高中生物胚胎干细胞的来源及分化综合题

下图甲为人体的部分细胞分化示意图，乙为人体细胞结构示意图，丙表示分泌蛋白的合成、加工、分泌过程，a、b、c、d表示细胞器，丁是丙图其中三种细胞器的化学成分。请回答相关问题：

（1）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向    ，骨髓移植实质上是将图甲中的c细胞移植到患者体内，c细胞的名称是          。
（2）图乙中各种生物膜的结构和化学成分相似，但功能差别较大的原因是       。遗传物质存在的场所是    （填序号）。从进化角度看，首先由于[   ]     的出现，才诞生了相对独立的生命系统。用某种药物处理乙细胞后，发现它对Na⁺的吸收率大大降低，而对Ca²⁺的吸收速率没有影响，则这种药物最可能的作用是    。
（3）图丙中物质X以      方式进入细胞，研究图示生理过程一般采用的方法是          。
（4）图丁中1、3分别对应图丙中的[   ]        、[   ]        。

科学家利用逆转录病毒，将c-Myc（原癌基因）、Klf4（抑癌基因）和Oct-3/4、Sox2四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞(诱导多能干细胞)，如图所示，为自体细胞移植带来了曙光，请分析回答：

（1）Oct-3/4基因在高度分化的细胞中处于          状态（答活跃或沉默）。依据上图所示的原理，体细胞癌变是__                    __等基因异常表达的结果；细胞凋亡是在图中                 等基因控制下的细胞_                      __过程。（基因填英文缩写）
（2）研究人员利用小鼠体细胞诱导形成的iPS细胞，进一步诱导又获得了心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞，iPS细胞的这种变化过程称作                  ，该过程的实质是                     。

(7分)研究发现随着动物衰老，血液中谷胱甘肽过氧化物酶活性和皮肤胶原蛋白中肤羟脯氨酸含量会下降，而血液中脂质过氧化物（LPO）含量会增加。为研究大豆异黄酮对刚进入衰老期的小鼠相关指标的影响做了以下实验。

组别	处理	30天后从尾静脉取血测定	45天后取背部皮肤测定
将适量同龄、健康成年小鼠分组培养	LPO含量 （μg/ml）	谷胱甘肽过氧化酶活性（U）	肤羟脯氨酸含量（μg/ml）
对照组	清水+饲料	34.1	23.7	26.2
高剂量	含不同剂量大豆异黄酮的溶液+饲料	23.5	18.9	35.7
中剂量	30.4	25.6	37.8
低剂量	31.3	24.1	30.4

请回答：
(1)可用_______________试剂将胶原蛋白溶液与肤羟脯氨酸溶液区分开。
(2)为保证实验数据的准确性，饲料中不能含有的物质是_________________________。
(3)胶原蛋白中肤羟脯氨酸含量下降会引起皮肤衰老，实验表明，___________剂量的大豆异黄酮对延缓皮肤衰老的作用最强；大豆异黄酮对衰老小鼠血液谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响是________________________。
(4)请在图中用柱形图描述实验中衰老小鼠血液中LPO的含量。

蜂毒素是工蜂毒腺分泌的多肽，具有抗菌、抗病毒等广泛的生物学效应。体外研究发现，蜂毒素对多种癌细胞具有强烈的杀伤作用。请回答以下问题：
（1）在取材方面，蜂毒素只能从工蜂的毒腺细胞中获取，其根本原因是                       。
（2）相关研究已表明，蜂毒素可引起细胞凋亡。科研人员为进一步研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制，进行了以下实验。请完善相关实验并回答问题
方法步骤：
a.取4只相同的培养瓶，编号，分别加入等量的完全培养液和                     。
b.1号培养瓶为空白对照组，向2-4号培养瓶分别加入                         。
c.培养48h后，检测并统计                  ，结果如图-1所示。
d.检测与凋亡基因（Bax、Bel-2）的表达，结果如图-2所示。

（3）分析与讨论：
a.图-1表明：                                                            
b.图-1、图-2表明：促进胃癌细胞凋亡的是            ，抑制胃癌细胞凋亡的是                。
因此，从基因水平上看，蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡的原理是                                   。

（每空2分，共12分）研究表明，癌细胞和正常分化的细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。下图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，据图分析回答问题。

（1）图中A代表细胞膜上的                 。葡萄糖进入癌细胞后，可通过形成五碳糖进而合成
                  作为DNA复制的原料。
（2）在有氧条件下，癌细胞呼吸作用的方式为                              。与正常细胞相比，①～④过程在癌细胞中明显增强的有             (填编号)。
（3）细胞在致癌因子的影响下，              基因的结构发生改变而被激活，从而导致细胞发生癌变。若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径，图中的过程       (填编号)不宜选为作用位点。

