Question

12．细胞周期包括分裂间期（分为G₁期、S期和G₂期）和分裂期（M期）．如图标注了甲动物（体细胞染色体数为12）肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量．请回答下列问题：

（1）若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记．在S期细胞内主要的变化是DNA复制和有关蛋白质的合成．洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测，预计最快约2.2h后会检测到被标记的M期细胞．
（2）从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为1.8h，处于M期的一个细胞中染色体数目的变化情况是12→24→12．
（3）若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响．预计加入过量胸苷约7.4 h后，细胞都将停留在S期．
（4）乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24h，M期时长为l．9h．若要在显徽镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用甲 （填“甲”或“乙”）动物肠上皮细胞更合适．观察染色体形态和数目最佳的时期是M期的中期．
（5）在光学显徽镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是后者在末期后出现细胞板，前者不会；还有前者的细胞膜和细胞质会向内凹陷，后者不会．

Answer 1

分析 分析曲线图：图示表示甲动物（体细胞染色体数为12）肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量．有丝分裂过程中，DNA含量变化规律为：间期加倍（2N→4N），末期还原（2N）；染色体变化规律为：后期加倍（4N），平时不变（2N），即12→24→12．

解答 解：（1）若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记．在S期细胞内主要的变化是DNA复制和有关蛋白质的合成，题目中所求为：“最快”，则被标记的DNA分子只有到达S期的最后并即将进入G2期，所以要经过2.2小时就可以在M期观测到被标记的M期细胞．
（2）从刚出现有标记的M期细胞，到达有标记的M期细胞达到最大值，则说明其时间经历的是一个M期的时间即1.8小时；由于该细胞中含有12条染色体，且M期为细胞分裂期（包含前期、中期、后期和末期四个时期），其染色体的数量变化是先加倍后减半，即：12→24→12．
（3）由题意可以知道：因为加入胸苷后只抑制了处于S期的细胞，而其他时期的细胞都不受其影响，则随着时间的推移，原来处于G1期的细胞先进入S期并被抑制停留在S期，然后是M期的细胞，最后是处于G2期的细胞，所以到细胞都停留在S期的时间为G1+M+G2，即为7.4小时．
（4）观察细胞分裂过程中染色体形态、数目的变化，更要选择分裂期在整个细胞周期中所占的比例相对较大的细胞，这样才更容易观察到试验现象．甲细胞分裂期在整个细胞周期中所占的比例为$\frac{1.8}{3.4+7.9+2.2+1.8}$×100%=11.76%，乙细胞分裂期在整个细胞周期中所占的比例为$\frac{1.9}{24}$×100%=7.92%，故选用甲动物肠上皮细胞更合适．观察染色体形态和数目最佳的时期是M期的中期，此时染色体形态和数目最清晰．
（5）通过题目意可以知道：该试题考查的是动、植物细胞在有丝分裂末期的不同．即动物细胞在有丝分裂末期细胞膜从中间凹陷，最终一个细胞缢裂为两个细胞；而植物细胞则是在赤道板平面上出现了细胞板，细胞板向四周延伸形成细胞壁，从而植物细胞由一个变为两个．
故答案为：
（1）DNA复制和有关蛋白质的合成   2.2
（2）1.8  12→24→12
（3）7.4
（4）甲 中期
（5）细胞板  向内凹陷

点评 本题结合曲线图，考查有丝分裂过程及其变化规律，首先要求考生识记有丝分裂过程不同时期的特点，掌握有丝分裂过程中DNA含量和染色体数目变化规律，解答第（1）和第（2）题；其次要求考生结合曲线图，特别是图中的数据，解答第（3）和第（4）题；还要求考生识记动植物细胞有丝分裂的区别，解答第（5）题．