高中生物胚胎干细胞的来源及分化综合题

如图甲为人体的部分细胞分化示意图,图乙为人体细胞结构示意图。请据图回答:

(1)图甲中细胞全能性最高的是   (填字母)细胞,骨髓移植实质上是将图甲中的   (填字母)细胞移植到患者体内。
(2)图甲中的皮肤细胞、肝细胞、白细胞结构和功能不同的原因是。
(3)图乙中不具有膜结构的细胞器是   (填序号)。遗传物质存在的场所是   (填序号)。
(4)若图乙所示细胞为效应B(浆)细胞,则其抗体从产生到分泌出细胞外,所经历的结构依次为   (填序号),研究该过程一般采用的方法是       。

下图1为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程的示意图，图中①—⑥为各个时期的细胞，a—c表示细胞所进行的生理过程；图2是某二倍体植株一个正在进行分裂的细胞。

Ⅰ.请据图1回答下列问题
（1）与①相比，②的表面积与体积的比值      ，与外界环境进行物质交换的能力    。
（2）图中表示一个完整细胞周期的是     （用图中字母表示），其中a属于          ，此时细胞中的哪种细胞器的活动旺盛           。
（3）一般来说，⑤与⑥的基因型    （相同或不同）。
（4）c过程表示          ，⑤与⑥的蛋白质的种类       （相同或不同）。
（5）若⑤⑥已失去分裂能力，则其细胞内遗传信息的流动方向为                    。
Ⅱ.请据图2回答下列问题：
（1）该图是      分裂      时期。
（2）该植株的体细胞含有     条染色体，     对同源染色体。
（3）该图细胞中A、a的出现最可能是发生了          。

以下是有关细胞分化和衰老的探索实验，请依据实验回答问题：
(1)斯图尔德将胡萝卜韧皮部细胞进行培养，最终获得发育完整的新个体。实验过程如下：
从根的切片分离出单个细胞细胞团胚状体→植株
①A过程称为   ，诱导这一过程的物质有 _________________________
_________________________________________________________________ 。
②这一实验的原理是_______________________________________________。
(2)在探索细胞衰老的过程中，研究人员发现，衰老动物体内细胞分裂速度明显减慢。但把衰老动物体内的细胞移植到幼龄动物体内，这些细胞的分裂次数增加。Krohn用近交系小鼠进行皮肤移植实验。他将小鼠F的皮肤移植到小鼠F₁身上，当小鼠F₁变老时，又移植到小鼠F₂身上，这样他进行了系列移植，结果移植的皮肤细胞可生活7年～8年，远远超过其原来供体的寿命。
①Krohn的实验目的是： _____________________________________________
 _________________________________________________________________。
②Krohn的实验能说明什么？ __________________________________________
_________________________________________________________________ 。

三羟基异黄酮（简称GST）是从豆科植物根部分离得到的一种天然产物。它具有显著的抗癌、抑菌、抗氧化等作用。经研究发现：GST可通过影响细胞凋亡基因（Bcl-2基因和Bax基因）的表达而诱导癌细胞凋亡。科研人员为研究GST对鼻咽癌细胞的影响和作用机制，进行了以下实验。请完善实验并分析回答相关问题。
实验步骤
（1）取5个相同的培养瓶，编号A、B、C、D、E，分别加入等量的培养液。向A瓶接种正常细胞，B、C、D、E瓶接种_____。
（2）向C、D、E瓶中分别加入_____μmol/L GST溶液。其他培养条件相同且适宜。
（3）培养一段时间后，检测并统计______________________________，结果记录于表1。
（4）重复上述步骤，检测、统计_____，结果记录于表2。

表1	Bcl-2基因表达率	Bax基因表达率
正常细胞	不表达	全部表达
鼻咽癌细胞	90%	19%
5μmol/L GST干预组	75%	58%
10μmol/L)GST干预组	49%	67%
15 μmol/L)GST干预组	22%	85%

 

表2	鼻咽癌细胞凋亡率
5μmol/L GST干预组	15.72%
10μmol/L)GST干预组	27.33%
15 μmol/L)GST干预组	35.48%

分析与讨论
（1）表1数据说明：从基因水平上看，GST诱导鼻咽癌细胞凋亡与Bcl-2基因和Bax基因的表达有关。当Bcl-2蛋白/Bax蛋白的比值出现__________趋势时，会诱导鼻咽癌细胞凋亡。
（2）表2数据说明GST可诱导鼻咽癌细胞凋亡，且与_____有关。
（3）培养动物细胞要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，而培养癌细胞不需要相关酶处理的原因是癌细胞膜上的_____等物质减少，易游离而从癌组织转移出去。

