Question

某研究小組用同位素標(biāo)記法驗(yàn)證DNA分子的半保留復(fù)制，實(shí)驗(yàn)材料選擇蠶豆根尖（2n=12）．請根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容回答有關(guān)問題：
（1）該研究需要觀察細(xì)胞有絲分裂中期的染色體，為了確定中期持續(xù)的時間，研究者先做了一個預(yù)備驗(yàn)．
①制作蠶豆根尖細(xì)胞的有絲分裂臨時裝片的基本步驟：取材→

 

→漂洗→染色→壓 片．染色時，應(yīng)該使用

 

（填“酸性”或“堿性”）染液．
②如表是觀察臨時裝片的三個視野的統(tǒng)計結(jié)果．已知蠶豆根尖細(xì)胞在適宜條件下進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞周期為11.4h，由此可估算分裂中期經(jīng)歷的時間為

 

h．

	視野1	視野2	視野3
細(xì)胞總數(shù)（個）	128	132	139
中期細(xì)胞數(shù)（個）	8	6	7

（2）實(shí)驗(yàn)步驟一：首先用含3H標(biāo)記物的培養(yǎng)液處理蠶豆根尖細(xì)胞，標(biāo)記DNA分子的雙鏈，然后將這些根尖細(xì)胞移入普通培養(yǎng)液（不含放射性元素）中，再讓細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂．處理根尖細(xì)胞的³H標(biāo)記物最可能是

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟二：通過放射自顯影技術(shù)觀察每次有絲分裂中期染色體的標(biāo)記情況．如果DNA分子復(fù)制屬于半保留復(fù)制，染色體的標(biāo)記會有三種情況（如圖1所示），那么在普通培養(yǎng)液中第一次、第二次、第三次有絲分裂中期，細(xì)胞中染色體的標(biāo)記情況依次是

 

（請在下列A～E選項中選擇）．
A.12個a    B.12個b    C.6個a，6個b   D.6個b，6個c   E．b+c=12個，但b和c數(shù)目不確定
（4）驗(yàn)證DNA分子的半保留復(fù)制還可以采用密度梯度離心法．請參照圖2中的①②③，在④中標(biāo)出第二次有絲分裂后期細(xì)胞中的DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：DNA分子的復(fù)制,觀察細(xì)胞的有絲分裂

專題：

分析：1、制作有絲分裂臨時裝片的基本步驟：取材→解離→漂洗→染色→壓片．觀察到的不同時期細(xì)胞數(shù)目的多少反映出各時期經(jīng)歷的時間長短．
2、分析圖1，在普通培養(yǎng)液中第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞的DNA分子中僅有1條鏈被標(biāo)記，故第二次有絲分裂中期時，每條染色體的2條染色單體中僅有1條染色單體具有放射性；在有絲分裂后期時姐妹染色單體分開形成兩條子染色體隨機(jī)移向細(xì)胞的兩極，即第二次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中具體放射性的染色體數(shù)目不能確定；所以在第三次有絲分裂中期的細(xì)胞中有的染色體僅有1條染色單體具有放射性，有的染色體無放射性，但二者之和肯定為12．
3、DNA分子復(fù)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(fù)制．

解答： 解：（1）①制作蠶豆根尖細(xì)胞的有絲分裂臨時裝片的基本步驟：取材→解離→漂洗→染色→壓片．染色時，應(yīng)該使用龍膽紫或醋酸洋紅液等堿性染液．
     ②據(jù)表格分析，細(xì)胞總數(shù)的平均值為（128+132+139）÷3=133個，中期細(xì)胞數(shù)的平均值為（8+6+7）÷3=7個，細(xì)胞周期為11.4h，由此可估算分裂中期經(jīng)歷的時間為

7

133

×11.4=0.6h．
（2）由于細(xì)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(xì)胞的³H標(biāo)記物最可能是胸腺嘧啶脫氧核苷酸．
（3）根據(jù)題意可知，親代DNA分子雙鏈用³H標(biāo)記，由于DNA分子為半保留復(fù)制，因此親代細(xì)胞中染色體經(jīng)過復(fù)制后兩條姐妹染色單體均有標(biāo)記，如圖a；
第一次有絲分裂結(jié)束后產(chǎn)生的子細(xì)胞中每條染色體上的DNA分子均有一條鏈被標(biāo)記，該細(xì)胞再經(jīng)過復(fù)制，一條染色體上的兩條染色單體只有一條有標(biāo)記，如圖b；
由于第二次有絲分裂后期時兩條子染色體隨機(jī)移向細(xì)胞的兩極，因此第二次分裂結(jié)束后產(chǎn)生的子細(xì)胞中的具有放射性的染色體的數(shù)目不確定，可能是0條，最多可能是12條；該細(xì)胞再經(jīng)過染色體的復(fù)制，染色體可能有兩種情況，即圖b和圖c，但是不能確定b、c各自確切的數(shù)目，而細(xì)胞中的染色體數(shù)目肯定是12條，即b+c=12個．故選：A、B、E．
（4）由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，所以復(fù)制兩次后，含³H標(biāo)記的DNA占

2

8

=

1

4

，不含³H標(biāo)記的DNA占

3

4

．因此，處于第二次分裂后期細(xì)胞中的染色體DNA進(jìn)行離心，DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置為：

故答案為：
（1）①解離     堿性
     ②0.6
（2）胸腺嘧啶脫氧核苷酸
（3）A、B、E
（4）

點(diǎn)評：本題考查有絲分裂的實(shí)驗(yàn)、DNA半保留復(fù)制和有絲分裂過程中染色體的行為變化的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點(diǎn)、識圖分析能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題的能力，具備設(shè)計簡單生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力，并能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析的能力．第（3）題考生應(yīng)從第一次分裂情況逐次考慮，并且染色單體在分離時是隨機(jī)平均分配到兩個子細(xì)胞中的；在分析過程中能夠緊扣DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)．