Question

Ⅰ、在某生物細(xì)胞培養(yǎng)液中加入用³H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，短暫培養(yǎng)一段時間后，洗去³H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸。使在該段時間內(nèi)已處于DNA復(fù)制期不同階段的全部細(xì)胞中DNA被³H標(biāo)記，而當(dāng)時處于其它時期的細(xì)胞則不帶標(biāo)記。間期分為  G1期（DNA復(fù)制前期），S期（DNA復(fù)制期,占間期的大部分時間）， G2期（DNA復(fù)制后期），不同時間取樣做細(xì)胞放射性自顯影，找出正處于有絲分裂的M期 (分裂期)細(xì)胞，計算其中帶³H標(biāo)記的細(xì)胞占所有細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)。得到下圖（圖1～圖4中橫軸為時間，縱軸為帶標(biāo)記細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的百分?jǐn)?shù)）：回答各時期均用字母表示

（1）圖2中a點開始檢測到帶³H標(biāo)記分裂期細(xì)胞，則o-a為___________期

（2）圖2中b點帶³H標(biāo)記分裂期細(xì)胞數(shù)開始達到最大值，則a-b段表示   期。

（3）圖3中c點時，帶標(biāo)記的細(xì)胞百分?jǐn)?shù)開始下降，則a-c段表示什么時期：_________

（4）此后，帶標(biāo)記的分裂期細(xì)胞數(shù)逐漸減少，直到消失，到第二次出現(xiàn)帶有標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)時為圖表中e點，則一個完整的細(xì)胞周期的時間為：                     。

Ⅱ、操縱元是原核細(xì)胞基因表達調(diào)控的一種組織形式，它由啟動子、結(jié)構(gòu)基因，(編碼蛋白基因)、終止子等部分組成。如圖表示大腸桿菌細(xì)胞中核糖體蛋白(RP)合成及調(diào)控過程，圖中①②表示相關(guān)生理過程，mRNA上的RBS是核糖體結(jié)合位點。請回答下列問題：

(1)啟動子的基本組成單位是           ，

(2)過程①進行的場所是        ，RPl中有一段氨基酸序列為“一絲氨酸一組氨酸一谷氨酸一”，轉(zhuǎn)運絲氨酸、組氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密碼子分別為AGA、GUG、CUU，則基因1中決定該氨基酸序列的模板鏈堿基序列為          。

(3)圖示表明，當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白RPl能與mRNA分子上的RBS位點結(jié)合，從而導(dǎo)致mRNA      ，終止核糖體蛋白的合成。這種調(diào)節(jié)機制 既保證細(xì)胞內(nèi)rRNA與核糖體在數(shù)量上的平衡，又可以減少       。

(4)大豆中的一種成分——染料木黃酮因能抑制rRNA形成而成為抗癌藥物的成分，試結(jié)合題中信息分析染料木黃酮抗癌的機理                               。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ（1）G2期    

（2）M期  （3）S期、 （4）a-e或b-f

Ⅱ（1）脫氧核苷酸    （2）細(xì)胞質(zhì)（核區(qū)或擬核亦可）    -AGAGTGCTT- 

（3）不能與核糖體結(jié)合     物質(zhì)和能量的浪費   

（4）該物質(zhì)（染料木黃酮）可以抑制rRNA的形成，PP1與mRNA中RBS位點結(jié)合，終止核糖體蛋白的合成，進而減少細(xì)胞中核糖體的數(shù)量，降低蛋白質(zhì)的合成速率，抑制癌細(xì)胞的生長、增殖。（2分）

【解析】

試題分析：Ⅰ根據(jù)題意可知，考試時所標(biāo)記的細(xì)胞均為間期的細(xì)胞，而分裂期的細(xì)胞未被標(biāo)記；而最終檢測是分裂期細(xì)胞所占的比例，也就說間期的細(xì)胞開始進入分裂期后才會被檢測到。標(biāo)記有絲分裂百分率法（percentage labeled mitoses，PLM）是一種常用的測定細(xì)胞周期時間的方法。其原理是對測定細(xì)胞進行脈沖標(biāo)記、定時取材、利用放射自顯影技術(shù)顯示標(biāo)記細(xì)胞，通過統(tǒng)計標(biāo)記有絲分裂細(xì)胞百分?jǐn)?shù)的辦法來測定細(xì)胞周期。

