Question

【題目】某研究小組將某動(dòng)物細(xì)胞放在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間后，再移至普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)，不同時(shí)間取樣后進(jìn)行放射自顯影，在顯微鏡下觀察計(jì)數(shù)，結(jié)果如下表。試回答：

取樣時(shí)間序號	取樣時(shí)間(h)	被標(biāo)記細(xì)胞
A	0	細(xì)胞核開始被標(biāo)記
B	3	觀察到一個(gè)被標(biāo)記細(xì)胞X開始進(jìn)入分裂期
C	5	細(xì)胞X著絲點(diǎn)開始分裂
D	6	細(xì)胞X分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，被標(biāo)記細(xì)胞數(shù)目在增加
E	13	被標(biāo)記細(xì)胞第二次進(jìn)入分裂期
F	……	被標(biāo)記細(xì)胞的比例在減少
G	100	被標(biāo)記細(xì)胞的數(shù)目在減少

(1) 據(jù)表分析，該動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞周期約為________。

(2) A時(shí)間取樣，細(xì)胞核開始被標(biāo)記，說明________開始合成；除H元素的同位素之外，我們還可以選擇________的同位素進(jìn)行標(biāo)記。(至少兩種)

(3) D時(shí)間取樣，被標(biāo)記的細(xì)胞的比例為________。

(4) G時(shí)間取樣，被標(biāo)記細(xì)胞數(shù)目減少的原因是________________。

(5) 細(xì)胞周期控制系統(tǒng)有一些獨(dú)特的檢查點(diǎn)機(jī)制，P53蛋白就是一個(gè)“盡職的檢察員”，對細(xì)胞分裂起“監(jiān)視”作用，其作用機(jī)理如下圖所示。P53蛋白能激活P21基因表達(dá)出Cdk抑制蛋白(Cdk蛋白是一系列細(xì)胞周期蛋白，負(fù)責(zé)調(diào)控細(xì)胞周期的不同事件)。

①圖中DNA損傷是由于X射線導(dǎo)致DNA中的________斷裂。

②據(jù)圖分析，P53蛋白通過途徑一調(diào)控的意義有________。

Answer 1

【答案】10h DNA C、O、N、P 100%(或1) 被標(biāo)記細(xì)胞凋亡 磷酸二酯鍵 為細(xì)胞在復(fù)制之前修補(bǔ)損傷DNA贏得了時(shí)間(或阻止錯(cuò)誤的DNA復(fù)制)

【解析】

本題主要考查細(xì)胞周期、同位素標(biāo)記法及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有關(guān)知識。細(xì)胞分裂一次經(jīng)歷的時(shí)間為一個(gè)細(xì)胞周期，包括分裂間期和分裂期；脫氧核苷酸含有C、H、O、N、P等元素都可以作為標(biāo)記元素；

(1) 細(xì)胞分裂一次經(jīng)歷的時(shí)間為一個(gè)細(xì)胞周期，包括分裂間期和分裂期．根據(jù)題意結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知，由B（標(biāo)記細(xì)胞開始進(jìn)入分裂期）到D（細(xì)胞X分裂成兩個(gè)子細(xì)胞）表示分裂期，時(shí)間為3h；由D（細(xì)胞X分裂成兩個(gè)子細(xì)胞）到E（標(biāo)記細(xì)胞第二次進(jìn)入分裂期）表示分裂間期，時(shí)間為7h．所以一個(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間為10h。

(2) A時(shí)間取樣，細(xì)胞核開始被標(biāo)記，胸腺嘧啶脫氧核苷酸是合成DNA的原料，所以用3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)細(xì)胞，被標(biāo)記的是DNA，說明DNA開始合成；除H元素的同位素之外，脫氧核苷酸還含有C、O、N、P等元素，故還可以選擇C、O、N、P的同位素進(jìn)行標(biāo)記。

(3) D時(shí)間細(xì)胞X分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，此時(shí)取樣，細(xì)胞都被標(biāo)記。

(4) G時(shí)間取樣，此時(shí)大約分裂了10次，被標(biāo)記細(xì)胞衰老，凋亡，故數(shù)目減少。

（5）據(jù)①圖所示，X射線照射，DNA的磷酸二酯鍵斷裂，形成DNA片段。

②據(jù)圖分析，當(dāng)細(xì)胞中的DNA損傷時(shí)，P53蛋白能激活P21基因表達(dá)出Cdk抑制蛋白，阻止DNA復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯，同時(shí)啟動(dòng)DNA修復(fù)機(jī)制，使損傷的DNA得以修復(fù)，為細(xì)胞在復(fù)制之前修補(bǔ)損傷DNA贏得了時(shí)間。