Question

15．阅读下列材料，回答相关问题．
资料一：为了测定人的肝癌细胞的细胞周期，先利用³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养癌细胞并阶段性取样测定统计．一段时间后挑选4个核DNA 两条链都被标记的癌细胞移入普通培养基中培养，不同间隔时间取样．有关测试结果如表：

取样时间（h）	对应变化
0	细胞核开始被标记
3	被标记的细胞X进入分裂期
5	细胞X着丝粒开始分裂
6	细胞X分裂成两个子细胞
15	标记细胞第二次进入分裂期
…
挑选4个被标记的细胞置于普通培养液中培养20代	培养的后阶段被标记细胞的比例在减少

资料二：生物兴趣小组用同位素标记法探究得到洋葱根尖细胞有丝分裂周期及各阶段所经历的时间，统计如表．

时期	G1期	S期	G2期	M期
时间（h）	10	7	3	1

请根据相关材料回答下列问题：
（1）肝癌细胞培养的原理是细胞增殖．肝癌细胞的一个分裂周期为12 小时．
（2）将被标记的肝癌细胞置于普通培养液中培养到第一次分裂后期，细胞中被标记的染色体
有92条．
（3）在挑选4个被标记的细胞于普通培养液中培养的后阶段，被标记的细胞比例在减少的原因是被标记的细胞数不变，而子代细胞数不断增加，细胞增殖20 代以后，被标记的细胞最多为368个．
（4）兴趣小组的同学想通过实验尽快调控洋葱根尖分生区的细胞进行同步分裂，根据资料二中相关信息，他们讨论得到的具体操作步骤是：
①将洋葱根尖置于含有DNA 合成抑制剂的培养液培养14小时，让根尖细胞停留于G₁期的终点和S 期．
②将根尖取出洗净移入普通培养液培养最多不超过14小时，不能让上一周期中最先进入S 期的细胞进入下一细胞周期的S 期．
③将以上培养的洋葱根尖取出移入含有DNA 抑制剂的培养液继续培养至少11 小时，才可让所有细胞被阻断在G₁/S期交界处．
④将以上洋葱根尖置于普通培养液中培养，即可实现细胞同步分裂．

Answer 1

分析 从图1分析可知：一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期．且一般分裂间期大约占细胞周期的90%～95%，而分裂期大约占5%～10%．在第三小时，细胞进入了分裂期，而在第15小时，标记细胞第二次进入分裂期，由此说明了该生物的细胞周期为12小时．
从图2分析可知：一个细胞周期包含G₁期、S期、G₂期、M期四个连续阶段，即间期与分裂期．间期分为三期、即DNA合成前期（G₁期）、DNA合成期（S期）与DNA合成后期（G₂期），M期为细胞分裂期． G₁期，从有丝分裂到DNA复制前的一段时期，又称合成前期，此期主要合成RNA和核糖体．该期特点是物质代谢活跃，迅速合成RNA和蛋白质，细胞体积显著增大．这一期的主要意义在于为下阶段S期的DNA复制作好物质和能量的准备．
S期，即DNA合成期，在此期，除了合成DNA外，同时还要合成组蛋白．DNA复制所需要的酶都在这一时期合成．
G₂期，为DNA合成后期，是有丝分裂的准备期．在这一时期，DNA合成终止，大量合成RNA及蛋白质，包括微管蛋白和促成熟因子等．
M期，为细胞分裂期，包括前期、中期、后期和末期．

解答 解：（1）动物细胞培养的基本原理是细胞增殖（有丝分裂）．从图上中可看出，在第3小时，细胞进入了分裂期，而在第15小时，标记细胞第二次进入分裂期，由此说明了该生物的细胞周期为12小时．
（2）人的正常癌细胞的染色体是46条，由于在有丝分裂后期着丝点分裂，染色体数目加倍，因此此时的染色体数目是92条．
（3）随着有丝分裂过程的进行，DNA在不断地复制，由于DNA的复制方式是半保留型复制，因此被标记的细胞比例在减少．其原因可解释为被标记的细胞数不变，而子代细胞数不断增加．被标记的细胞最多为：每个细胞中的染色体数目×每条染色体上具有2个DNA×被标记的细胞数目=46条染色体×2个DNA×4个标记细胞=368个细胞．
（4）G₁期，从有丝分裂到DNA复制前的一段时期，又称合成前期，此期主要合成RNA和核糖体．该期特点是物质代谢活跃，迅速合成RNA和蛋白质，细胞体积显著增大．这一期的主要意义在于为下阶段S期的DNA复制作好物质和能量的准备．
S期，即DNA合成期，在此期，除了合成DNA外，同时还要合成组蛋白．DNA复制所需要的酶都在这一时期合成．
G₂期，为DNA合成后期，是有丝分裂的准备期．在这一时期，DNA合成终止，大量合成RNA及蛋白质，包括微管蛋白和促成熟因子等．
①让根尖细胞停留于G₁期的终点和S 期，将洋葱根尖置于含有DNA 合成抑制剂的培养液培养的时间为：G₂+M+G₁=3+1+10=14小时．
②进入S 期的细胞进入下一细胞周期的S 期的时间为：G₂+M+G₁=3+1+10=14小时．
③让所有细胞被阻断在G₁/S期交界处，因此时间为7+3+1=11小时．
故答案为：
（1）细胞增殖    12    
（2）92  
（3）被标记的细胞数不变，而子代细胞数不断增加    368  
（  4）14   14    11

点评 此题要求学生要有较高的生物学知识储备，对细胞分裂间期分为三个时期，每一个时期的特点要理解并能灵活运用．