有關(guān)名詞：

TG1：G1期的持續(xù)時間

TG2：G2期的持續(xù)時間

TS：S期的持續(xù)時

TM：M期的持續(xù)時間

TC：一個細(xì)胞周期的持續(xù)時間

PLM：標(biāo)記的有絲分裂細(xì)胞所占的比例

TDR：胸腺嘧啶核苷，是DNA的特異前體，能被S期細(xì)胞攝入，而摻進DNA中。通常使用的是3H或者14C標(biāo)記的TDR。

測定原理（圖13-2）：

① 待測細(xì)胞經(jīng)3H-TDR標(biāo)記后，所有S期細(xì)胞均被標(biāo)記。

② S期細(xì)胞經(jīng)G2期才進入M期，所以一段時間內(nèi)PLM=0。

③開始出現(xiàn)標(biāo)記M期細(xì)胞時，表示處于S期最后階段的細(xì)胞，已渡過G2期，所以從PLM=0到出現(xiàn)PLM的時間間隔為TG2。

④ S期細(xì)胞逐漸進入M期，PLM上升，到達到最高點的時候說明來自處于S最后階段的細(xì)胞，已完成M，進入G1期。所以從開始出現(xiàn)M到PLM達到最高點（≈100%）的時間間隔就是TM。

⑤ 當(dāng)PLM開始下降時，表明處于S期最初階段的細(xì)胞也已進入M期，所以出現(xiàn)LM到PLM又開始下降的一段時間等于TS。

⑥ 從LM出現(xiàn)到下一次LM出現(xiàn)的時間間隔就等于TC，根據(jù)TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的TG1長度。

事實上由于一個細(xì)胞群體中TC和各時相不盡相同，第一個峰常達不到100%，以后的峰會發(fā)生衰減，PLM不一定會下降到零，所以實際測量時，常以（TG2+1/2TM）-TG2的方式求出TM。

（1）圖2中a點開始檢測到帶3H標(biāo)記分裂期細(xì)胞，可知a點開始進入細(xì)胞分裂期，則oa段為細(xì)胞分裂間期中的G2期。

（2）圖2中b點帶3H標(biāo)記分裂期細(xì)胞數(shù)開始達到最大，意味著越來越多的細(xì)胞開始進入分裂期。

（3）圖3中c點時，帶標(biāo)記的細(xì)胞百分?jǐn)?shù)開始下降，表示原出于S期與G1期交界處的細(xì)胞已開始有絲分裂，也就是說a-c階段表示細(xì)胞中DNA開始復(fù)制為S期。

（4）標(biāo)記物從第一次出現(xiàn)到第二次出現(xiàn)表示細(xì)胞分裂的一個周期。故a-e表示一個細(xì)胞周期。

Ⅱ（1）啟動子的化學(xué)本質(zhì)是屬于DNA，所以其的基本單位為脫氧核苷酸。

（2）從圖中可以看出①為轉(zhuǎn)錄②為翻譯的過程，對于大腸桿菌來說，細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄的場所主要發(fā)生擬核之中；根據(jù)反密碼子可以寫出mRNA中的密碼子依次為UCUCACGAA,對應(yīng)的基因中的堿基序列為AGAGAGCTT.

（3）從圖中可以看出，當(dāng)缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白RPl能與mRNA分子上的RBS位點結(jié)合，使得mRNA不能與核糖體結(jié)合，讓蛋白質(zhì)的形成過程直接終止；等到可以合成蛋白質(zhì)時再合成，從而減少物質(zhì)和能量的浪費。

（4）結(jié)合上題可知，rRAN減少時，蛋白質(zhì)的合成會被終止。從而抑制癌細(xì)胞的生長和繁殖。

考點：本題考查細(xì)胞的分裂和基因的表達。

點評：本題極難，第一題對于一般學(xué)生來說幾乎無法理解，需要用到課外的知識，僅僅從本題中獲得的信息是很難正確解答的，對于本題，學(xué)生不必研究過多，打好基礎(chǔ)才是上策。