蜂毒素是工蜂毒腺分泌的多肽，具有抗菌、抗病毒等广泛的生物学效应。体外研究发现，蜂毒素对多种癌细胞具有强烈的杀伤作用。请回答以下问题：
（1）在取材方面，蜂毒素只能从工蜂的毒腺细胞中获取，其根本原因是                       。
（2）相关研究已表明，蜂毒素可引起细胞凋亡。科研人员为进一步研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制，进行了以下实验。请完善相关实验并回答问题
方法步骤：
a.取4只相同的培养瓶，编号，分别加入等量的完全培养液和                     。
b.1号培养瓶为空白对照组，向2-4号培养瓶分别加入                         。
c.培养48h后，检测并统计                  ，结果如图-1所示。
d.检测与凋亡基因（Bax、Bel-2）的表达，结果如图-2所示。

（3）分析与讨论：
a.图-1表明：                                                            
b.图-1、图-2表明：促进胃癌细胞凋亡的是            ，抑制胃癌细胞凋亡的是                。
因此，从基因水平上看，蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡的原理是                                   。

（7分，1分/空）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       （2分）。

观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO₂，吸收方式以适应环境变化长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收CO₂，并贮存在细胞中。

(1)依图9分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在O～4时有ATP 和[H]的合成，原因是                            ；此时段      (填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是                      ；10～16时无明显CO₂吸收的直接原因是                                      。
(2)从图10可知，栽培蝴蝶兰应避免           ，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰
属阴生植物，栽培时还需适当           。
(3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的         ，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是                             。

科学家为了探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。
实验Ⅰ：在相同的条件下，体外分别培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果见下表：

细胞来源	胎儿	中年人	老年人
增殖代数	50	20	2～4

实验Ⅱ：分别将老鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养，结果见下图：

实验Ⅲ：将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养，当老年男性细胞停止分裂时，年轻女性细胞依然分裂旺盛。
实验Ⅳ：将年轻人体细胞去核后与老年人细胞完整融合；另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。
分析以上实验，回答下列问题：
（1）每个实验可以得出怎样的结论？
实验Ⅰ：_____________________________________________________________________。
实验Ⅱ：_____________________________________________________________________。
实验Ⅲ：_____________________________________________________________________。
实验Ⅳ：_____________________________________________________________________。
（2）影响细胞衰老的内在因素有哪些？
（3）实验Ⅲ的设计是否严密？应怎样改进？

我们大都认为长生不老只是人类的一种美好愿望，但一种简单的注射剂让长生不老的希望离我们更近了一步。这项研究主要集中在线粒体上。2007年发表在《新科学家》杂志上的一份报告显示，研究表明，线粒体的退化是导致衰老的一个重要因素。线粒体的一个特点就是它们有自己的DNA，即线粒体DNA。线粒体DNA的缺陷是引发一系列罕见遗传的“罪魁祸首”，包括一些糖尿病、Leber遗传性视神经病和心脏病。它们还与衰老有关，研究表明，修复这些缺陷能延缓衰老。刊登在《柳叶刀》医学杂志上的一项新试验中，将基因注入大脑可明显缓解帕金森氏症的症状，震颤和硬化症状减少多达65%，没有任何有害影响。
请回答：
（1）材料中所示“一种简单的注射剂”是指                         。
（2）Leber遗传性视神经病是mtDNA1177位点的G-A突变造成的，患者常伴有继发性色觉障碍，多为全色盲，次为红绿色盲和色弱。图甲、乙、丙分别为三个色盲家系谱，其中属Leber遗传性视神经病系谱的是

（3）给衰老提出一种可能的解释。
（4）帕金森氏症患者体内的神经末梢中，“多巴胺”缺乏；“多巴”是缓解该病的有效药物。现在已知，“多巴”在人体内可以转化成“多巴胺”，而一种名为“利血平”的药物可耗尽神经末梢内的多巴胺。试设计实验用来验证多巴胺缺乏是引起运动时不自主地震颤的原因。
实验步骤：
①把生长发育状况相同的健康小鼠分为数量相等的甲、乙两组。
②……
实验结果：

（每空1分，共８分）如图表示某哺乳动物体内细胞的某些生命活动。请据图回答下列问题。

(1)该生物体细胞中含有的染色体数目为　　　　。用光学显微镜观察图c细胞中的染色体，需先用________进行染色。图中细胞在显微镜下可观察到同源染色体的是________(填字母序号)。(2)图中细胞c处于__________(时期)，细胞h的名称是__________；正常情况下会发生等位基因分离的细胞是__________(填字母序号)。
(3)细胞d到细胞f的过程被称为________，细胞e和细胞f在形态结构和生理功能上不同的根本原因是两种细胞内________(物质)不相同。

