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我们开始观察¹⁵N标记的染色体在¹⁴N培养液中的有丝分裂过程。起始细胞是一个二倍体细胞,含有一对同源染色体。每条染色体由两条姐妹染色单体组成,全部被¹⁵N重同位素标记,显示为深蓝色。细胞现在处于¹⁴N培养液环境中,准备开始DNA复制和细胞分裂过程。
在¹⁴N培养液中,DNA开始复制。根据半保留复制原理,原有的¹⁵N重链作为模板,新合成的DNA链使用培养液中的¹⁴N轻同位素。复制完成后,每条染色单体都变成了双链结构,由一条深蓝色的¹⁵N重链和一条浅蓝色的¹⁴N轻链组成,形成了¹⁵N/¹⁴N杂合链。现在每条染色体含有两条这样的杂合染色单体。
现在进入有丝分裂后期,着丝粒开始分裂,纺锤丝牵引姐妹染色单体向细胞两极移动。每对姐妹染色单体分离成独立的染色体,但每条染色体仍然保持着¹⁵N/¹⁴N杂合结构,显示为深蓝-浅蓝的双色特征。黄色的纺锤丝清晰地显示了牵引过程,红色着丝粒标记了分离点。
有丝分裂完成后,原来的一个细胞分裂成两个完全相同的子细胞。每个子细胞都是二倍体,含有两条染色体。重要的是,所有染色体都是¹⁵N/¹⁴N杂合结构,显示为深蓝-浅蓝双色,没有纯¹⁵N重链存在。这个结果完美验证了DNA的半保留复制机制,为接下来的减数分裂过程奠定了基础。
减数分裂最终完成,产生了四个单倍体配子。其中两个配子含有¹⁵N/¹⁴N杂合染色体,显示为中密度;另外两个配子含有¹⁴N/¹⁴N轻染色体,显示为轻密度。重要的是,没有任何配子含有纯¹⁵N重密度染色体。这个结果完美证明了DNA半保留复制机制,每个新DNA分子都由一条原有链和一条新合成链组成。