Question

14．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．将没有放射性的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有丝分裂；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是抑制纺锤体的形成．
（2）Ⅰ中，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2条，每个DNA分子中，有1条链带有放射性．
（3）Ⅱ中，若观察到一个分裂中期细胞具有24条染色体，且每条染色体上的一条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2次，该细胞含有4个染色体组，并且DNA与染色体之比为2：1．
（4）上述实验中，细胞染色体的³H放射情况与DNA分子复制的半保留复制特点相符合．

Answer 1

分析 秋水仙素一般可用于单倍体和多倍体育种，其作用机理为：在有丝分裂前期时抑制纺锤体的形成，从而使有丝分裂末期细胞不能一分为二，导致细胞中染色体数目加倍．
DNA复制的特点为半保留复制．

解答 解：（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．
（3）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，并且DNA与染色体之比为2：1．
（4）该实验表明DNA分子的复制方式是半保留复制．
故答案为：
（1）有丝分裂      抑制纺锤体的形成
（2）2      1
（3）2      4        2：1
（4）半保留复制

点评 本题考查了有丝分裂和DNA分子半保留复制的相关知识，要求考生能够识记秋水仙素的作用原理；能够利用DNA复制的特点解答有丝分裂过程中的染色单体数、染色体组数等相关知识，具有一定的难度．在解题过程中，考生要注意从题干中获取解题的关键信息，如“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”，由此确定该细胞处于有丝分裂前或中期，并且染色体数目加倍一次．