把一个蟾蜍蝌蚪的肠细胞，取出它的核，移到没有受精但事先已去掉细胞核的成熟蟾蜍卵细胞中。结果发现经过移植的卵细胞可以分裂、发育，有少数还可以发育成正常的蝌蚪。这说明：
(1)肠细胞核移植到未分化的卵细胞中，受到____________的影响，又恢复了分裂、发育的功能，这说明____________和____________是相互影响的。
(2)肠细胞核内具备发育成蝌蚪的____________。
(3)该结果说明动物细胞核____________。

目前临床上癌症治疗的方法，主要包括手术治疗、放疗、化疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗。此外，科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现，绿茶中的多酚酶能促进多酚的合成，多酚可减少BCL-XL蛋白的合成，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用，从而证明绿茶具有抗癌的作用。
据以上资料回答下列问题。
(1)细胞癌变的分子基础是细胞内的     发生了改变，从而使它成为具有    特性的细胞。癌细胞的分裂方式是                       。
(2)癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的    期。化疗还常用其他药物，如5-氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，它可以直接干扰    的合成。
(3)在正常生理条件下，人体的血管内皮细胞倍增时间约为一年，而不受调节控制的血管生成却十分迅速，这对于癌细胞生命活动的意义是 ________________
_________________________________________________________________ 。
(4)绿茶含有多酚酶，其根本原因是 _____________________________________
_________________________________________________________________ 。
(5)除了不抽烟、不酗酒外，请再写出一条防治癌症的建议： _________________
_________________________________________________________________ 。

根据下面的图示，完成下列问题。

(1)图中①②分别表示多细胞生物细胞分裂和      过程，是多细胞生物生长、发育、繁殖、遗传和变异的基础。
(2)若细胞C是成熟的红细胞，那么细胞A是    ，主要分布在    ，对于白血病患者来说，医学上常采用    的方法，使患者正常的造血及免疫功能得以重建。
(3)成熟红细胞中无核、无    (细胞器)，所以成熟红细胞中细胞呼吸的反应式为                      。原核细胞的无核与成熟红细胞的无核相比，原核细胞具有    。成熟红细胞具有运输氧气的能力与细胞内含有    有关。
(4)若C表示的是镰刀型细胞贫血症患者的细胞，他患病的根源是图中_________
    (用字母表示)细胞发生了基因突变。

在正常人体细胞中，非受体型酪氨酸蛋白结合酶基因abl位于9号染色体上，表达量极低，不会诱发癌变。在慢性骨髓瘤病人细胞中，该基因却被转移到第22号染色体上，与bcr基因相融合。发生重组后基因内部结构不受影响，但表达量大为提高，导致细胞分裂失控，发生癌变。下图一表示这种细胞癌变的机理，图二表示基因表达的某一环节，据图回答：

(1)细胞癌变是细胞畸形分化的结果，据图一分析，细胞分化的根本原因是           ，其调控机制主要发生在[  ]     过程。
(2)细胞癌变的病理很复杂，图一示的癌变原因，从变异的类型看属于               。
(3)图二表示图一中的[   ]      过程，其场所是[   ]        。
(4)分析图二可见，缬氨酸的密码子是    ，连接甲硫氨酸和赖氨酸之间的化学键的结构式是        。
(5)bcr/abl融合基因的遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中，遗传信息的传递有损失的现象，原因是                                          。

下图表示动物干细胞进行的一系列生理过程，请据图回答问题：

(1)②表示      ；在观察洋葱根尖有丝分裂实验时，视野中大部分细胞处于    期。
(2)③过程表示________，该过程与②过程的实质性差异的原因是__________________。
(3)细胞膜能将分泌物从细胞内排出到细胞外，体现了细胞膜_____    ___的功能。
(4)若将D细胞内各种细胞器分开，常用的方法是______________________。

胚胎干细胞是从人体或哺乳动物的早期胚胎中分离出来的一类细胞，其作用如图所示，a～d表示不同的细胞，①～④表示有关过程。请据图回答：

(1)各种组织和细胞的形成需要经过细胞的________过程。
(2)自然条件下，造血干细胞不能分化形成皮肤、神经等其他的组织和细胞的原因是：细胞中________的结果。成熟的红细胞失去全能性的原因是________。
(3)a、b、c、d分别表示________________，其形成是经过了________的刺激。
(4)有些人对花粉过敏，会出现皮肤荨麻疹。其原因是：吸入花粉后，在花粉的刺激下，效应B细胞分泌的________吸附在皮肤某些细胞的表面；当相同的过敏原再次进入机体时，就会与之结合，并释放出组织胺引起毛细血管________，使皮肤出现红肿现象。

科学家为了探究影响细胞衰老的因素，进行了如下实验。
一、实验Ⅰ：分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果如下表：

