為研究染色體行為和細(xì)胞周期中染色體的變化,科學(xué)家通常利用一些結(jié)構(gòu)類似的替代物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
資料1:科學(xué)家在對(duì)果蠅進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),在它幼蟲發(fā)育的特定時(shí)期,某些染色體纖維解濃縮,核蛋白纖絲向外伸展成環(huán),使得局部變得很膨大,形成有特色的染色體“疏松”(或稱為染色體泡)-puff,研究證明:一個(gè)puff是由一個(gè)活化基因產(chǎn)生的.
(1)若將
3H-尿苷注射到幼蟲體內(nèi),puff區(qū)很快檢測(cè)出放射性.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明:
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(2)當(dāng)Puff出現(xiàn)時(shí),染色體“疏松”局部變得很膨大,其根本原因是DNA(基因)雙螺旋結(jié)構(gòu)打開(kāi),此時(shí)該處基因被激活,接下來(lái)的過(guò)程所產(chǎn)生的物質(zhì)是
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(3)當(dāng)Puff消失時(shí),基因活性消除,表明
過(guò)程停止.
資料2:在細(xì)胞周期中,某個(gè)染色體的兩條姐妹染色單體之間在相同的位置上可能發(fā)生部分交換.科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):
Ⅰ、將細(xì)胞置于含有某種BrdU(5-溴尿嘧啶脫氧核苷)的培養(yǎng)基中培養(yǎng),細(xì)胞能不斷增殖.當(dāng)DNA復(fù)制時(shí),BrdU可替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸摻入到DNA子鏈中.
Ⅱ、由于BrdU摻入的情況不同,經(jīng)特殊染色后,著色的深淺也不同.在染色單體中,若DNA的一條單鏈摻有BrdU,則染色后著色深;若DNA的兩條單鏈都摻有BrdU,則使DNA雙螺旋程度降低,染色后著色淺.
Ⅲ、將處于不同細(xì)胞周期中的中期細(xì)胞進(jìn)行常規(guī)制片,經(jīng)特殊染色后在顯微鏡下可觀察到每條染色體的姐妹染色單體著色情況.
根據(jù)上述資料,一名同學(xué)用洋蔥根尖進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn).
(4)實(shí)驗(yàn)步驟:
①配制培養(yǎng)基:在普通細(xì)胞培養(yǎng)基中添加BrdU.
②培養(yǎng):將
細(xì)胞離體置于含BrdU的培養(yǎng)基上,在適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間.
③制片:取不同時(shí)期的細(xì)胞進(jìn)行固定,并經(jīng)特殊染色后制片.
④用顯微鏡觀察不同細(xì)胞周期中的分裂中期染色體的著色情況.
(5)實(shí)驗(yàn)分析:
①在顯微鏡下觀察某個(gè)細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)它每個(gè)染色體的兩條姐妹染色單體都是其中一條染色較深,另一條染色較淺,說(shuō)明觀察的細(xì)胞被固定在第幾個(gè)細(xì)胞周期的哪個(gè)時(shí)期?
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②若要觀察某個(gè)染色體上的兩條姐妹染色單體之間是否發(fā)生交換,通常選擇第二個(gè)細(xì)胞周期中期的細(xì)胞,如果發(fā)生了交換,請(qǐng)描述可能觀察到的現(xiàn)象
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③若某個(gè)染色體的兩條姐妹染色單體之間在相同的位置上發(fā)生部分交換,通常對(duì)生物的遺傳是否有影響?請(qǐng)說(shuō)明理由:
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④細(xì)胞在減數(shù)分裂四分體時(shí)期,
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之間常會(huì)發(fā)生部分交叉互換,其結(jié)果對(duì)基因和生殖細(xì)胞產(chǎn)生的影響分別是
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