“染色體中ＤＮＡ復制圖解法”應用案例

鄭英衛

在歷年高考試題中，結合同位素標記法，考查細胞分裂過程中某時期或某細胞中被標記(或未標記)的染色體比例的題目一直是學生失分較多的題目。“染色體中DNA復制圖解法”是解決這類題目的行之有效的方法。下面結合2個案例來說明“染色體中DNA復制圖解法”在這類題目的巧妙應用。

1“染色體中DNA復制圖解法”圖例說明

1，1復制前或著絲點分裂后一條染色體含一個DNA分子

圖中每個矩形框代表復制前或著絲點分裂后的一條染色體，框內兩條線代表一個雙鏈DNA分子。實線代表15N(或32P)標記的DNA單鏈，虛線代表未被15N(或32p)標記的DNA單鏈(含14N或31P的DNA單鏈)。

1，2復制后到著絲點分裂前一條染色體含兩個DNA分子

圖2中每兩個矩形框通過一個圓連接在一起代表復制后到著絲點分裂前的一條染色體。圓代表著絲點，每個矩形框代表一條染色單體，框內兩條線代表一個雙鏈DNA分子。實線代表15N(或32P)標記的DNA單鏈，虛線代表未被15N(或32P)標記的DNA單鏈(含14N或31P的DNA單鏈)。

2“染色體中DNA復制圖解法”應用案例

【例1】用32P標記玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，在第二次細胞分裂的后期，一個細胞中被32P標記的染色體數是()

A，0條 B，10條

c，20條 D，40條

解析：玉米體細胞進行有絲分裂，在有絲分裂過程中，每條染色體的行為都是獨立的，而且是一致的。因此用一條染色體的變化就能體現有絲分裂過程中染色體的變化特點，則題目中玉米體細胞兩次有絲分裂過程中染色體和DNA的標記情況可用圖3解析如下。

由圖3可知，第二次分裂后期，一條染色體著絲點分裂后形成的兩條染色體，一條被標記(其實質是該染色體的DNA分子上有一條鏈被標記)，另一條未標記，各占一半。由于有絲分裂過程中每條染色體的變化都相同，玉米體細胞中含20條染色體，在第二次分裂后期，一個玉米細胞中共有40條染色體，則被標記的染色體是20條。答案選c。

變式1：用32P標記了玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，在第二次細胞分裂的中期、后期，一個細胞中的染色體總條數和被。zP標記的染色體條數分別是(

)

A，中期20和20、后期40和20

B，中期20和10、后期40和20

c，中期20和20、后期40和10

D，中期20和10、后期40和10

答案：A。

【例2】果蠅一個精原細胞中的一個核DNA分子用15N標記，在正常情況下，其減數分裂形成的精子中，含有15N的精子數占()

A，1／16 B，1／8

C，1／4 D，1／2

解析：減數分裂過程中，同源染色體要發生聯會和分離現象，因此要體現減數分裂過程中染色體中DNA的變化，至少要畫出一對同源染色體。果蠅中一個精原細胞中的一個核DNA分子用15N標記，即果蠅4對同源染色體中有3對未標記(畫圖時可略去)，另一對同源染色體中有一條染色體上DNA分子用15N標記，則該精原細胞進行正常減數分裂形成精細胞時，染色體和DNA的標記情況可用圖4解析如下。

結合圖4分析，觀察產生的4個精細胞，答案選D。

變式2：若一個精原細胞的一對同源染色體的DNA分子用15N標記，該細胞經正常減數分裂產生的4個精細胞中，含標記DNA分子的精細胞所占的比例為()

A，25％ B，50％

C，75％

D，100％

答案：D。