题目
癌症是威胁人类最严重的疾病之一,癌细胞的特点之一是无限增殖。研究发现,癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制。为探究该调控基因存在于细胞质中还是存在于细胞核中,研究者进行了如下图所示的实验设计。请根据实验设计的思路,完成下列问题: (1)实验准备: ①配制动物细胞培养液:在动物血清中添加葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等。 ②制备单个细胞:动物组织靠细胞膜上的某些蛋白质紧密黏连,因此可以用________分别处理宫颈癌组织和小鼠肝组织,使之分散成单个细胞。 (2)实验方案: ①分别使单个癌细胞和单个肝细胞核质分离,将癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞甲,将癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙。 ②取两个培养瓶分别编号为甲、乙(与重组细胞甲、乙对应),各加入等量的培养液。 ③________________________________________________________________________。 ④一段时间后,用显微镜观察甲、乙两瓶中的细胞形态。 (3)预期实验结果及结论: ①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________。 ④若甲、乙两瓶中细胞均没有明显癌变特征变化,则无法确定基因所在位置而需要进一步实验,但可推断该调控基因的表达需要细胞核和细胞质的共同参与。 (4)问题分析: ①在显微镜下鉴别细胞癌变的主要依据是______________________________ ________________________________________________________________________。 ②如果细胞培养液中缺少氨基酸,细胞一般会停留在细胞周期的________。 ③假定细胞的染色体数是10,将细胞放入含有3H胸腺嘧啶的培养液中培养,请推测其中一个细胞进行3次分裂后,将有________个细胞的染色体被3H标记。 ④癌细胞还具有无限增殖的特征。若开始培养时取一滴培养液制成涂片,观察视野中共有100个癌细胞,经24 h培养后,将培养液稀释100倍后再取一滴制成涂片,观察视野中共有16个癌细胞,此癌细胞的细胞周期约为________h。
答案: (1)②蛋白酶(或组织蛋白酶、胰蛋白酶、活性蛋白酶等) (2)③取等量重组细胞甲和重组细胞乙,分别加入甲、乙两个培养瓶中,在适宜且相同的条件下进行细胞培养 (3)①若只有甲瓶中细胞发生明显癌变特征变化,则说明调控基因存在于细胞核中 ②若只有乙瓶中细胞发生明显癌变特征变化,则说明调控基因存在于细胞质中 ③若甲、乙两瓶中细胞形态均发生明显癌变特征变化,则说明调控基因可能同时存在于细胞核和细胞质中 (4)①细胞的形态结构发生显著变化;大量细胞处于分裂状态 ②分裂间期 ③8 ④6 (1)既然“动物组织靠细胞膜上的某些蛋白质紧密黏连”,则“使之分散成单个细胞”需要用蛋白酶处理。(2)对照实验要遵循单一变量原则和等量原则。(3)预期结果要分别从调控癌变的基因存在于细胞核、细胞质、细胞核和细胞质中进行考虑。(4)①细胞癌变的特征较多,“显微镜下鉴别细胞癌变的主要依据”要从可观察的角度考虑。②“如果细胞培养液中缺少氨基酸”,会影响细胞中的蛋白质合成,需要从细胞周期各时期的特点来解答。③1个细胞进行3次分裂后,将形成8个子细胞,按照DNA散乱分布于纺锤体中央原理,8个子细胞中的染色体都会被3H标记。题干中的“假定细胞的染色体数是10”纯属干扰信息。④稀释100倍后发现有16个癌细胞,说明培养24 h后,一滴培养液中癌细胞共有1 600个,为原来的16倍,即2N=16,N=4,可推断出24 h之内,癌细胞进行了4次分裂,即此癌细胞的细胞周期约为6 h。