巧用绘图法解决细胞分裂中的DNA标记问题

浙江 王苗苗

巧用绘图法解决细胞分裂中的DNA标记问题

浙江 王苗苗

细胞分裂过程中都会涉及DNA的复制与分配，如果将细胞中的DNA用同位素进行标记，则可以追踪DNA分子在分裂过程中的去向。细胞分裂中的DNA标记问题是高频考点，难度较大。绘图法具有直观、清晰和便捷等特点，高中生物学中的许多问题都可以采用绘图法来分析、解答，接下来笔者结合几道试题谈谈如何巧用绘图法解决细胞分裂中的DNA标记问题。

1.选择合适的绘图方法

实际上，多数考生通常也采用绘图法分析、解答此类问题，然而错误率依然居高不下，究其原因是未选择合适的绘图方法。比如，将DNA被32P标记的动物细胞置于不含32P的培养液中培养，分析其有丝分裂过程中染色体携带标记的情况，图1、2、3（均只绘出染色体复制前后的图像）是考生常采用的三种绘图方法：

显然，图1只画出了染色体，图2则只画出了DNA，这两种方法都不能呈现出DNA与染色体的位置关系，不利于分析；图3固然呈现了二者的位置关系，然而多种线条交织在一起，不利于观察分析，极易出错。而采用图4的绘图方式，则可很好地解决上述问题。

2.绘图法解答有丝分裂中的DNA标记问题

【例1】（原创）用32P标记了天竺葵体细胞（含12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细胞中染色体携带32P标记的情况是 （ ）

A. 带有32P标记的染色体有6条

B. 每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P标记

C. 每条染色体的两条姐妹染色单体中只有一条带有32P标记

D. 每条染色体中带有32P标记的DNA单链为0条或1条

【解析】天竺葵体细胞中含有12条染色体，但在进行有丝分裂过程中每条染色体行为一致，因此绘图时只需画出其中一条染色体进行分析，便可推知其他染色体携带标记的情况。绘图分析如下：

据图可知，天竺葵体细胞第一次分裂产生的两个子细胞染色体携带32P标记情况一致，故第二次分裂只需绘制其中一个细胞的分裂示意图即可。由图中可知，第二次分裂过程中，当染色体复制后每条染色体均具有两条染色单体，而其中一条染色单体的DNA分子带有32P标记，另一条染色单体的DNA分子不带32P标记。中期时姐妹染色单体并未分离，因此其染色体携带32P标记情况如图不变。由于每条染色体的行为一致，故带有32P标记的染色体应有12条，故A项错误；每条染色体的两条姐妹染色单体中只有一个带有32P标记，故B项错误，C项正确；每条染色体中带有32P标记的DNA单链均为1条，故D项错误。

【答案】C

3.绘图法解答减数分裂中的DNA标记问题

【例2】（原创）若某动物（2N=32）的精原细胞中DNA分子都用15N标记，并只供给含14N的原料进行培养，则减数第二次分裂后期，每个细胞中含有15N标记的染色体数应为（ ）

A. 8 B. 16

C. 32 D. 不一定

【解析】减数分裂过程中涉及同源染色体的配对与分离，因此在分析减数分裂过程中的DNA标记问题时，至少应绘制一对同源染色体，其他的多对同源染色体行为和这对是一致的。本题绘图分析如下：

据图可知，精原细胞减数第一次分裂产生的两个子细胞染色体携带15N标记情况一致，故减数第二次分裂只需绘制其中一个细胞的分裂示意图即可。图中减数第二次分裂后期细胞中每条染色体均带有15N标记，而此时每个细胞所含染色体数目为32条，故减数第二次分裂后期，每个细胞中含有15N标记的染色体数应为32条。

【答案】C

4.总 结

熟练掌握细胞分裂过程中染色体行为的变化规律、DNA复制的特点及DNA与染色体的位置关系等相关知识是准确解答细胞分裂过程中DNA标记问题的前提，而选择合适的绘图方式则可以让此类问题的解答事半功倍。无论是有丝分裂还是减数分裂，不管是一次分裂还是多次分裂，只要按照上述绘图方式按部就班地进行分析，必然能够轻松而准确地解决问题。

（作者单位：浙江省临安中学）