Question

15．閱讀下列材料，回答相關問題．
資料一：為了測定人的肝癌細胞的細胞周期，先利用³H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)癌細胞并階段性取樣測定統(tǒng)計．一段時間后挑選4個核DNA 兩條鏈都被標記的癌細胞移入普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)，不同間隔時間取樣．有關測試結果如表：

取樣時間（h）	對應變化
0	細胞核開始被標記
3	被標記的細胞X進入分裂期
5	細胞X著絲粒開始分裂
6	細胞X分裂成兩個子細胞
15	標記細胞第二次進入分裂期
…
挑選4個被標記的細胞置于普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)20代	培養(yǎng)的后階段被標記細胞的比例在減少

資料二：生物興趣小組用同位素標記法探究得到洋蔥根尖細胞有絲分裂周期及各階段所經歷的時間，統(tǒng)計如表．

時期	G1期	S期	G2期	M期
時間（h）	10	7	3	1

請根據相關材料回答下列問題：
（1）肝癌細胞培養(yǎng)的原理是細胞增殖．肝癌細胞的一個分裂周期為12 小時．
（2）將被標記的肝癌細胞置于普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)到第一次分裂后期，細胞中被標記的染色體
有92條．
（3）在挑選4個被標記的細胞于普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)的后階段，被標記的細胞比例在減少的原因是被標記的細胞數(shù)不變，而子代細胞數(shù)不斷增加，細胞增殖20 代以后，被標記的細胞最多為368個．
（4）興趣小組的同學想通過實驗盡快調控洋蔥根尖分生區(qū)的細胞進行同步分裂，根據資料二中相關信息，他們討論得到的具體操作步驟是：
①將洋蔥根尖置于含有DNA 合成抑制劑的培養(yǎng)液培養(yǎng)14小時，讓根尖細胞停留于G₁期的終點和S 期．
②將根尖取出洗凈移入普通培養(yǎng)液培養(yǎng)最多不超過14小時，不能讓上一周期中最先進入S 期的細胞進入下一細胞周期的S 期．
③將以上培養(yǎng)的洋蔥根尖取出移入含有DNA 抑制劑的培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)至少11 小時，才可讓所有細胞被阻斷在G₁/S期交界處．
④將以上洋蔥根尖置于普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，即可實現(xiàn)細胞同步分裂．

Answer 1

分析 從圖1分析可知：一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期和分裂期．且一般分裂間期大約占細胞周期的90%～95%，而分裂期大約占5%～10%．在第三小時，細胞進入了分裂期，而在第15小時，標記細胞第二次進入分裂期，由此說明了該生物的細胞周期為12小時．
從圖2分析可知：一個細胞周期包含G₁期、S期、G₂期、M期四個連續(xù)階段，即間期與分裂期．間期分為三期、即DNA合成前期（G₁期）、DNA合成期（S期）與DNA合成后期（G₂期），M期為細胞分裂期． G₁期，從有絲分裂到DNA復制前的一段時期，又稱合成前期，此期主要合成RNA和核糖體．該期特點是物質代謝活躍，迅速合成RNA和蛋白質，細胞體積顯著增大．這一期的主要意義在于為下階段S期的DNA復制作好物質和能量的準備．
S期，即DNA合成期，在此期，除了合成DNA外，同時還要合成組蛋白．DNA復制所需要的酶都在這一時期合成．
G₂期，為DNA合成后期，是有絲分裂的準備期．在這一時期，DNA合成終止，大量合成RNA及蛋白質，包括微管蛋白和促成熟因子等．
M期，為細胞分裂期，包括前期、中期、后期和末期．

解答 解：（1）動物細胞培養(yǎng)的基本原理是細胞增殖（有絲分裂）．從圖上中可看出，在第3小時，細胞進入了分裂期，而在第15小時，標記細胞第二次進入分裂期，由此說明了該生物的細胞周期為12小時．
（2）人的正常癌細胞的染色體是46條，由于在有絲分裂后期著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍，因此此時的染色體數(shù)目是92條．
（3）隨著有絲分裂過程的進行，DNA在不斷地復制，由于DNA的復制方式是半保留型復制，因此被標記的細胞比例在減少．其原因可解釋為被標記的細胞數(shù)不變，而子代細胞數(shù)不斷增加．被標記的細胞最多為：每個細胞中的染色體數(shù)目×每條染色體上具有2個DNA×被標記的細胞數(shù)目=46條染色體×2個DNA×4個標記細胞=368個細胞．
（4）G₁期，從有絲分裂到DNA復制前的一段時期，又稱合成前期，此期主要合成RNA和核糖體．該期特點是物質代謝活躍，迅速合成RNA和蛋白質，細胞體積顯著增大．這一期的主要意義在于為下階段S期的DNA復制作好物質和能量的準備．
S期，即DNA合成期，在此期，除了合成DNA外，同時還要合成組蛋白．DNA復制所需要的酶都在這一時期合成．
G₂期，為DNA合成后期，是有絲分裂的準備期．在這一時期，DNA合成終止，大量合成RNA及蛋白質，包括微管蛋白和促成熟因子等．
①讓根尖細胞停留于G₁期的終點和S 期，將洋蔥根尖置于含有DNA 合成抑制劑的培養(yǎng)液培養(yǎng)的時間為：G₂+M+G₁=3+1+10=14小時．
②進入S 期的細胞進入下一細胞周期的S 期的時間為：G₂+M+G₁=3+1+10=14小時．
③讓所有細胞被阻斷在G₁/S期交界處，因此時間為7+3+1=11小時．
故答案為：
（1）細胞增殖    12    
（2）92  
（3）被標記的細胞數(shù)不變，而子代細胞數(shù)不斷增加    368  
（  4）14   14    11

點評 此題要求學生要有較高的生物學知識儲備，對細胞分裂間期分為三個時期，每一個時期的特點要理解并能靈活運用．