高中生物胚胎干细胞的来源及分化综合题

I、在一个充满N₂与充足CO₂的透明的密闭容器中，用水培法栽培几株某种植物幼苗，测到系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图，请据图分析回答：

（1）第5～7 h呼吸作用加快的主要原因是             ；该植物积累有机物速率最快的时刻是第      h时。
（2）第10h时不再产生ATP的细胞器是    ；若此环境因素维持不变，容器内的O₂含量将逐渐下降并耗尽，此时       成为ATP合成的唯一场所。   
Ⅱ、日本福岛核泄漏问题引起全世界的高度关注，核辐射会使人群中的癌症、畸变等疾病的发生率增加，影响几代人的健康。请回答：   
（1）一般而言，一个正常的细胞一旦到了其寿命，它会“自杀身亡”，这种过程属于   。而核辐射会使细胞发生基因突变，导致正常细胞的          失控而变成癌细胞。受辐射的人群婚后易生出畸形儿，是因为变异发生在                中，从而将突变基因传递给后代。
（2）某科研单位研制出一种新型药物X，据说对核辐射引起的恶性肿瘤有较好的疗效。某医院为验证其疗效，设计了如下的实验方案。请你补充完成下列实验方案：
a．将配制的培养液均分为两组，并标号为A、B；
b．A组加入一定量的药物x，B组不加，将           肿瘤细胞置于两组培养液中；
c．两组放在相同适宜的条件下培养一段时间，显微观察并记录           。
结果预测及结论：                          。

目前临床上癌症治疗的方法,一般是手术切除肿瘤,为防止体内残留癌细胞,在手术后进行化疗,某生物兴趣小组的同学从资料上获知:二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测:二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖,能作为一种癌症的化疗药物,并就此问题设计实验进行了探究。
实验材料:肝长有肿瘤的小鼠,二氯二乙胺溶液,蒸馏水,生理盐水,含有全部营养物质的细胞培养液,显微镜,血球计数板,试管,吸管等。
(1)其中某位同学实验操作如下:(请将实验内容补充完整)
①取洁净的培养皿一个,加入适量的培养液,从小鼠肝部切取肿瘤组织,剪碎,并用    处理,使其分散开来,置于培养皿中培养。
②取洁净的试管5支,加入等量的培养液,编号1、2、3、4、5,并在1～4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液,5号试管中加入       。
③从培养皿中吸取等量的培养液置于1～5号试管中,振荡后,在冰箱中培养一段时间。
④从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于血球计数板内,在显微镜下计数,记录数据。
(2)请你纠正上面这位同学操作上的错误
①                                                                           ;
②                                                                           。
(3)另一位同学按照正确的方法进行实验,得到的结果如下表:

实验组别	1	2	3	4	5
二氯二乙胺溶液浓度(mg/mL)	0.1	0.2	0.3	0.4	0
细胞数目(个/mL)	320	275	186	96	560

在该实验中,遵循了实验设计的     原则和     原则。
(4)根据上表中实验结果,你能得出的结论是                                       。

蜂毒素是工蜂毒腺分泌的多肽，具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤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：
(1)在工蜂毒腺细胞的核糖体上，蜂毒素是以             为模板合成的。
(2)在适宜条件下进行体外培养，癌细胞能够             ，在此过程中细胞内的DNA含量将持续出现周期性的变化。下图-1表示癌细胞在一定浓度的蜂毒素培养液中培养一定时间后，DNA含量不同的细胞数。据此推测，蜂毒素能将癌细胞阻断在有丝分裂的   期。

(3) 研究表明，阻断癌细胞增殖周期可引起细胞凋亡。科研人员为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并接种等量离体胃癌细胞。
b.1号培养瓶为空白对照，向2-4号培养瓶中分别加入 2、4、8 μg/mL蜂毒素溶液。
c.培养48h后，检测并统计                     ，结果如上图-2所示。
d.重复a、b步骤，检测凋亡基因（Bax、Bel-2）的表达，结果如上图-3所示。
分析讨论:
a.图-2表明一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随浓度增大诱导效应      。
b.图-2、图-3表明：从基因水平上看，蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与         有关。当Bel-2蛋白/Bax蛋白的比值出现          趋势时，将会诱导胃癌细胞凋亡。

下图是某细胞增殖和分化的概念图，据图回答下列有关问题：

（1）图A表示的是＿＿＿＿＿＿过程，图B表示的是＿＿＿＿＿＿过程，图B表示的过程实质是＿＿＿＿＿＿。
（2）图中b、c、d、e它们具有相同的＿＿物质。
（3）若a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个植物体，则说明d具有＿＿＿＿性。
（4）a、b、c、d、e这五个细胞相比，哪一个细胞的全能性是最大的？＿＿＿

