Question

Ⅰ、在某生物細(xì)胞培養(yǎng)液中加入用³H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，短暫培養(yǎng)一段時(shí)間后，洗去³H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸。使在該段時(shí)間內(nèi)已處于DNA復(fù)制期不同階段的全部細(xì)胞中DNA被³H標(biāo)記，而當(dāng)時(shí)處于其它時(shí)期的細(xì)胞則不帶標(biāo)記。間期分為  G1期（DNA復(fù)制前期），S期（DNA復(fù)制期,占間期的大部分時(shí)間）， G2期（DNA復(fù)制后期），不同時(shí)間取樣做細(xì)胞放射性自顯影，找出正處于有絲分裂的M期 (分裂期)細(xì)胞，計(jì)算其中帶³H標(biāo)記的細(xì)胞占所有細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)。得到下圖（圖1～圖4中橫軸為時(shí)間，縱軸為帶標(biāo)記細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的百分?jǐn)?shù)）：回答各時(shí)期均用字母表示

（1）圖2中a點(diǎn)開(kāi)始檢測(cè)到帶³H標(biāo)記分裂期細(xì)胞，則o-a為_(kāi)__________期

（2）圖2中b點(diǎn)帶³H標(biāo)記分裂期細(xì)胞數(shù)開(kāi)始達(dá)到最大值，則a-b段表示   期。

（3）圖3中c點(diǎn)時(shí)，帶標(biāo)記的細(xì)胞百分?jǐn)?shù)開(kāi)始下降，則a-c段表示什么時(shí)期：_________

（4）此后，帶標(biāo)記的分裂期細(xì)胞數(shù)逐漸減少，直到消失，到第二次出現(xiàn)帶有標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)時(shí)為圖表中e點(diǎn)，則一個(gè)完整的細(xì)胞周期的時(shí)間為：                     。

Ⅱ、操縱元是原核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控的一種組織形式，它由啟動(dòng)子、結(jié)構(gòu)基因，(編碼蛋白基因)、終止子等部分組成。如圖表示大腸桿菌細(xì)胞中核糖體蛋白(RP)合成及調(diào)控過(guò)程，圖中①②表示相關(guān)生理過(guò)程，mRNA上的RBS是核糖體結(jié)合位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)啟動(dòng)子的基本組成單位是           ，

(2)過(guò)程①進(jìn)行的場(chǎng)所是        ，RPl中有一段氨基酸序列為“一絲氨酸一組氨酸一谷氨酸一”，轉(zhuǎn)運(yùn)絲氨酸、組氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密碼子分別為AGA、GUG、CUU，則基因1中決定該氨基酸序列的模板鏈堿基序列為          。

(3)圖示表明，當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白R(shí)Pl能與mRNA分子上的RBS位點(diǎn)結(jié)合，從而導(dǎo)致mRNA      ，終止核糖體蛋白的合成。這種調(diào)節(jié)機(jī)制 既保證細(xì)胞內(nèi)rRNA與核糖體在數(shù)量上的平衡，又可以減少       。

(4)大豆中的一種成分——染料木黃酮因能抑制rRNA形成而成為抗癌藥物的成分，試結(jié)合題中信息分析染料木黃酮抗癌的機(jī)理                               。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ（1）G2期    

（2）M期  （3）S期、 （4）a-e或b-f

Ⅱ（1）脫氧核苷酸    （2）細(xì)胞質(zhì)（核區(qū)或擬核亦可）    -AGAGTGCTT- 

（3）不能與核糖體結(jié)合     物質(zhì)和能量的浪費(fèi)   

（4）該物質(zhì)（染料木黃酮）可以抑制rRNA的形成，PP1與mRNA中RBS位點(diǎn)結(jié)合，終止核糖體蛋白的合成，進(jìn)而減少細(xì)胞中核糖體的數(shù)量，降低蛋白質(zhì)的合成速率，抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖。（2分）

【解析】

試題分析：Ⅰ根據(jù)題意可知，考試時(shí)所標(biāo)記的細(xì)胞均為間期的細(xì)胞，而分裂期的細(xì)胞未被標(biāo)記；而最終檢測(cè)是分裂期細(xì)胞所占的比例，也就說(shuō)間期的細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)入分裂期后才會(huì)被檢測(cè)到。標(biāo)記有絲分裂百分率法（percentage labeled mitoses，PLM）是一種常用的測(cè)定細(xì)胞周期時(shí)間的方法。其原理是對(duì)測(cè)定細(xì)胞進(jìn)行脈沖標(biāo)記、定時(shí)取材、利用放射自顯影技術(shù)顯示標(biāo)記細(xì)胞，通過(guò)統(tǒng)計(jì)標(biāo)記有絲分裂細(xì)胞百分?jǐn)?shù)的辦法來(lái)測(cè)定細(xì)胞周期。

