Question

【題目】為研究細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系，科研人員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較不同年齡組人群的細(xì)胞周期，主要實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如下。分析回答:

①樣本來(lái)源：采集某地區(qū)20-107歲健康成年人的外周血淋巴細(xì)胞，分成5個(gè)年齡組。

②細(xì)胞培養(yǎng)：將血細(xì)胞接種到含有20%小牛血清培養(yǎng)基中，在37℃下培養(yǎng)20～24h后，加入少量5-溴脫氧尿嘧啶核苷（BrdU，可代替胸腺嘧啶整合到復(fù)制形成的子代DNA中，并通過(guò)特異性染色顯示含BrdU的染色體，依據(jù)染色深淺判斷增殖速度），繼續(xù)培養(yǎng)至72h，在收獲前6h加入適宜濃度的秋水仙素。

③判斷與比較細(xì)胞周期：取經(jīng)染色的細(xì)胞制成臨時(shí)裝片，每組觀察100個(gè)中期細(xì)胞，根據(jù)細(xì)胞染色體上姐妹染色單體的染色深淺，分別記錄為M1、M2、M3期的細(xì)胞數(shù)，求出各期細(xì)胞的百分比。結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下圖：其中M1細(xì)胞染色體的兩條姐妹染色單體均被深染；M2期細(xì)胞中兩條姐妹染色單體一條被深染，一條被淺染；M3期細(xì)胞中姐妹染色單體均被淺染的細(xì)胞數(shù)占1/2或更多。

（1）步驟①“外周血淋巴細(xì)胞”中的T細(xì)胞和B細(xì)胞是由造血干細(xì)胞經(jīng)__________形成的。

（2）步驟②培養(yǎng)液中加入適宜濃度秋水仙素的目的是__________。

（3）步驟③選擇中期細(xì)胞觀察染色體的原因是__________。M1期細(xì)胞中兩條姐妹染色單體均被深染的原因是__________。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以得出的結(jié)論有:①__________；②__________。

Answer 1

【答案】 增殖、分化 抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞停滯在分裂中期 中期細(xì)胞中染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰 DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，導(dǎo)致組成姐妹染色單體的兩個(gè)DNA分子中均有一條鏈整合了較多的BrdU 個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老不同步(或衰老個(gè)體中仍然存在分裂旺盛的細(xì)胞) 衰老個(gè)體細(xì)胞分裂速度減慢

【解析】試題分析：理清淋巴細(xì)胞的起源、秋水仙素的作用、有絲分裂與DNA分子的復(fù)制、細(xì)胞衰老等相關(guān)知識(shí)，據(jù)此從題意和圖示中提取有效信息，進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的解答。

(1) T細(xì)胞和B細(xì)胞均由骨髓造血干細(xì)胞經(jīng)增殖、分化形成。

(2) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中加入適宜濃度秋水仙素，其目的是：在細(xì)胞分裂過(guò)程中，秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞停滯在分裂中期。

(3) 分裂中期細(xì)胞中的染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，是觀察辨認(rèn)染色體形態(tài)數(shù)目的最佳時(shí)期。BrdU是DNA復(fù)制復(fù)制的原料。依據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制可知：在第一次有絲分裂的間期DNA分子完成復(fù)制后，由每個(gè)親代DNA分子經(jīng)過(guò)復(fù)制所形成的2個(gè)子代DNA分子，都有1條鏈含有BrdU，一條鏈不含有BrdU，這兩個(gè)DNA分子分別存在于同1條染色體所含有的2條姐妹染色單體上，所以每條染色體的染色單體均著色深。綜上分析，M1期細(xì)胞是處于第一次有絲分裂中期，DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，導(dǎo)致組成姐妹染色單體的兩個(gè)DNA分子中均有一條鏈整合了較多的BrdU。

(4) 結(jié)合對(duì)（3）的分析可推知：M2期細(xì)胞處于第二次有絲分裂的中期，位于同1條染色體的2條染色單體上的DNA分子，其中1個(gè)DNA 分子的雙鏈都含有 BrdU，而另 1 個(gè)DNA 分子只有1條鏈含 BrdU，因此每條染色體的染色單體一條被深染，一條被淺染，而M3期細(xì)胞至少經(jīng)歷了2個(gè)細(xì)胞周期，其中的DNA至少經(jīng)歷了第3次復(fù)制，M1期細(xì)胞則處于第一次有絲分裂中期。據(jù)此分析反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的柱形圖可知，衰老個(gè)體中，M1期細(xì)胞數(shù)目多，M3期細(xì)胞數(shù)目少，說(shuō)明：①個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老不同步(或衰老個(gè)體中仍然存在分裂旺盛的細(xì)胞)；②衰老個(gè)體細(xì)胞分裂速度減慢。