【題目】在細(xì)胞周期中,染色體的兩條姐妹染色單體之間在相同的位置上可能發(fā)生部分交換(SCE)。為研究被動(dòng)吸煙對(duì)小鼠骨髓細(xì)胞SCE率的影響,科研小組將小鼠置于密閉小室內(nèi),每日兩次香煙煙霧染毒30分鐘,分別在第9、18、27天采集小鼠骨髓細(xì)胞,鏡檢觀察SCE率,結(jié)果如下:

表1.不同染毒時(shí)間對(duì)小鼠骨髓細(xì)胞SCE率的影響

組別

染毒時(shí)間/天

SCE 率/%

染毒組

9

6.89

18

7.77

27

8.29

對(duì)照組

9

5.87

18

5.92

27

5.87

(1)本實(shí)驗(yàn)的自變量是____________________,表中數(shù)據(jù)表明:____________________。

(2)為鏡檢小鼠骨髓細(xì)胞的SCE,需對(duì)染色體進(jìn)行染色。實(shí)驗(yàn)前向小鼠注射BrdU,BrdU與胸腺嘧啶脫氧核苷酸(TdR)結(jié)構(gòu)類似。細(xì)胞增殖時(shí),BrdU可取代TdR摻入到新合成的DNA中。用Giemsa染料染色,雙鏈都摻入BrdU的DNA分子所形成的姐妹染色單體著色較淺;而DNA分子中僅有一條鏈摻入BrdU或兩條鏈都不摻入BrdU,所形成的姐妹染色單體著色深。兩條姐妹染色單體有色差,才可觀察到交換現(xiàn)象,如下圖。

若要觀察某個(gè)染色體的兩條姐妹染色單體之間是否發(fā)生交換,通常選擇______個(gè)細(xì)胞周期_______時(shí)期的細(xì)胞。

(3)通常SCE并不改變遺傳物質(zhì)的組成,原因是___________。但SCE是染色體發(fā)生___________而產(chǎn)生的,可能造成DNA的損傷,因此SCE率可作為檢測(cè)誘變劑致畸變的指標(biāo)。

(4)綜上所述,請(qǐng)?zhí)岢鲞h(yuǎn)離二手煙的理由______________________。

【答案】 染毒時(shí)間和是否染毒 染毒可導(dǎo)致小鼠骨髓細(xì)胞SCE率升高,且隨著時(shí)間延長(zhǎng),SCE率增加 中期 兩條姐妹染色單體是由一條染色體復(fù)制而來(lái),DNA序列相同 斷裂和重接 二手煙中的有害物質(zhì)可能提高SCE率,造成DNA分子的損傷,從而引起細(xì)胞畸變

【解析】試題分析:本題考查細(xì)胞分裂、DAN復(fù)制,考查對(duì)細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體、DNA的變化規(guī)律、DNA半保留復(fù)制的理解。解答此題,可根據(jù)DNA的半保留復(fù)制和BrdU取代TdR摻入到新合成的DNAGiemsa染色結(jié)果分析連續(xù)的兩次有絲分裂中期姐妹染色單體的染色情況。

(1)表中數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組不同時(shí)間的SCE 率,則本實(shí)驗(yàn)的自變量是染毒時(shí)間和是否染毒,表中數(shù)據(jù)表明:染毒可導(dǎo)致小鼠骨髓細(xì)胞SCE率升高,且隨著時(shí)間延長(zhǎng),SCE率增加。

(2)中期的染色體形態(tài)固定,數(shù)目清晰,適于觀察染色體。根據(jù)DNA的半保留復(fù)制,向小鼠注射BrdU,第一次分裂DNA復(fù)制后,兩條姐妹染色單體所含的DNA均有一條鏈含有BrdU,著色較深;第二次分裂DNA復(fù)制后,兩條姐妹染色單體中,一條姐妹染色單體所含的DNA只有一條鏈含有BrdU,著色較淺;另一條姐妹染色單體所含的DNA兩條鏈均含BrdU,著色較淺,所以觀察某個(gè)染色體的兩條姐妹染色單體之間是否發(fā)生交換,通常選擇兩個(gè)細(xì)胞周期中期的細(xì)胞進(jìn)行對(duì)比觀察

(3)兩條姐妹染色單體是由一條染色體復(fù)制而來(lái),DNA的堿基序列相同,所以通常SCE并不改變遺傳物質(zhì)的組成。但SCE是染色體發(fā)生斷裂和重接而產(chǎn)生的,可能造成DNA的損傷,因此SCE率可作為檢測(cè)誘變劑致畸變的指標(biāo)。

(4)二手煙中的有害物質(zhì)可能提高SCE率,造成DNA分子的損傷,從而引起細(xì)胞畸變,因此應(yīng)遠(yuǎn)離二手煙。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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B. A點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中發(fā)生的生理過(guò)程肯定有光合作用和需氧呼吸

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(2)科研人員研究發(fā)現(xiàn)該病致病基因?yàn)镻DS基因,對(duì)Ⅱ-4進(jìn)行基因檢測(cè),部分結(jié)果如圖2。該患者的PDS基因的2168號(hào)位點(diǎn)發(fā)生了__________,導(dǎo)致其編碼的肽鏈第723位的組氨酸變?yōu)榫彼帷?/span>

采用同樣的方法對(duì)Ⅱ-5、Ⅲ-1和Ⅲ-2進(jìn)行基因檢測(cè),發(fā)現(xiàn)該家系的四名患者的PDS基因發(fā)生了不同的突變(結(jié)果如下表),體現(xiàn)了基因突變具有__________性。四名患者都攜帶__________種突變的PDS基因的等位基因,導(dǎo)致體內(nèi)無(wú)法合成正確的P蛋白,這與Pendred綜合征的遺傳模式一致。Ⅲ-1突變基因的最可能來(lái)源是____________________。

患者編號(hào)

PDS基因的等位基因一

PDS基因的等位基因二

核苷酸改變

氨基酸改變

核苷酸改變

氨基酸改變

Ⅱ-4

1174A→T

N392Y

2168A→G

H723R

Ⅱ-5

1548插入C

移碼

1541A→C

Q514P

Ⅲ-1

1541A→C

Q514P

2168A→G

H723R

Ⅲ-2

1174A→T

N392Y

1548插入C

移碼

(3)研究者發(fā)現(xiàn),P蛋白是膜上的一種陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,主要在甲狀腺和內(nèi)耳等器官表達(dá),說(shuō)明基因在不同細(xì)胞中具有__________________的特點(diǎn)。P蛋白在甲狀腺細(xì)胞膜上參與I-的轉(zhuǎn)移而使碘活化,PDS患者的碘活化障礙;颊弑憩F(xiàn)為甲狀腺腫大,推測(cè)其原因是:____________________。P蛋白在內(nèi)耳具有Cl-轉(zhuǎn)運(yùn)功能,PDS患者內(nèi)耳液體的離子平衡受損,導(dǎo)致聽(tīng)神經(jīng)纖維萎縮,興奮無(wú)法傳到__________,聽(tīng)覺(jué)喪失。

(4)結(jié)合以上研究,神經(jīng)性耳聾沒(méi)有好的治療方法,為緩解PDS患者的甲狀腺腫大癥狀,提出可行的方案:__________。建議通過(guò)__________預(yù)防該病患兒的出生。

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