Question

蚕豆体细胞染色体数目²N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。实验的基本过程如下：

Ⅰ．将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。

Ⅱ．当 DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。

请回答相关问题：

（1）蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是__________；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是_______________。

（2）Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条，每个DNA分子中，有________条链带有放射性。

Ⅱ中，若观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次，该细胞含有________个染色体组。

（3）上述实验表明，DNA分子的复制方式是________。

Answer

（1）有丝分裂 抑制纺锤体的形成 （2）2 1 2 4 （3）半保留复制

【解析】（1）根尖细胞进行有丝分裂，用秋水仙素处理细胞时会抑制纺锤体的形成，从而使分开的染色体不能移向两极形成两个子细胞，使细胞染色体数目加倍。

（2）由于DNA分子的半保留复制，Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，以没有标记的DNA母链为模板，利用3H的胸腺嘧啶核苷作为原料，因此复制形成的每个DNA分子中有1条链带有放射性，并且每条染色体上两条染色单体都带有放射性。Ⅱ中，开始亲代DNA分子双链都被3H标记，而后来一个细胞具有24条染色体，并且每条染色体上只有一条染色单体又放射性，说明已完成一次有丝分裂且染色体数目加倍，该细胞可能处于第二次有丝分裂的前期或中期，因此细胞染色体已复制2次，并且含有4个染色体组。

（3）该实验表明DNA分子的复制方式是半保留复制。

【考点定位】DNA分子的复制方式

【名师点睛】DNA分子复制中相关计算的规律方法

DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：

（1）子代DNA分子数：2n个。

①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。

②含14N的有2n个，只含14N的有（2n－2）个，做题时应看准是“含”还是“只含”。

（2）子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n＋1条。

①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。

②含14N的链数是（2n＋1－2）条。

（3）消耗的脱氧核苷酸数。

①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×（2n－1）个。

②若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。