有關(guān)名詞：

TG1：G1期的持續(xù)時(shí)間

TG2：G2期的持續(xù)時(shí)間

TS：S期的持續(xù)時(shí)

TM：M期的持續(xù)時(shí)間

TC：一個(gè)細(xì)胞周期的持續(xù)時(shí)間

PLM：標(biāo)記的有絲分裂細(xì)胞所占的比例

TDR：胸腺嘧啶核苷，是DNA的特異前體，能被S期細(xì)胞攝入，而摻進(jìn)DNA中。通常使用的是3H或者14C標(biāo)記的TDR。

測(cè)定原理（圖13-2）：

① 待測(cè)細(xì)胞經(jīng)3H-TDR標(biāo)記后，所有S期細(xì)胞均被標(biāo)記。

② S期細(xì)胞經(jīng)G2期才進(jìn)入M期，所以一段時(shí)間內(nèi)PLM=0。

③開(kāi)始出現(xiàn)標(biāo)記M期細(xì)胞時(shí)，表示處于S期最后階段的細(xì)胞，已渡過(guò)G2期，所以從PLM=0到出現(xiàn)PLM的時(shí)間間隔為T(mén)G2。

④ S期細(xì)胞逐漸進(jìn)入M期，PLM上升，到達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)候說(shuō)明來(lái)自處于S最后階段的細(xì)胞，已完成M，進(jìn)入G1期。所以從開(kāi)始出現(xiàn)M到PLM達(dá)到最高點(diǎn)（≈100%）的時(shí)間間隔就是TM。

⑤ 當(dāng)PLM開(kāi)始下降時(shí)，表明處于S期最初階段的細(xì)胞也已進(jìn)入M期，所以出現(xiàn)LM到PLM又開(kāi)始下降的一段時(shí)間等于TS。

⑥ 從LM出現(xiàn)到下一次LM出現(xiàn)的時(shí)間間隔就等于TC，根據(jù)TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的TG1長(zhǎng)度。

事實(shí)上由于一個(gè)細(xì)胞群體中TC和各時(shí)相不盡相同，第一個(gè)峰常達(dá)不到100%，以后的峰會(huì)發(fā)生衰減，PLM不一定會(huì)下降到零，所以實(shí)際測(cè)量時(shí)，常以（TG2+1/2TM）-TG2的方式求出TM。

（1）圖2中a點(diǎn)開(kāi)始檢測(cè)到帶3H標(biāo)記分裂期細(xì)胞，可知a點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)入細(xì)胞分裂期，則oa段為細(xì)胞分裂間期中的G2期。

（2）圖2中b點(diǎn)帶3H標(biāo)記分裂期細(xì)胞數(shù)開(kāi)始達(dá)到最大，意味著越來(lái)越多的細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)入分裂期。

（3）圖3中c點(diǎn)時(shí)，帶標(biāo)記的細(xì)胞百分?jǐn)?shù)開(kāi)始下降，表示原出于S期與G1期交界處的細(xì)胞已開(kāi)始有絲分裂，也就是說(shuō)a-c階段表示細(xì)胞中DNA開(kāi)始復(fù)制為S期。

（4）標(biāo)記物從第一次出現(xiàn)到第二次出現(xiàn)表示細(xì)胞分裂的一個(gè)周期。故a-e表示一個(gè)細(xì)胞周期。

Ⅱ（1）啟動(dòng)子的化學(xué)本質(zhì)是屬于DNA，所以其的基本單位為脫氧核苷酸。

（2）從圖中可以看出①為轉(zhuǎn)錄②為翻譯的過(guò)程，對(duì)于大腸桿菌來(lái)說(shuō)，細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所主要發(fā)生擬核之中；根據(jù)反密碼子可以寫(xiě)出mRNA中的密碼子依次為UCUCACGAA,對(duì)應(yīng)的基因中的堿基序列為AGAGAGCTT.

（3）從圖中可以看出，當(dāng)缺乏足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白R(shí)Pl能與mRNA分子上的RBS位點(diǎn)結(jié)合，使得mRNA不能與核糖體結(jié)合，讓蛋白質(zhì)的形成過(guò)程直接終止；等到可以合成蛋白質(zhì)時(shí)再合成，從而減少物質(zhì)和能量的浪費(fèi)。

（4）結(jié)合上題可知，rRAN減少時(shí)，蛋白質(zhì)的合成會(huì)被終止。從而抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖。

考點(diǎn)：本題考查細(xì)胞的分裂和基因的表達(dá)。

點(diǎn)評(píng)：本題極難，第一題對(duì)于一般學(xué)生來(lái)說(shuō)幾乎無(wú)法理解，需要用到課外的知識(shí)，僅僅從本題中獲得的信息是很難正確解答的，對(duì)于本題，學(xué)生不必研究過(guò)多，打好基礎(chǔ)才是上策。