Question

【題目】放射性同位素自顯影技術被用于研究細胞有絲分裂過程中DNA和RNA的變化。圖中表示洋蔥根尖處于有絲分裂各階段細胞中DNA和mRNA的含量變化。試回答有關問題：

（1）在放射性同位素標記研究中，為區(qū)別DNA和RNA，最好選擇標記的物質依次是___________，研究中選擇的測量材料是根尖__________部位，你的依據是__________。

（2）在細胞分裂的a時期，細胞中的mRNA主要用于指導合成____________。試解釋處于分裂期的細胞中mRNA含量較低的最可能原因______________。

（3）圖示c時期細胞核DNA、染色體與染色單體數(shù)目比例為___________，這種比例將維持到細胞分裂的___________才可能開始變化。

（4）依據圖示，細胞中核糖體功能旺盛的分裂時期可能是__________。(填圖中字母)

（5）圖中細胞核DNA減半的原因是______________。

Answer 1

【答案】胸腺嘧啶脫氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸 分生區(qū)細胞 根尖中僅分生區(qū)細胞可能分裂 參與DNA復制有關的蛋白質 分裂期細胞核DNA存在于高度螺旋化的染色體中，不能解旋、轉錄形成mRNA 2:1:2 后期 a、c 染色體平均分配到兩個子細胞核中

【解析】

DNA與RNA含氮堿基不同，故可用DNA和RNA中的特有堿基對其標記進行區(qū)分，分生區(qū)的細胞可以分裂，故要觀察有絲分裂應選根尖的分生區(qū)。細胞周期包括間期和分裂期，間期分為G1、S、G2三個時期，主要進行DNA復制和有關蛋白質合成，分裂期又分為前、中、后、末四個時期，主要進行染色體的形態(tài)變化和數(shù)量的平均分配。

（1）DNA中特有的堿基是T，RNA中特有的堿基是U，在放射性同位素標記研究中，為區(qū)別DNA和RNA，應選擇標記的合成原料依次是胸腺嘧啶脫氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸分別標記DNA和RNA。因為根尖中只有分生區(qū)細胞可以分裂，因此研究中應選擇的測量材料是洋蔥根尖的分生區(qū)部位。
（2）a為G1期，此時細胞中的mRNA主要用于指導合成與DNA復制有關的蛋白質。d、e為分裂期，此時細胞核DNA存在于高度螺旋化的染色體中，不能解旋、轉錄形成mRNA，因此mRNA含量較低。
（3）c為G2期，此時已經完成DNA復制，每條染色體上含有兩條姐妹染色單體，故細胞核DNA、染色體與染色單體數(shù)目之比為2：1：2，這種比例將維持到細胞分裂的后期著絲點分裂后才開始變化。
（4）圖中a、c時期細胞中mRNA含量較高，因此這兩個時期可能是細胞中核糖體活動旺盛的時期。
（5）有絲分裂末期，染色體平均分配到兩個子細胞，導致細胞核DNA減半。