凋亡抑制蛋白与肿瘤的发生、发展有关，科学家利用先天无胸腺的裸鼠，探究凋亡抑制蛋白基因的反义脱氧核苷酸链对肠癌肿瘤的抑制作用。请分析回答下列问题：
（1）人工合成部分序列为5’GGCAAC…………ACCCAT3’反义脱氧核苷酸链，能够与凋亡抑制蛋白基因的   配对结合，使其分子构象发生改变，不能与核糖体结合，从而抑制了翻译的过程。另外，人工合成的序列不应与人类其他基因的碱基序列相同，以 避免该序列   。
（2）将肠癌细胞置于含5%_   _的恒温培养箱中培养，对培养细胞用0.4%台盼蓝染料染色，拒染率＞95%，说明绝大部分培养细胞为活细胞，其细胞膜具有   性。将拒染的细胞制成单细胞悬液，每只实验裸鼠接种等量的单细胞悬液于背部皮下，2周左右成瘤，成瘤率为100%。成瘤率为100%原因是裸鼠   。
（3）将若干只生长状况相同的裸鼠等分为两组，对皮下瘤体分别注射适量含   的生理盐水和等量的生理盐水，检测   ，计算抑制率，抑制率=（1‒治疗组瘤重量/对照组瘤重量）×100%。若抑制率   _（选填A：接近1，B：接近0），则说明反义脱氧核苷酸链能够明显抑制裸鼠肠癌移植瘤的生长。

图12示细胞内由被膜小泡运输物质的过程，请据图分析回答：

（1）在细胞内吞过程中，被吞入的物质要与细胞膜上的           蛋白结合，内陷形成内吞泡。内吞泡与内含多种水解酶的丙融合形成丁，除了图中所示的功能外，丙还能够分解                          ，以保持细胞的功能稳定。
（2）在图中戊上所进行的过程称为                ，形成的产物在甲中加工成具有一定               的蛋白质，这是它们具有生物活性的前提。COPⅡ被膜小泡负责                     方向的“货物”运输。在乙中，蛋白质被分拣，有目的地送往                 。下列物质中，需要经过COPⅡ被膜小泡运输并经过a过程的是                。
a.唾液淀粉酶     b.生长激素      c.抗体        d.细胞膜上载体
（3）若定位在甲中的某些蛋白偶然掺入乙，则图中                 可以帮助实现这些蛋白的回收。

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。

生命系统的各个层次都普遍存在稳态现象，下列关于稳态的叙述错误的是

A．细胞的分化、衰老和凋亡体现了在分子水平上存在基因表达的稳态

B．人体内环境稳态的调节机制主要是神经一体液一免疫调节网络

C．自然条件下，种群数量是在K值附近上下波动，体现生命系统中种群层次的稳态

D．草原生态系统结构简单，抵抗力稳定性低，但受到极度放牧后，可在短时间内恢复

如图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程。请据图回答：
 
(1)区分细胞①与植物细胞最主要的依据是________________。细胞②不能无限长大的原因有__________________________________________。
(2)c过程的实质是___________________________________________。
请用箭头和文字简要说明该过程中遗传信息的流动途径：_____________________________________________________。
(3)若白细胞发生了癌变，根本原因是细胞中的________发生了突变，癌细胞无限增殖过程中直接参与a、b过程的无膜细胞器是____________________________________________________________________。
(4)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。
(5)从膀胱癌细胞中分离导致细胞癌变的ras基因，有一个碱基对发生了变化，使原癌基因控制编码第12个氨基酸的密码子GCC(甘氨酸)变成了GUC(缬氨酸)。这种突变基因产生的肿瘤蛋白，能持续促进细胞增殖。膀胱癌细胞中激活的ras基因与正常基因相比，发生突变的碱基对是________―→________。

研究表明，广泛存在于植物细胞中的原花青素有较强的抗癌作用。下面是有关的研究实验：
实验一 为研究原花青素对人类肝癌细胞的作用，将实验室培养的人肝癌细胞制成单细胞悬液，分别加入不同浓度的原花青素溶液。48小时后，检测处于细胞周期不同时期的细胞数量，得到的数据如下表。请回答问题。

（1）细胞培养箱中应含有5%的CO₂，目的是____   与细胞贴壁生长达到70%时，要用____处理后分瓶进行传代培养，这是为了避免             。
（2）癌细胞的最主要特征是____。表中数据显示，随着加入原花青素浓度的增加，   期细胞的比例逐渐增加，     期明显减少，   期减少至基本消失。表明原花青素能           。
实验二 原花青素的抗癌作用还表现在还能清除生物体内的亚硝酸盐。为了探究葡萄籽中提取的原花青素溶液清除亚硝酸盐的最适浓度，请完善以下实验设计。
实验材料：提取剂、原花青素提取液、0．4%对氨基苯磺酸溶液（显色剂1）、0．2%的N-l-萘基乙二胺盐酸盐溶液（显色剂2）、5 μg/mL的亚硝酸钠溶液、分光光度计等其他必需器材。
实验原理：①亚硝酸钠与显色剂l和2反应生成   色产物，用分光光度计测出反应后溶液的吸光度A₀。向亚硝酸钠液中加入原花青素提取液后再进行上述反应，测定吸光度A、。则亚硝酸盐的清除率可以按下式计算：清除率=（A₀—A_x）／A₀×l00%。
②比较       ，得出原花青素溶液清除亚硝酸盐的最适浓度。
实验步骤：
①取6支25ml的比色管，编号为1～6号。
②向l号管中加入0．5ml亚硝酸钠溶液和l0ml不含原花青紊的提取剂，再依次加入显色剂1和2，用蒸馏水稀释至刻度，静置一段时间后，用分光光度计测550nm处吸光度并记录。
③____                       。
④计算不同浓度原花青素溶液对豫硝酸盐的清除率，比较并得出结论。

