Question

【題目】處在有絲分裂分裂期的細(xì)胞染色體高度螺旋化，通常認(rèn)為不發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。研究人員用兩種活性熒光染料對細(xì)胞進(jìn)行染色，再用熒光顯微鏡觀察不同波長激發(fā)光下的細(xì)胞，有了新的發(fā)現(xiàn)(結(jié)果如圖)。

（1）實驗中，用藍(lán)色熒光染料對DNA進(jìn)行染色后，用帶有綠色熒光標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸培養(yǎng)細(xì)胞，使新合成的_________專一性地帶有綠色熒光標(biāo)記。

（2）在分析實驗結(jié)果時，需要將不同波長激發(fā)光下拍攝的熒光定位細(xì)胞圖象做疊加處理(圖中藍(lán)、綠色熒光疊加)，圖象完全重疊，這樣處理的目的是________________________。

（3）上述實驗結(jié)果表明，分裂期細(xì)胞也在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，論證的依據(jù)是________________。

（4）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，分裂期轉(zhuǎn)錄的基因都是維持細(xì)胞正常功能所需要的基因(管家基因)，而不是細(xì)胞分化中差異性表達(dá)的基因(奢侈基因)。請寫出研究人員運用分子生物學(xué)技術(shù)得到上述結(jié)果的實驗思路。______

Answer 1

【答案】RNA 對RNA的合成進(jìn)行定位（或確保兩圖像是同時期的同一細(xì)胞的觀測結(jié)果，證實RNA合成是否發(fā)生在染色體DNA位置上） C-2或B-2（或B-3、C-3）表示的分裂期細(xì)胞內(nèi)觀察到綠色熒光，表明細(xì)胞中有RNA的合成（轉(zhuǎn)錄） 從分裂期細(xì)胞中提取RNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下獲得cDNA；通過測序、DNA探針雜交或基因芯片對DNA進(jìn)行檢測，分析轉(zhuǎn)錄基因種類和轉(zhuǎn)錄量（水平）

【解析】

在細(xì)胞有絲分裂間期完成DNA的復(fù)制與有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，其中蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄與翻譯兩個階段。藍(lán)色熒光染料對DNA進(jìn)行染色后，DNA復(fù)制后仍顯藍(lán)色；用藍(lán)色熒光染料對DNA進(jìn)行染色后，用帶有綠色熒光標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸培養(yǎng)細(xì)胞，由于DNA的轉(zhuǎn)錄要以游離的尿嘧啶核糖核苷酸為原料來合成RNA，因此合成的RNA被染成綠色。

（1）實驗中，用藍(lán)色熒光染料對DNA進(jìn)行染色后，用帶有綠色熒光標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸培養(yǎng)細(xì)胞，由于DNA轉(zhuǎn)錄時需要尿嘧啶核糖核苷酸為原料合成RNA，且不能用于合成DNA，因此使新合成的RNA專一性地帶有綠色熒光標(biāo)記。

（2）在分析實驗結(jié)果時，需要將不同波長激發(fā)光下拍攝的熒光定位細(xì)胞圖像做疊加處理，圖像完全重疊，這樣處理的目的是確保兩圖像是同時期的同一細(xì)胞的觀測結(jié)果，若圖中藍(lán)、綠色熒光疊加，證實RNA合成發(fā)生在染色體DNA位置上。

（3）據(jù)圖可知，B列或C列無細(xì)胞核，表示的是分裂期。C-2或B-2（或B-3、C-3）表示的分裂期細(xì)胞內(nèi)觀察到綠色熒光，表明細(xì)胞中有RNA的合成（轉(zhuǎn)錄）。

（4）若要研究分裂期轉(zhuǎn)錄的基因都是管家基因，而不是細(xì)胞分化中的奢侈基因，可研究分裂期基因轉(zhuǎn)錄形成的RNA的類型，進(jìn)而判斷。具體做法是：從分裂期細(xì)胞中提取RNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下獲得cDNA；通過測序、DNA探針雜交或基因芯片對cDNA進(jìn)行檢測，分析轉(zhuǎn)錄基因種類和轉(zhuǎn)錄量（水平）。