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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                               

 

【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。

 

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源:2013届江西省江西师大附中、临川一中高三12月联考生物试卷(带解析) 题型:综合题

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                               

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科目:高中生物 来源:2011届江西省临川二中高三下学期第一次模拟考试(理综)生物部分 题型:综合题

一个完整的细胞周期包括间期和分裂期(即M期),间期又可划分为G1期(主要进行RNA和有关蛋白质的合成)、S期(进行DNA分子复制)和G2期(继续合成少量的蛋白质和RNA)。
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。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分裂期(M期)细胞,计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。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):
 
(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。[来源:学。科。网]
(3)图3中c点时,带标记的细胞百分数开始下降,则a-c段所经历的时间相当于____________期的时间。
(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中e点,则d-e段所经历的时间相当于_____________________时期的时间,因此一个完整的细胞周期的时间相当于_______________段经历的时间。

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科目:高中生物 来源:2010-2011学年江西省高三下学期第一次模拟考试(理综)生物部分 题型:综合题

一个完整的细胞周期包括间期和分裂期(即M期),间期又可划分为G1期(主要进行RNA和有关蛋白质的合成)、S期(进行DNA分子复制)和G2期(继续合成少量的蛋白质和RNA)。

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。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分裂期(M期)细胞,计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。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):

 

(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。[来源:学。科。网]

(3)图3中c点时,带标记的细胞百分数开始下降,则a-c段所经历的时间相当于____________期的时间。

(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中e点,则d-e段所经历的时间相当于_____________________时期的时间,因此一个完整的细胞周期的时间相当于_______________段经历的时间。

 

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科目:高中生物 来源: 题型:

根据小球藻的材料回答下列问题。

材料一:将小球藻放入一烧杯中培养。在不同温度下,光合速率与光照强度关系如下图所示。

材料二:如下图A、B、C图分别表示三种不同类型的生物细胞,D图表示发生在某生物细胞中的生理活动示意图。

根据材料一回答下面问题:

(1)光合作用中能吸收、转化光能的是          ,分布在          上。光合作用中既能做还原剂又能提供能量的物质是                  

(2)从图中可以看出,小球藻的光合速率与             等因素有关。在温度为30℃,光照强度为15klx时,影响光合速率的外界因素可能是              

(3)对于温室大棚里的农作物,通过         措施,可以增加CO2含量,提高农作物的光能利用率。如果突然中断CO2的供应,短暂时间内C5含量变化为         

根据材料二回答下面问题:

(4)与小球藻细胞结构和代谢类型相同的是图         ,可能具有固氮作用的是图  

(5)如果A细胞介胰岛A细胞,则产生的激素是         ,它在核糖体中合成之后,按照(用箭头和结构名称表示)                   的方向运到细胞外,该激素在调节血糖平衡时与       (激素)有协同作用。

(6)D图中叶绿体产生的O2若在同一细胞内被消耗,O2穿过了       层磷脂分子层。

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同步练习册答案