Question

科学研究表明：在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体在相同的位置上可能发生部分交换。某同学为了在显微镜下观察这一现象，便进行研究。收集的资料如下：

Ⅰ.将细胞置于含有某种BrdU的培养基中培养，细胞能不断增殖。当DNA散乱分布于纺锤体中央时，BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA子链中。

Ⅱ.由于BrdU掺入的情况不同，经特殊染色后，着色的深浅也不同。在染色单体中，若DNA的一条单链掺有BrdU则染色后着色深；若DNA的两条单链都掺有BrdU，则使DNA双螺旋程度降低，染色后着色浅。

Ⅲ.将处于细胞周期中的中期细胞进行常规制片，经特殊染色后在显微镜下可观察到每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。

根据资料该同学用洋葱根尖分生区细胞进行了如下实验操作。请回答下列问题：

(1)完成实验：

①配制培养基：在普通细胞培养基中添加BrdU。

②培养：_______________________________________________________________。

③制片：________________________________________________________________。

④观察：用显微镜观察不同细胞中染色体的着色情况。

(2)实验分析：

①下列哪项不是本实验所运用的原理(　　)

A．DNA的半保留散乱分布于纺锤体中央  B．植物的组织培养

C．染色体被染色剂着色  D．细胞分化

②在显微镜下可观察到第二个细胞周期中期的染色体的现象是__________________

________________________________________________________________________。

③若要观察姐妹染色单体是否发生交换，最好选择第二个细胞周期中期的细胞，请描述可能观察到的现象：______________________________________________________

________________________________________________________________________。

④如果染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换，通常对生物的遗传是否有影响？________。请简述理由：__________________________________________________。

Answer 1

(1)②将洋葱根尖分生区细胞离体置于含BrdU的培养基上，在适宜的条件下培养一段时间　③取不同时期的细胞经特殊染色后，制片　(2)①D　②每条染色体的两条姐妹染色单体，其中一条染色较深，另一条染色较浅　③如果发生姐妹染色单体交换，则可观察到在染色体染色较深的染色单体上有染色较浅的部分，而相对应的染色较浅的染色单体上有染色较深的部分　④没有　因为两条姐妹染色单体是由一条染色体散乱分布于纺锤体中央而来，交换的部分控制性状的基因相同

解析：将细胞在含有某种BrdU的培养基中培养，观察细胞分裂中期时每条染色体的姐妹染色单体的颜色，根据颜色情况做出推断。由于DNA分子的半保留散乱分布于纺锤体中央，第一个细胞周期中期时，每条染色体的两条姐妹染色单体全部是着色深的(DNA中只有一条单链掺有BrdU)；到第二个细胞周期中期时，每条染色体的两条姐妹染色单体，其中一条染色较深 (DNA中只有一条单链掺有BrdU)，另一条染色较浅(DNA的两条单链都掺有BrdU)。

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