实验Ⅱ：分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养，结果如下图：

实验Ⅲ：将年轻人体细胞去核后与老年人细胞核融合；将老年人体细胞去核后与年轻人的细胞核融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者旺盛分裂。
(1)每个实验可以得出的结论是：
实验Ⅰ：________________________________________________________________________；
实验Ⅱ：________________________________________________________________________；
实验Ⅲ：________________________________________________________________________。
二、细胞衰老可能与端粒截短有关，每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA即端粒。人体细胞分裂的次数与特异性染色体端粒的长短有关。随着每一次分裂，端粒的长度都要缩短一些，一旦达到“关键长度”，细胞增殖就结束。然而，人的骨髓细胞和癌细胞，在端粒酶的作用下，会伸长已缩短的染色体末端。因此，这些染色体就能快速地进行细胞分裂而不会达到“关键长度”，细胞就持续增殖。细胞衰老可能是在端粒DNA序列“截短”后，端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
(2)请指出端粒酶、端粒长度和细胞分裂次数的关系：____________________________________________
___________________________________________________________________________________________________。
(3)癌症发病的原因是原癌基因在致癌因子的作用下转变为癌基因。请结合端粒的有关知识，指出癌基因使细胞无限增殖的可能途径：____________________________________________________________
____________________________________________________________________________________。
(4)请利用上述材料描述两种延缓细胞衰老的方法：____________________________________________
__________________________________________________________________________________。

现实生活中，广告随处可见，它对于繁荣社会经济、方便人们生活起到了重要作用。但也有一些利欲熏心者炮制出一些违背科学事实的虚假广告。现节录两则如下：
广告一　“×××教授经三十多年的不懈努力，以中西医理论结合为基础，应用高科技成果，研制出新一代基因治疗糖尿病和各种癌症的全新药物×××××，从而开创了糖尿病和各种癌症基因治疗的新时代。”
广告二　“……人类男性的精子有两种，一种是XX，一种是XY。XX精子与卵细胞受精就生女孩，XY精子与卵细胞受精就生男孩。服用××××后可以显著提高XY精子的活性，让卵细胞选择性地与XY精子结合而生男孩。经过1886人服用后跟踪统计，有效率在98%以上……”
针对以上两则广告，分析回答下列问题：
(1)①人患Ⅰ型糖尿病的直接原因是_________________________。癌细胞指________________________________。
②基因治疗是指__________________________________。
③正常骨髓细胞的细胞周期大约为40 h，急性淋巴性白血病白细胞的细胞周期为2 d到10 d，医院采用化疗的方法最大限度地杀伤肿瘤细胞，保存骨髓细胞。请从理论上推断给药的间隔时间并简述理由。
_________________________________________________________________
④广告一中谈到的基因治疗糖尿病和多种癌症，是否是真实的？简述理由。
__________________________________________________
(2)①广告二中存在两处科学性错误，请指出并简述理由。
错误一：______________________________________
错误二：_______________________________________
②假定广告二中所介绍的药物确实有效的话，请你从生态学和社会学的角度谈谈这样做的后果是什么。____________________________________

下图表示细胞内发生的一系列重大生命活动，据图回答：

（1）B过程表示一个细胞增殖的后代，在形态、结构和功能上发生___________的过程。
（2）该生物为_____________生物，其中A过程的方式包括_________________。
（3）细胞分化的实质是__________        _________。
（4）癌细胞通常由正常细胞转化而来，与原来的细胞相比，癌细胞的分化程度            （低，高）

下图是有关生物细胞生活史的概括。请据图回答有关问题：

(1)②所示的变化，在生物学上称为　　     　　。
(2)目前认为引起④过程的因子，根据属性可分为三类，分别为　　 　 　、　　 　　、 和　　　 　。
（3）F→G→H过程的技术，在植物学上叫　 　　　。其理论基础是　　　　　　　 　　　，该植株的产生与“克隆”都属于　　  　繁殖。

在正常人体细胞中，非受体型酪氨酸蛋白结合酶基因abl位于9号染色体上，表达量极低，不会诱发癌变。在慢性骨髓瘤病人细胞中，该基因却被转移到第22号染色体上，与bcr基因相融合。发生重排后，基因内部结构不受影响，但表达量大为提高，导致细胞分裂失控，发生癌变。下图一表示这种细胞癌变的机理，图二表示基因表达的某一环节，据图回答：

（1）癌细胞易于扩散的原因是细胞表面的          减少，细胞间黏着性下降。当细胞发生癌变后在机体中将成为              。
（2）图二示图一中的[   ]          过程，其场所是[    ]          。由图二可见，缬氨酸的密码子是          ，连接甲硫氨酸和赖氨酸之间的化学键的结构式是                    。
（3）不良的生活习惯和行为易导致细胞癌变请举出两例：
                                                                                           
                                          。