鄭英衛(wèi)
在歷年高考試題中,結(jié)合同位素標(biāo)記法,考查細(xì)胞分裂過程中某時(shí)期或某細(xì)胞中被標(biāo)記(或未標(biāo)記)的染色體比例的題目一直是學(xué)生失分較多的題目。“染色體中DNA復(fù)制圖解法”是解決這類題目的行之有效的方法。下面結(jié)合2個(gè)案例來說明“染色體中DNA復(fù)制圖解法”在這類題目的巧妙應(yīng)用。
1“染色體中DNA復(fù)制圖解法”圖例說明
1,1復(fù)制前或著絲點(diǎn)分裂后一條染色體含一個(gè)DNA分子
圖中每個(gè)矩形框代表復(fù)制前或著絲點(diǎn)分裂后的一條染色體,框內(nèi)兩條線代表一個(gè)雙鏈DNA分子。實(shí)線代表15N(或32P)標(biāo)記的DNA單鏈,虛線代表未被15N(或32p)標(biāo)記的DNA單鏈(含14N或31P的DNA單鏈)。
1,2復(fù)制后到著絲點(diǎn)分裂前一條染色體含兩個(gè)DNA分子
圖2中每?jī)蓚€(gè)矩形框通過一個(gè)圓連接在一起代表復(fù)制后到著絲點(diǎn)分裂前的一條染色體。圓代表著絲點(diǎn),每個(gè)矩形框代表一條染色單體,框內(nèi)兩條線代表一個(gè)雙鏈DNA分子。實(shí)線代表15N(或32P)標(biāo)記的DNA單鏈,虛線代表未被15N(或32P)標(biāo)記的DNA單鏈(含14N或31P的DNA單鏈)。
2“染色體中DNA復(fù)制圖解法”應(yīng)用案例
【例1】用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈,再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),在第二次細(xì)胞分裂的后期,一個(gè)細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體數(shù)是()
A,0條 B,10條
c,20條 D,40條
解析:玉米體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,在有絲分裂過程中,每條染色體的行為都是獨(dú)立的,而且是一致的。因此用一條染色體的變化就能體現(xiàn)有絲分裂過程中染色體的變化特點(diǎn),則題目中玉米體細(xì)胞兩次有絲分裂過程中染色體和DNA的標(biāo)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(diǎn)分裂后形成的兩條染色體,一條被標(biāo)記(其實(shí)質(zhì)是該染色體的DNA分子上有一條鏈被標(biāo)記),另一條未標(biāo)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(xì)胞中含20條染色體,在第二次分裂后期,一個(gè)玉米細(xì)胞中共有40條染色體,則被標(biāo)記的染色體是20條。答案選c。
變式1:用32P標(biāo)記了玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈,再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期,一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被。zP標(biāo)記的染色體條數(shù)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(gè)精原細(xì)胞中的一個(gè)核DNA分子用15N標(biāo)記,在正常情況下,其減數(shù)分裂形成的精子中,含有15N的精子數(shù)占()
A,1/16 B,1/8
C,1/4 D,1/2
解析:減數(shù)分裂過程中,同源染色體要發(fā)生聯(lián)會(huì)和分離現(xiàn)象,因此要體現(xiàn)減數(shù)分裂過程中染色體中DNA的變化,至少要畫出一對(duì)同源染色體。果蠅中一個(gè)精原細(xì)胞中的一個(gè)核DNA分子用15N標(biāo)記,即果蠅4對(duì)同源染色體中有3對(duì)未標(biāo)記(畫圖時(shí)可略去),另一對(duì)同源染色體中有一條染色體上DNA分子用15N標(biāo)記,則該精原細(xì)胞進(jìn)行正常減數(shù)分裂形成精細(xì)胞時(shí),染色體和DNA的標(biāo)記情況可用圖4解析如下。
結(jié)合圖4分析,觀察產(chǎn)生的4個(gè)精細(xì)胞,答案選D。
變式2:若一個(gè)精原細(xì)胞的一對(duì)同源染色體的DNA分子用15N標(biāo)記,該細(xì)胞經(jīng)正常減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精細(xì)胞中,含標(biāo)記DNA分子的精細(xì)胞所占的比例為()
A,25% B,50%
C,75%
D,100%
答案:D。