Question

【題目】細(xì)胞周期分為分裂間期和分裂期(M期)，分裂間期包括G1期、S期和G2期。高等動(dòng)物細(xì)胞Z的細(xì)胞周期中，各時(shí)期經(jīng)歷時(shí)間依次為G1期8 h、S期6 h、G2期5 h、M期1 h。HU(羥基脲)是一種DNA合成抑制劑，能阻斷DNA分子的復(fù)制，使細(xì)胞周期停留于S期，對(duì)S期以外的細(xì)胞分裂進(jìn)程無(wú)影響。為了驗(yàn)證HU的作用并獲得分裂同步的細(xì)胞，研究人員利用細(xì)胞Z和HU進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提出了以下實(shí)驗(yàn)思路：

①A組：培養(yǎng)液＋Z細(xì)胞＋HU(用生理鹽水配制)。

B組：培養(yǎng)液＋Z細(xì)胞＋生理鹽水。

②培養(yǎng)14 h后，統(tǒng)計(jì)A、B兩組中各時(shí)期細(xì)胞所占百分比。

③將A組培養(yǎng)液中的HU全部洗脫，更換新鮮培養(yǎng)液，繼續(xù)培養(yǎng)10 h，再向A組培養(yǎng)液中加入HU。

④ 。

請(qǐng)回答：

（1）請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)思路④____________。

（2）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一張統(tǒng)計(jì)結(jié)果記錄表，并將實(shí)驗(yàn)思路②的統(tǒng)計(jì)結(jié)果填入表中__________。

（3）分析與討論

①分裂間期細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的主要變化是______________________；若向G1期細(xì)胞注入S期細(xì)胞蛋白，推測(cè)該細(xì)胞進(jìn)入S期的時(shí)間將比正常G1期細(xì)胞進(jìn)入S期的時(shí)間________(填不變、提前或延后)；若將B組細(xì)胞培養(yǎng)在缺乏某種氨基酸的培養(yǎng)液中，處于________期的細(xì)胞會(huì)立刻被抑制。

②為了獲得較精確的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，A、B組分別應(yīng)_______________。

③若實(shí)驗(yàn)思路④科學(xué)合理，經(jīng)④后細(xì)胞都將處于_________期。

Answer 1

【答案】培養(yǎng)12 h（≥10均可）后，統(tǒng)計(jì)A、B兩組中各時(shí)期細(xì)胞所占百分比 DNA分子復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 提前 G1和G2 設(shè)置多個(gè)重復(fù)樣品 S期(或G1/S期交界處)

【解析】

1、有絲分裂間期分為G1、S、G2三個(gè)階段，其中G1期與G2期進(jìn)行RNA（即核糖核酸）的合成與有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，S期進(jìn)行DNA的復(fù)制。

2、在高等動(dòng)物Z細(xì)胞的細(xì)胞周期中，各時(shí)期經(jīng)歷的時(shí)間依次為G1期8 h、S期6 h、G2期5 h、M期1 h，則細(xì)胞周期的時(shí)間為20小時(shí)，G1期細(xì)胞在細(xì)胞周期中所占的比例為40%，同理S期在細(xì)胞周期中所占的比例為30%，G2期細(xì)胞在細(xì)胞周期中所占的比例為25%，M期細(xì)胞在細(xì)胞周期中所占的比例為5%。

（1）將A組培養(yǎng)液中的HU全部洗脫，更換新鮮培養(yǎng)液，繼續(xù)培養(yǎng)10 h，則原處于G1期的細(xì)胞均進(jìn)入S期，部分細(xì)胞至多在經(jīng)過(guò)4h即經(jīng)過(guò)S期，再向A組培養(yǎng)液中加入HU，培養(yǎng)12 h（≥10均可）后，A組細(xì)胞均將進(jìn)入S期或處于G1/S期交界處。

（2）A組培養(yǎng)液中加入了HU，而HU(羥基脲)是一種DNA合成抑制劑，能阻斷DNA分子的復(fù)制，使細(xì)胞周期停留于S期，因此培養(yǎng)14小時(shí)后原處于G2期、M期、G1期的細(xì)胞均停留在G1期，比例為70%，S期細(xì)胞占細(xì)胞周期的比例為30%，B組細(xì)胞因沒(méi)有加入HU，細(xì)胞正常分裂，因此14小時(shí)后 G1占40%，S占30%，G2占25%，M占,5%，即結(jié)果如下：

（3）①分裂間期細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的主要變化是DNA分子復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成；因?yàn)橄騁1期細(xì)胞注入S期細(xì)胞蛋白，就相當(dāng)于給該期細(xì)胞注入了啟動(dòng)S期的信號(hào)，故推測(cè)該細(xì)胞進(jìn)入S期的時(shí)間將比正常G1期細(xì)胞進(jìn)入S期的時(shí)間提前；若將B組細(xì)胞培養(yǎng)在缺乏某種氨基酸的培養(yǎng)液中，因?yàn)镚1和G2進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成，而此時(shí)細(xì)胞內(nèi)缺乏某種蛋白質(zhì)，故細(xì)胞會(huì)立刻被抑制在G1和G2期。

②為了獲得較精確的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通常的做法是對(duì)A、B組設(shè)置多個(gè)重復(fù)樣品，求得平均值。

③若實(shí)驗(yàn)思路④科學(xué)合理，經(jīng)④后細(xì)胞都將處于S期(或G1/S期交界處)期。