(1)减数第一次分裂的前期可分为下图1所示5个亚时期,其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生 并形成四分体。减数第一次分裂过程中,非同源染色体的 及同源染色体上 之间的交叉互换会导致配子基因组合的多样性。
(2)小鼠卵原细胞在胚胎期就开始了减数第一次分裂,但在出生前后被阻滞在双线期之后、浓缩期之前的一个漫长的静止阶段(称为核网期)。研究发现,在此过程中,细胞中的环腺苷酸(简称cAMP)含量逐渐上升,达到峰值后维持在较高水平。在雌性小鼠性成熟后,卵母细胞才少量分批继续进行减数分裂。
①cAMP被称为细胞内的第二信使。如图2所示,当信号分子与 结合后,通过G蛋白激活酶A,在其催化下由 生成cAMP,作用于靶蛋白,调节细胞的生理过程。
②实验一:不同条件下体外培养特定时期的卵母细胞,实验结果如图3所示。由此可知,cAMP调控了细胞的减数分裂进程,判断依据是 。已知卵母细胞进入粗线期时,在显微镜下可观察到联会复合体蛋白(简称S蛋白)沿染色体轴分布,进入核网期时,S蛋白则已完全从染色体上解离下来,研究人员猜测cAMP调控减数分裂进程的靶蛋白可能是S蛋白,并对此展开进一步研究。
实验二:选取特定时期的胚胎卵巢,实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA(台盼蓝用于指示注射成功与否),则对照组应注射 。经处理后分别进行细胞培养,3天后,实验组有67.0%的卵母细胞进入了核网期,对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期,证明干扰S基因的表达会 小鼠卵母细胞提前进入核网期。
实验三:体外培养特定时期的卵母细胞,实验组添加酶A抑制剂,一段时间后,实验组中可观察到S蛋白沿染色体轴分布的卵母细胞为68.7%,对照组的相应数据为39.0%,表明cAMP会 S蛋白与染色体的解离。 ③结合图2及上述一系列实验结果推测,cAMP调控减数分裂进程的机制
为 。
【解析】(1)减数第一次分裂的前期可分为如图1所示5个亚时期,其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生联会并形成四分体。减数第一次分裂过程中,非同源染色体的自由组合及同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换会导致配子基因组合的多样性。(2)①cAMP被称为细胞内的第二信使。如图2所示,当信号分子与相应的受体结合后,通过G蛋白激活酶A,在其催化下由ATP生成cAMP,作用于靶蛋白,调节细胞的生理过程。②图3中,2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组,说明cAMP调控了细胞的减数分裂进程。实验二:根据实验的单一变量原则,实验组注射了混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA,则对照组应该注射等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA。3天后,实验
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组有67.0%的卵母细胞进入了核网期,对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期,证明干扰S基因的表达会促进小鼠卵母细胞提前进入核网期。实验三:根据题意分析,实验组添加酶A抑制剂后,观察到S蛋白沿染色体轴分布的卵母细胞的数量多于对照组,说明cAMP会促进S蛋白与染色体的解离。③根据以上分析可知,cAMP促进了S蛋白与染色体的解离,从而促进细胞减数第一次分裂进入核网期。
【答案】(1)联会 自由组合 非姐妹染色单体 (2)①受体 ATP ②2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组 等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA 促进 促进 ③cAMP促进了S蛋白与染色体的解离,从而促进细胞减数第一次分裂进入核网期
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衡水中学2021届人教版高三生物一轮复习考点集训： 遗传的细胞基础
