“细胞分裂和 DNA 复制相结合”的总结
细胞分裂和 DNA 复制相结合的相关题目是学生易错的知识点。细胞分裂(如有丝分裂和减数分裂)过程中要进行DNA 复制,最后DNA 平均分配到子细胞中去。这一过程中要涉及到DNA 的半保留复制、姐妹染色单体和同源染色体等染色体行为变化、有丝分裂与减数分裂的区别等知识。学生常常由于对细胞分裂过程缺乏深刻认识或考虑不全面,感觉无所适从。其实在分析过程中,通过画简图的办法就可以疏清脉络,化难为易。 一、 绘制有丝分裂过程图。见图一
亲代细胞
15
N 15N 15N 15N
注: 1 2 表示细 胞中一对同源染色体上的两个双链DNA 分子, 并用 15N 作标记。
间期复制
子代细胞
图一
通过绘图,可以直观地看出:一个细胞经过一次有丝分裂,产生了两个子细胞。每个子细
胞和亲代细胞一样都含有相同数目的染色体,并且每个细胞中的每一条染色体上的 DNA 分子都保留了亲代细胞 DNA 分子的一条链,体现了 DNA 分子半保留复制的特点。 二、绘制减数分裂过程图。见图二
15
N 15N 15N 15N 15
N 15N 15N 15N
性原细胞
注:
1
2 表示细
1 2
间期
14N 原料
胞中一对同源染色体上的两个双链DNA 分子, 并用
15
初级性母细胞
15 14 15 14 15 14 15 14
1 2
减数第一次分裂
次级性母细胞
15
N 14N 15N 14N
15
N 14N 15N 14N
1
子 15
N 14N
15
N 14N
细胞
2
减数第二次分裂
15
N 14N
15
N 14N
图二
通过绘图,可以直观地看出:一个性原细胞经过一次完整的减数分裂,产生了四个子细胞。
15
N 15
N 15
N 15
N
1 2
14N 原料
15 14 15 14 15 14 15 14
1 2
有丝分裂
15
N 14N 15N 14N 1 2
15
N 14N 15N 14N
1 2
每个子细胞的染色体数目较性原细胞减少了一半,并且每个子细胞中的每条染色体上的 DNA 分子都保留了性原细胞 DNA 分子的一条链,即半保留复制。
三、例题分析:
1.(2010·ft东理综,7)蚕豆根尖细胞在含3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成
一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分
布情况是( )
A.每条染色体的两条单体都被标记
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
【解析】答案:B
由于 DNA 分子的复制方式为半保留复制,在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后,
每个 DNA 分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时,由于 DNA 的半保留复制,所以 DNA 分子一半含放射性,一半不含放射性,每个染色单体含一个 DNA 分子,所以一半的染
色单体含放射性。
2.取 1 个含有 1 对同源染色体的精原细胞,用15N 标记细胞核中的 DNA,然后放在含14N 的培养基中培养,让其连续进行两次有丝分裂,形成 4 个细胞,这 4 个细胞中含15N 的细胞
个数可能是 ( )
A.2 B.3 C.4 D.前三项都对
【解析】答案:D
四、练习题
1.假定某高等生物体细胞的染色体数是 10 条,其中染色体中的 DNA 用3H-胸腺嘧啶标记,
将该体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养 2 代,则在形成第 2 代细胞时的有丝分裂后期,没有被标记的染色体数为( )
A.5 条 B.40 条 C.20 条D.10 条
2.用32P 标记了玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链,再将这些细胞转入不含32P 的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期,一个细胞中的染色体数和被32P 标记的
染色体数分别是()
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
解析:根据题意,用32P 标记 DNA 分子的双链,在第一次细胞分裂中,相当于 DNA 进行了一次复制,此时每一个染色体含有两条染色单体,即两个 DNA 分子,每个 DNA 分子都有放射性32P。进行第二次细胞分裂,等于新产生的两个子细胞再复制一次,到达中期时的每个
染色体含有两条姐妹染色单体,其中一条有放射性32P,一条没有,但就整个染色体来说,仍然有放射性。到了后期,着丝点分裂,染色单体分开变成染色体,染色体数目加倍,而具有放射性32P 的染色体仍只有 20 条。因此答案为:A
3.关于 DNA 分子的结构与复制的叙述中,正确的是( )
A.含有 n 个腺嘌呤的 DNA 分子第 n 次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸 2n-1×n个
B.在一个双链 DNA 分子中,G+C 占碱基总数的 M%,那么该 DNA 分子的每条链中 G+C 都占该链碱基总数的 M%
C.细胞内全部 DNA 被32P 标记后在不含32P 的环境中进行连续有丝分裂,第 2 次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记
D.DNA 双链被32P 标记后,复制 n 次,子代 DNA 中有标记的占 1/2n
4.如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个 DNA 分子都用15N 标记,并只供给精原细胞含14N 的原料,则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中,含15N、14N 标记的 DNA 分子的精子所占比例依次为()
A.100% 0
B.50% 50%
C.50% 100%
D.100% 100%
解析:根据图二所示,精原细胞在减数分裂形成精子的过程中,首先要通过复制,含有一对同源染色体的精原细胞的两个 DNA 分子都用15N 标记,只供给14N 的原料,则复制后的每条染色体含有两条染色单体,每条染色单体的每个 DNA 分子的一条链含15N 、一条含14 N 。经减数第一次、第二次分裂形成的四个精子中的每个 DNA 分子都含有15N 和14N 标记的链条。因此答案为:D