Question

8．蚕豆体细胞染色体数为2N=12，用³H标记蚕豆根尖细胞DNA，在染色体水平上探究DNA的复制方式，实验过程如下：
I．将蚕豆幼苗培养在含有³H的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上，培养一段时间后，观察染色体的放射情况．
II．当DNA分子双链都被标记后，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，观察染色体的放射情况．
（1）观察染色体应选择有丝分裂中期时期的细胞，秋水仙素诱导染色体加倍的作用机理是抑制纺锤体的形成，使分开的染色体不能进入子细胞．
（2）在I中，在细胞进行第一次分裂时，每条染色体上有放射性的染色单体有2条，每个DNA分子中，有1条链有放射性．在 II中，若观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体有放射性，则表明该细胞染色体在无放射性培养基上复制了2次，含有4个染色体组．
（3）上述实验表明DNA分子的复制方式是半保留复制．

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，从而使有丝分裂后期染色体着丝点不分裂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，有丝分裂中期是观察染色体的最佳时期．细胞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，使细胞中染色体数目加倍．
（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．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．
（3）该实验表明DNA分子的复制方式是半保留复制．
故答案为：
（1）有丝分裂中期    抑制纺锤体的形成，使分开的染色体不能进入子细胞
（2）2  1  2  4  
（3）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．