如图表示番茄植株（HhRr）作为实验材料培育新品种的途径，请据图分析回答。

（1）途径4依据的遗传学原理是                             。
（2）通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了                     技术，其依据的生物学原理是                                。
（3）通过途径2获得新品种的方法是                            。
（4）品种B与品种C基因型相同的概率为        ，品种C的基因型是        。
（5）如果想得到基因型为HhRrT这样的植株，常采用               技术。

低温会让机体进入应激状态,机体要提高代谢率以维持体温。持续低温会让细胞不能正常工作。近期发表在PNAS杂志上的文章称罗兹韦尔帕克癌症研究中心Elizabeth Repasky博士研究组又发现了一个低温的害处:低温能够改变癌细胞的生长和扩散的方式。Repasky博士发现生活在相对低温(22 ℃)环境的小鼠的癌细胞比生活在适宜温度(30 ℃)环境的小鼠的癌细胞生长得更快,更有侵略性。请回答下列相关问题。
(1)低温会让机体进入应激状态,机体要提高代谢率以维持体温。在这种体温调节过程中,会有     等激素(填主要激素)参与,促进细胞代谢,增加产热;同时通过位于  的体温调节中枢进行神经调节,使  收缩、汗腺减少汗液的分泌,最终减少散热。
(2)持续低温,细胞则不能正常工作,0 ℃左右时,酶的活性很低,酶的空间结构  。
(3)细胞癌变是机体细胞受到  的作用,细胞中  发生变化,细胞变成不受机体控制的、连续进行分裂的  细胞的过程。与衰老细胞相比,癌细胞内的酶的活性  (填“升高”、“ 基本不变”或“降低”)。

1958年F．C．Steward利用植物组织培养技术将胡萝卜韧皮部细胞培育成新植株，他所配制的培养基中除含有必要的养料外，还加入了生长素等植物激素。请分析回答。

（1）物组织培养能够获得成功的理论基础是______。
⑵有学者认为，生长素（IAA）能与细胞膜上的受体结合，经一系列反应，产生图中所示的______等信息分子。信息分子进入细胞核，“唤醒”与细胞分裂有关的基因，使其转录形成______。转录产物进入细胞质后，指导蛋白质合成，使细胞恢复分裂能力。由此可见，生长素不是直接参与代谢，而是给细胞传达_____ _的信息。
⑶生长素还能促进细胞生长，这是因为生长素能活化细胞膜上的某种载体蛋白，将细胞内的H⁺以_______方式运输到细胞壁中，使细胞壁变得松弛，束缚力减弱，有利于细胞伸长。实验表明，少量的H+就可使幼嫩细胞的细胞壁变得松弛。因此，与老细胞相比，幼嫩细胞对生长素的反应更为______。

下图为人体组织细胞及其相关生理活动。请据图回答：                              

（1）个体发育过程中，甲、乙两种不同细胞的形成是          的结果。如果在增殖过程中细胞受到致癌因子的作用，DNA分子受损，使              基因发生突变，则会产生癌细胞。
（2）在甲细胞中注射³H标记的亮氨酸，研究某分泌蛋白的合成和运输，这种研究方法叫做                   。若①表示甲细胞产生的某种分泌蛋白，则①从开始合成到分泌出细胞，经过的结构依次是                          。
（3）甲细胞的分泌物（如激素）经血液传送到靶细胞（乙）时，首先与乙细胞膜上的受体结合，引起乙细胞原有的生理活动发生变化，则甲→①→乙过程体现了细胞膜的                         功能。

研究表明，植物细胞中的原花青素有较强的抗癌作用。为研究原花青素对人类肝癌细胞的作用，将人肝癌细胞制成单细胞悬液，分别加入不同浓度的原花青素溶液。48小时后，检测处于细胞周期不同时期的细胞数量，如下表：

(1)细胞培养液中应含有5%的CO2，目的是_____。细胞贴壁生长达到70%时，要用____处理后分瓶进行传代培养，这是为了避免_____。
(2) 表中数据显示，随着加入原花青素浓度的增加，G1期细胞的比例逐渐增加，S期明显减少。表明原花青素能____。
(3)原花青素的抗癌作用还表现在能清除生物体内的亚硝酸盐。亚硝酸盐在盐酸酸化条件下，与0．4%对氨基苯磺酸溶液和0．2%的N-l-萘基乙二胺盐酸盐溶液反应形成_____色染料。
(4)致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使____发生突变，导致细胞癌变。
(5)某人肝癌细胞分裂后期含有___条X染色体。此时细胞中有___个染色体组。