某果蝇染色体及部分基因组成如甲所示，观察该果蝇某器官切片，发现了如乙、丙所示细胞。请回答下列问题：

(1)丙细胞的名称是_______________，其分裂产生的配子的基因组成可能为_________________________________________。
(2)正常情况下，乙细胞？处的基因应为_________。丙细胞中出现A和a的原因可能是_______________________________。
(3)若甲细胞每个DNA分子均由³H标记的核苷酸组成，现将甲细胞移植到正常果蝇体内，通过1次过程①所示的细胞分裂，则一个子细胞中含³H的染色体条数是_____条。
(4)研究人员分析了果蝇红细胞、肌肉细胞、神经细胞中基因表达的情况。

①最可能代表指导细胞呼吸酶合成的基因是__________。通过对上图的分析，可得出的结论是____________________________。
②果蝇飞行时，骨骼肌细胞直接供能物质是________。研究发现：果蝇飞行时需要的能量增加约10倍，但骨骼肌细胞中该物质的含量并无明显增加。对此现象合理的解释是______________________________________

Ⅰ、干细胞中c–Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）、Sox2和Oct-3/4等基因处于活跃表达状态，Oct-3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病毒，将Oct-3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞（如图所示）。
请分析回答：

（1）Oct-3/4基因在高度分化的细胞中处于        状态。依据上图所示的原理，体细胞癌变是              等基因异常表达的结果；细胞凋亡是在图中             等基因控制下的细胞_                 过程。
（2）研究人员利用小鼠体细胞诱导形成的iPS细胞，进一步诱导又获得了心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞，iPS细胞的这种变化过程称作                。
II.用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。请据图分析回答：

（1）曲线       是随机交配的相应曲线。
（2）曲线IV的Fn中Aa的基因型频率是          。
（3）曲线Ⅲ的F₆中AA基因型频率为          。
（4）曲线Ⅱ的F₃中Aa基因型频率为           。
（5）四个不同条件下发生了进化的种群是曲线          。

回答下列有关细胞分裂与分化的问题。
下图表示人体内部分结缔组织细胞的形成过程。其中，成纤维细胞的形成过程未经人为调控，细胞到单核细胞、血红细胞的几种途径中部分属于人为调控过程，为两种蛋白质，是细胞内调控因子。

1.在如图所示成纤维细胞的增殖过程①中，中心体和染色体的倍增分别发生在有丝分裂的期和期。
2.下表比较了过程①和②的特点，用" √ "表示'"发生"， 用"×"表示"不发生"，完成下表。
表

事件	过程①	过程②
DNA序列改变
细胞功能改变
伴随蛋白质合成
细胞数量增加

3.图中四类细胞，分化能力接近胚胎干细胞的是。
4.可以识别基因的特定序列，继而激活相关基因的表达，由此推测，的结构更接近下列蛋白质中的-。

A．限制酶

B．蛋白酶

C．淀粉酶

D．连接酶

5.若要使血红蛋白前体直接转变成单核细胞，可行的人为调控措施是。

为研究冬虫夏草提取物和鬼臼类木脂素的抗癌机理，科研小组做了大量实验，过程和结果如下：
①取小鼠肝腹水癌细胞培养液均分为3组，编号A、B、C。
② A组加入一定量的冬虫夏草提取物溶液，B组加入等量的鬼臼类木脂素溶液，C组加入等量的生理盐水，置于37℃、5%CO₂培养箱中培养48h。
③将3组培养液分别离心。取各组上清液测得几种物质的相对量，计数沉淀物中小鼠肝腹水癌细胞数目，检测细胞中Bcl-2蛋白相对量。结果如下表：

组别	培养液中物质的相对量	肝腹水癌细胞数目	Bcl-2蛋白相对量
胸腺嘧啶	尿嘧啶	葡萄糖
A	++	++	+++++	+	+
B	+++++	+++++	++	+	+
C	+	+	+	+++++	+++++

 
（注：+的数量表示相对量的大小）
请回答：
（1）设置C组的目的是       ，三组培养液中葡萄糖的相对量是       变量。
（2）冬虫夏草提取物的作用机理是抑制       进入癌细胞，导致癌细胞死亡。鬼臼类木脂素的作用机理是抑制癌细胞对     的摄取，从而抑制         的合成。
（3）经研究Bcl-2蛋白是一种调控细胞凋亡的蛋白，据实验结果分析Bcl-2蛋白是一种        （促/抗）细胞凋亡蛋白。