DNA复制在细胞分裂试题解法之我见

胡潘

摘 要：“DNA 分子的复制”在我们四川考试大纲中属于理解层次，要求能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。本文就DNA复制在细胞分裂试题中的考查点逐一例析，以期开阔思路，提升能力。

关键词：DNA复制；细胞分裂；考查点

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）07-256-02

一、考查染色体放射性标记的情况

例1蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的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（B）

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記

D、每条染色体的两条单体都不被标记

解析：假设未标记的根尖细胞的一条染色体表示为（AA）， AA表示两条不含有3H标记的DNA链，该染色体复制后在分裂前期、中期可表示为（Aa）×（Aa），×表示两条染色单体连接在一起，a表示新合成的具有3H标记的子链，后期染色体则可表示为（Aa），第一次细胞分裂后子细胞中的染色体可以表示为（Aa），在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体可以表示为（AA） ×（Aa），即每条染色体中都只有一条单体被标记。

总结：未进行放射性标记的某细胞在含有放射性物质的培养基中，第一次分裂时，前期、中期细胞内每条染色体的两条单体均被标记，后期细胞内每条染色体都有标记（其DNA的一条链有标记）。然后，在不含放射性物质的培养基中进行第二次分裂时，细胞内前期、中期每条染色体中有一条单体有标记，而后期细胞内只有半数的染色体具有标记。

二、考查某分裂时期有放射性的染色体数目

例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条数和被32P标记的染色体条数分别是（C）

A.中期20和20、后期40和10 B.中期20和10、后期40和20

C.中期20和20、后期40和20 D.中期20和10、后期40和10

解析：假定标记的玉米体细胞中的某染色体表示为（AA），AA表示两条含有32P标记的DNA链，a表示新合成的不具有32P标记的子链，在不含32P的培养基中该细胞第一次分裂，染色体复制后在分裂前期、中期可表示为（ Aa）×（Aa），×表示两条染色单体连接在一起，后期着丝点分裂后则表示为（Aa），第一次细胞分裂后子细胞中的染色体可以表示为（Aa），接着复制后到第二次细胞分裂的中期其染色体可以表示为（Aa） ×（aa），后期着丝点分裂后，一条为（Aa），一条为（aa）。因此，在第二次细胞分裂的中期，所有染色体都被标记，后期有一半的染色体被标记，也就是说，在第二次分裂中期和后期被32P标记的染色体条数分别是20和20。

总结：全部染色体都有放射性标记的某细胞（含有m条染色体）在不含有放射性物质的培养基中，第一次分裂时，前期、中期细胞内有标记的染色体为m条，后期细胞内有标记的染色体为2m条（其DNA的一条链有标记）。第二次分裂时，细胞内前期、中期有标记的染色体为m条，而后期细胞内具有标记的染色体为m条。

三、考查具有放射性的子细胞比例

例3现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞，放在不含有32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的子细胞数量最少和最多分别是（B）

A.2、16 B.2、8 C.4、8 D.4、16

解析：根据题意，细胞内共有4条染色体，DNA双链被标记（共8条链），这8条链将分布在8个子染色体中。细胞连续分裂四次，将出现16个子细胞，第一次分裂时产生的两个子细胞的所有染色体均有放射性，而以后的分裂中，如果带有放射性的染色体全部进入一个子细胞，则最少有2个细胞含有32P；如果8条标有32P的链分别分配到8个子细胞中，则最多8个细胞含有32P。

总结：一个细胞中的所有染色体（假定染色体数目为m）上的DNA分子被放射性标记后，经过n次细胞分裂，产生的子细胞数目为2n，带放射性的染色体总数为2m，子细胞中带放射性的比例情况如下：

①若2n≤2m，则带放射性的子细胞最大比例为1（每个子细胞中至少有1条放射性染色体），最小比例为1/2n-1（有放射性的染色体集中分布在2个子细胞中）。

②若2n﹥2m，则带放射性的子细胞最大比例为m/2n-1（每个子细胞中最多有1条放射性染色体），最小比例为1/2n-1（有放射性的染色体集中分布在2个子细胞中）。

四、考查突变基因的走向

例4若一个卵原细胞的一条染色体上，β-珠蛋白基因编码区中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是____。

解析：将β-珠蛋白基因的两条链表示为BB，同时也将（BB）代表其所在的染色体。其中一条链的A替换成T，记作b，以b为模板复制出来的基因异常，记作bb，则复制后的该染色体可表示为（bb）×（BB），×表示两条染色单体连接在一起，由于减数第一次分裂后期同源染色体分离，该染色体进入次级卵母细胞的概率为1/2，由于减数第二次分裂后期，染色单体分开，染色单体（bb）进入卵细胞的概率为1/2，由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是1/4。

总结：如果某个基因的一条链突变，则复制的基因中一半正常，一半异常。减数第一次分裂后期同源染色体分离具随机性，1对同源染色体中的每条染色体移向某一极的概率为1/2。有丝分裂后期染色单体分开后移向两极时也是随机的，1对姐妹染色单体中的每条移向某一极的概率为1/2。

巩固练习：

1、假定体细胞的染色体数是10，将体细胞放入含有3H-胸腺嘧啶的培养液中培养，请推测其中一个细胞进行一次DNA复制后，该细胞分裂后期将有____条染色体被标记。

2、用32P标记了小鼠一个精原细胞（含40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，在减数第二次分裂的中期、后期，被32P标记的染色体条数分别是____。该精原细胞形成的四个精细胞中具有放射性的比例为____。（不考虑交叉互换）

3、取染色体被32P标记的蛙（正常体细胞有26条染色体）的精子与未标记的卵细胞受精，不考虑染色体变异，则第二次卵裂结束及原肠胚时期，最多分别有____个和____个细胞有放射性。

答案：1、20 2、20、40 100% 3、4和26