Question

Ⅰ、在某生物细胞培养液中加入用³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，短暂培养一段时间后，洗去³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。使在该段时间内已处于DNA复制期不同阶段的全部细胞中DNA被³H标记，而当时处于其它时期的细胞则不带标记。间期分为  G1期（DNA复制前期），S期（DNA复制期,占间期的大部分时间）， G2期（DNA复制后期），不同时间取样做细胞放射性自显影，找出正处于有丝分裂的M期 (分裂期)细胞，计算其中带³H标记的细胞占所有细胞的百分数。得到下图（图1～图4中横轴为时间，纵轴为带标记细胞占总细胞数的百分数）：回答各时期均用字母表示

（1）图2中a点开始检测到带³H标记分裂期细胞，则o-a为___________期

（2）图2中b点带³H标记分裂期细胞数开始达到最大值，则a-b段表示   期。

（3）图3中c点时，带标记的细胞百分数开始下降，则a-c段表示什么时期：_________

（4）此后，带标记的分裂期细胞数逐渐减少，直到消失，到第二次出现带有标记的细胞数时为图表中e点，则一个完整的细胞周期的时间为：                     。

Ⅱ、操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因，(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程，图中①②表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题：

(1)启动子的基本组成单位是           ，

(2)过程①进行的场所是        ，RPl中有一段氨基酸序列为“一丝氨酸一组氨酸一谷氨酸一”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为          。

(3)图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RPl能与mRNA分子上的RBS位点结合，从而导致mRNA      ，终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制 既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡，又可以减少       。

(4)大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分，试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理                               。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ（1）G2期    

（2）M期  （3）S期、 （4）a-e或b-f

Ⅱ（1）脱氧核苷酸    （2）细胞质（核区或拟核亦可）    -AGAGTGCTT- 

（3）不能与核糖体结合     物质和能量的浪费   

（4）该物质（染料木黄酮）可以抑制rRNA的形成，PP1与mRNA中RBS位点结合，终止核糖体蛋白的合成，进而减少细胞中核糖体的数量，降低蛋白质的合成速率，抑制癌细胞的生长、增殖。（2分）

【解析】

试题分析：Ⅰ根据题意可知，考试时所标记的细胞均为间期的细胞，而分裂期的细胞未被标记；而最终检测是分裂期细胞所占的比例，也就说间期的细胞开始进入分裂期后才会被检测到。标记有丝分裂百分率法（percentage labeled mitoses，PLM）是一种常用的测定细胞周期时间的方法。其原理是对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放射自显影技术显示标记细胞，通过统计标记有丝分裂细胞百分数的办法来测定细胞周期。

有关名词：

TG1：G1期的持续时间

TG2：G2期的持续时间

TS：S期的持续时

TM：M期的持续时间

TC：一个细胞周期的持续时间

PLM：标记的有丝分裂细胞所占的比例

TDR：胸腺嘧啶核苷，是DNA的特异前体，能被S期细胞摄入，而掺进DNA中。通常使用的是3H或者14C标记的TDR。

测定原理（图13-2）：

① 待测细胞经3H-TDR标记后，所有S期细胞均被标记。

② S期细胞经G2期才进入M期，所以一段时间内PLM=0。

③开始出现标记M期细胞时，表示处于S期最后阶段的细胞，已渡过G2期，所以从PLM=0到出现PLM的时间间隔为TG2。

④ S期细胞逐渐进入M期，PLM上升，到达到最高点的时候说明来自处于S最后阶段的细胞，已完成M，进入G1期。所以从开始出现M到PLM达到最高点（≈100%）的时间间隔就是TM。

⑤ 当PLM开始下降时，表明处于S期最初阶段的细胞也已进入M期，所以出现LM到PLM又开始下降的一段时间等于TS。

⑥ 从LM出现到下一次LM出现的时间间隔就等于TC，根据TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的TG1长度。

事实上由于一个细胞群体中TC和各时相不尽相同，第一个峰常达不到100%，以后的峰会发生衰减，PLM不一定会下降到零，所以实际测量时，常以（TG2+1/2TM）-TG2的方式求出TM。

（1）图2中a点开始检测到带3H标记分裂期细胞，可知a点开始进入细胞分裂期，则oa段为细胞分裂间期中的G2期。

（2）图2中b点带3H标记分裂期细胞数开始达到最大，意味着越来越多的细胞开始进入分裂期。

（3）图3中c点时，带标记的细胞百分数开始下降，表示原出于S期与G1期交界处的细胞已开始有丝分裂，也就是说a-c阶段表示细胞中DNA开始复制为S期。

（4）标记物从第一次出现到第二次出现表示细胞分裂的一个周期。故a-e表示一个细胞周期。

Ⅱ（1）启动子的化学本质是属于DNA，所以其的基本单位为脱氧核苷酸。

（2）从图中可以看出①为转录②为翻译的过程，对于大肠杆菌来说，细胞内转录的场所主要发生拟核之中；根据反密码子可以写出mRNA中的密码子依次为UCUCACGAA,对应的基因中的碱基序列为AGAGAGCTT.

（3）从图中可以看出，当缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RPl能与mRNA分子上的RBS位点结合，使得mRNA不能与核糖体结合，让蛋白质的形成过程直接终止；等到可以合成蛋白质时再合成，从而减少物质和能量的浪费。

（4）结合上题可知，rRAN减少时，蛋白质的合成会被终止。从而抑制癌细胞的生长和繁殖。

考点：本题考查细胞的分裂和基因的表达。

点评：本题极难，第一题对于一般学生来说几乎无法理解，需要用到课外的知识，仅仅从本题中获得的信息是很难正确解答的，对于本题，学生不必研究过多，打好基础才是上策。