Question

【題目】處在有絲分裂分裂期的細胞染色體高度螺旋化，通常認為不發生轉錄過程。研究人員用兩種活性熒光染料對細胞進行染色，再用熒光顯微鏡觀察不同波長激發光下的細胞，有了新的發現(結果如圖)。

（1）實驗中，用藍色熒光染料對DNA進行染色后，用帶有綠色熒光標記的尿嘧啶核糖核苷酸培養細胞，使新合成的_________專一性地帶有綠色熒光標記。

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

（3）上述實驗結果表明，分裂期細胞也在進行轉錄，論證的依據是________________。

（4）進一步研究發現，分裂期轉錄的基因都是維持細胞正常功能所需要的基因(管家基因)，而不是細胞分化中差異性表達的基因(奢侈基因)。請寫出研究人員運用分子生物學技術得到上述結果的實驗思路。______

Answer 1

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

【解析】

在細胞有絲分裂間期完成DNA的復制與有關蛋白質的合成，其中蛋白質的合成包括轉錄與翻譯兩個階段。藍色熒光染料對DNA進行染色后，DNA復制后仍顯藍色；用藍色熒光染料對DNA進行染色后，用帶有綠色熒光標記的尿嘧啶核糖核苷酸培養細胞，由于DNA的轉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，用藍色熒光染料對DNA進行染色后，用帶有綠色熒光標記的尿嘧啶核糖核苷酸培養細胞，由于DNA轉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記。

（2）在分析實驗結果時，需要將不同波長激發光下拍攝的熒光定位細胞圖像做疊加處理，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胞的觀測結果，若圖中藍、綠色熒光疊加，證實RNA合成發生在染色體DNA位置上。

（3）據圖可知，B列或C列無細胞核，表示的是分裂期。C-2或B-2（或B-3、C-3）表示的分裂期細胞內觀察到綠色熒光，表明細胞中有RNA的合成（轉錄）。

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