，不含³H标记的DNA占

3

4

．因此，处于第二次分裂后期细胞中的染色体DNA进行离心，DNA分子可能出现在试管中的位置为：

故答案为：
（1）分生区    胸腺嘧啶（或胸腺嘧啶脱氧核苷酸）
（2）24条    一条显示放射性，另一条没有放射性    染色体只有一半显示放射性，而显示放射性的每条染色体只有一条染色单体显示放射性
（3）处于第二次分裂后期细胞中的染色体DNA进行离心，DNA分子可能出现在试管中的位置为：

点评：本题考查DNA半保留复制的相关知识，意在考查学生理解所学知识的要点、识图分析能力和综合运用所学知识分析问题的能力，具备设计简单生物学实验的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析的能力．