Question

【題目】為研究細胞衰老與個體衰老的關系，科研人員設計實驗比較不同年齡組人群的細胞周期，主要實驗過程及結果如下。分析回答:

①樣本來源：采集某地區20-107歲健康成年人的外周血淋巴細胞，分成5個年齡組。

②細胞培養：將血細胞接種到含有20%小牛血清培養基中，在37℃下培養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制形成的子代DNA中，并通過特異性染色顯示含BrdU的染色體，依據染色深淺判斷增殖速度），繼續培養至72h，在收獲前6h加入適宜濃度的秋水仙素。

③判斷與比較細胞周期：取經染色的細胞制成臨時裝片，每組觀察100個中期細胞，根據細胞染色體上姐妹染色單體的染色深淺，分別記錄為M1、M2、M3期的細胞數，求出各期細胞的百分比。結果統計如下圖：其中M1細胞染色體的兩條姐妹染色單體均被深染；M2期細胞中兩條姐妹染色單體一條被深染，一條被淺染；M3期細胞中姐妹染色單體均被淺染的細胞數占1/2或更多。

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

（2）步驟②培養液中加入適宜濃度秋水仙素的目的是__________。

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

（4）根據實驗結果,可以得出的結論有:①__________；②__________。

Answer 1

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

【解析】試題分析：理清淋巴細胞的起源、秋水仙素的作用、有絲分裂與DNA分子的復制、細胞衰老等相關知識，據此從題意和圖示中提取有效信息，進行相關問題的解答。

(1) T細胞和B細胞均由骨髓造血干細胞經增殖、分化形成。

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

(3) 分裂中期細胞中的染色體形態固定、數目清晰，是觀察辨認染色體形態數目的最佳時期。BrdU是DNA復制復制的原料。依據DNA分子的半保留復制可知：在第一次有絲分裂的間期DNA分子完成復制后，由每個親代DNA分子經過復制所形成的2個子代DNA分子，都有1條鏈含有BrdU，一條鏈不含有BrdU，這兩個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期細胞是處于第一次有絲分裂中期，DNA進行半保留復制，導致組成姐妹染色單體的兩個DNA分子中均有一條鏈整合了較多的BrdU。

(4) 結合對（3）的分析可推知：M2期細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DNA 分子的雙鏈都含有 BrdU，而另 1 個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期細胞至少經歷了2個細胞周期，其中的DNA至少經歷了第3次復制，M1期細胞則處于第一次有絲分裂中期。據此分析反映實驗結果的柱形圖可知，衰老個體中，M1期細胞數目多，M3期細胞數目少，說明：①個體衰老與細胞衰老不同步(或衰老個體中仍然存在分裂旺盛的細胞)；②衰老個體細胞分裂速度減慢。