Question

某研究小组采用放射性同位素碳14进行了两组动物细胞学实验，其内容如下。

实验一：诱导放射性同位素碳14完全标记的细胞样本，使其分别只在碳12的培养基内进行有丝分裂和减数分裂，实验期间收集到分裂中期的细胞样本甲和乙，以及分裂后期的样本丙和丁，统计样本放射性标记的染色体数和核DNA分子数如下表：

（1）从上表推断，该生物的正常体细胞的染色体数为_______________。

（2）上表中可以肯定属于减数分裂的样本是______________________。

（3）四个样本中，取样时间最早的可能是________________________。

实验二：使用放射性同位素碳14分别标记尿嘧啶核苷酸和亮氨酸，其后添加到两组细胞培养液中，并对碳14在细胞中的分布进行跟踪测定。

（4）在两组实验中，放射性均能达到较高水平的细胞器包括__________

（5）实验过程中，发现细胞对于放射性亮氨酸的吸收量远远高于同时期对放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量，对其解释不合理的一项是_______。

①每条mRNA可以指导合成多个蛋白质分子

②尿嘧啶核苷酸可以通过RNA的降解再次使用，而蛋白质不能被降解

③蛋白质在细胞内的含量远高于核糖核酸在细胞中的含量

Answer

20 乙 甲 核糖体 ②

【解析】

若对细胞中的DNA均用14C进行标记，放在12C的环境中进行有丝分裂，经过间期的复制，每条染色单体上的每个DNA均同时含有14C12C，第一次分裂形成的2个子细胞中的每条染色体上的每个DNA均同时含有14C12C，再进行第二轮DNA复制，每条染色体上的2个DNA分子，一个只含12C，一个同时含有14C12C，故第二次有丝分裂的形成的4个子细胞中，可能有2-4个细胞含有14C，一个子细胞中含14C的染色体的数目为0-20。

若对细胞中的DNA均用14C进行标记，放在12C的环境中进行减数分裂，经过间期的复制，每条染色单体上的每个DNA均同时含有14C12C，第一次减数分裂实质是同源染色体的分离，每个子细胞中所有染色体均同时含有14C12C，第二次减数分裂的实质是姐妹染色单体的分离，每个子细胞中所有染色体均同时含有14C12C。

（1）图表中，处于中期的甲和乙中带标记的染色体数目分别为20和10，且每条染色体上的2个DNA均含14C，故甲可能是有丝分裂的中期（第一个细胞周期）或减数第一次分裂的中期，乙可能是减数第二次分裂的中期，故推测该生物体细胞应该含有20条染色体。

（2）上表中乙中带标记的染色体数目是体细胞的一半，故属于减数第二次分裂的中期。甲可能是减数分裂第一次分裂中期或有丝分裂的中期；丙可能是减数第二次分裂的后期或有丝分裂的后期（如第二个细胞周期的中期），丁中带标记的染色体只有12条，一定是有丝分裂的细胞。故图中可以肯定是减数分裂的样本是乙。

（3）四个样本中，甲可能是第一个细胞周期的有丝分裂的中期或减数第一次分裂的中期，取样时间最早。

实验二：使用放射性同位素碳14分别标记尿嘧啶核苷酸（会出现在RNA中）和亮氨酸（会参与蛋白质的合成），其后添加到两组细胞培养液中，并对碳14在细胞中的分布进行跟踪测定。

（4）在两组实验中，放射性均能达到较高水平的细胞器包括核糖体，因为含放射性的尿嘧啶核苷酸会出现在mRNA中，带标记的氨基酸会出现在多肽中，二者均会出现核糖体部位。

（5）实验过程中，发现细胞对于放射性亮氨酸的吸收量远远高于同时期对放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量，可能的原因是①每条mRNA可以指导合成多个蛋白质分子；③蛋白质在细胞内的含量远高于核糖核酸在细胞中的含量。因为RNA和蛋白质均可以讲解，故②错误。