Question

胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（简称胸苷）在细胞内可以转化为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，后者是合成DNA的原料，用含有³H—胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时后洗去游离的³H—胸苷。连续48小时检测小肠绒毛的被标记部位，结果如图所示（黑点表示放射性部位）。

请回答：

（1）处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性；这说明什么？

（2）处理后24小时左右，在b处可以检测到放射性，48小时左右，在c处检测到放射性，为什么？

（3）如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化？

（4）上述实验假如选用含有³H—尿嘧啶核糖核苷的营养液，请推测几小时内小肠黏膜层上放射性出现的情况将会怎样？为什么？

 

Answer 1

（1）小肠黏膜层只有a处的细胞能进行DNA复制和细胞分裂　（2）a处的细胞连续分裂把带有放射性标记的细胞推向b处，直至c处　（3）小肠黏膜细胞上的放射性将会因为细胞的衰老、死亡、脱落而消失　（4）在小肠黏膜层的各处都可以检测到放射性，因为小肠黏膜层上的细胞不断进行mRNA的合成

 

本题考查细胞的分裂和小肠绒毛的组成及特点等。因为DNA的复制需要脱氧核糖核苷酸作为原料，而DNA复制又只发生在细胞分裂过程中，所以在开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，说明只有a处的细胞能进行分裂，能够利用胸苷转化的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸进行DNA复制。24小时左右，在b处可以检测到放射性；48小时左右，在c处检测到放射性，观察图中a、b、c位置，可以得到答案。由于每个细胞都有自己的寿命，到一定时间就会衰老、死亡，死亡的细胞会脱落，所以随着时间的推移，c处死亡的细胞会不断脱落，这样黏膜中有放射性的细胞将会减少，直至没有。加入³H—尿嘧啶核糖核苷后，依题意知它能够转化为尿嘧啶核糖核苷酸，而尿嘧啶核糖核苷酸可以作为合成RNA的原料。由于细胞的代谢离不开蛋白质，蛋白质的合成又离不开mRNA的指导，所以黏膜层所有细胞中都在不断合成mRNA，通过它们指导合成需要的蛋白质。