Question

【題目】某研究小組采用放射性同位素碳14進行了兩組動物細胞學實驗，其內容如下：

實驗一：誘導放射性同位素碳完全標記的細胞樣本，使其分別在只有碳12的培養基內進行 有絲分裂和減數分裂，實驗期間收集到分裂中期的細胞樣本甲和乙、以及分裂后期的樣本丙和丁，統計樣本放射性標記的染色體數和核DNA分子數如下表：

樣本	標記染色體數	標記DNA數	樣本	標記染色體數	標記DNA數
甲	20	40	丙	20	20
乙	10	20	丁	12	12

（1）從上表推斷，該生物的正常體細胞的染色體數為_____。

（2）上表中可以肯定屬于減數分裂的樣本是_____。

（3）四個樣本中，取樣時間最早的可能是_____。

實驗二：使用放射性同位素碳14分別標記尿嘧啶核苷酸和亮氨酸，其后添加到兩組細胞培 養基中，并對碳14在細胞中的分布進行跟蹤測定。

（4）在兩組實驗中，放射性均能達到較高水平的細胞器包括_____。

（5）實驗過程中，發現細胞對于放射性亮氨酸的吸收量遠遠高于同時期對放射性尿嘧啶核 苷酸的吸收量，對其解釋不合理的一項是_____。

①每條mRNA可以自動合成多個蛋白質分子

②尿嘧啶核苷酸可以通過RNA的降解再次使用，而蛋白質不能被降解

③蛋白質在細胞內的含量遠遠高于核糖核酸在細胞中的含量

Answer 1

【答案】20 乙 甲 核糖體和線粒體 ②

【解析】

放射性同位素碳完全標記的細胞樣本，在只有碳12的培養基內進行有絲分裂，第一次有絲分裂中期每條染色體上的每個DNA分子中僅有1條鏈被標記，產生的子細胞的DNA分子中僅有1條鏈被標記，故第二次有絲分裂中期時，每條染色體含有2個DNA，只有1個DNA分子中有1條鏈被標記，每條染色體含有的2條染色單體中僅有1條染色單體具有放射性；在有絲分裂后期時姐妹染色單體分開形成兩條子染色體（1條有放射性，1條沒有放射性）隨機移向細胞的兩極，即第二次有絲分裂產生的子細胞中具體放射性的染色體數目不能確定；所以在第三次有絲分裂中期的細胞中有的染色體僅有1條染色單體具有放射性，有的染色體無放射性，但二者之和肯定為體細胞的染色體數。
放射性同位素碳完全標記的細胞樣本，在只有碳12的培養基內進行減數分裂，減數第一次分裂中期每條染色體上的每個DNA分子中僅有1條鏈被標記，每條染色體含有的2條染色單體都具有放射性，減數第二次分裂中期每條染色體上的每個DNA分子中僅有1條鏈被標記，每條染色體含有的2條染色單體都具有放射性，減數第二次分裂后期每條染色體上的DNA分子中僅有1條鏈被標記。

（1）分裂中期細胞甲含有20條標記的染色體，40個標記的DNA分子，細胞乙含有10條標記染色體，20個標記DNA分子，可以推測乙細胞處于減數第二次分裂中期，甲細胞可能處于有絲分裂中期或減數第一次分裂中期，有絲分裂中期的細胞中染色體數與體細胞相同，故該生物體細胞中含有20條染色體。
（2）乙細胞處于減數第二次分裂中期，甲細胞可能處于有絲分裂中期或減數第一次分裂中期，分裂后期細胞丙中含有20條標記的染色體，20個標記的DNA分子，可能處于減數第二次分裂后期或第二次有絲分裂后期（含有20條標記的染色體，20條未被標記的染色體），分裂后期細胞丁中含有12條標記的染色體，12個標記的DNA分子，可能是第三次有絲分裂后期，因此肯定屬于減數分裂的樣本是乙。
（3）根據（2）分析可知：取樣時間最早的可能是甲。
（4）尿嘧啶核苷酸是RNA的基本組成單位，RNA可以存在于細胞器線粒體、核糖體中，亮氨酸是蛋白質的基本組成單位，細胞器都含有蛋白質，在兩組實驗中，放射性均能達到較高水平的細胞器包括線粒體和核糖體。
（5）尿嘧啶核苷酸是RNA的基本組成單位，亮氨酸是蛋白質的基本組成單位，根據題意：細胞對于放射性亮氨酸的吸收量遠遠高于同時期對放射性尿嘧啶核苷酸的吸收量，說明蛋白質的合成量遠遠多于RNA的合成量，可能因為：①每條mRNA可以自動合成多個蛋白質分子，②蛋白質在細胞內的含量遠遠高于核糖核酸在細胞中的含量。綜上分析，解釋不合理的一項是②。