(9分)如图一表示发生在小鼠某器官内细胞分裂、分化的过程.该小鼠的三对基因及在染色体上的位置如图二所示。请据图回答:
(1)在小鼠体内发生图一过程的器官是________,图中h细胞的名称是__________________。
(2)e、f细胞形态、结构、功能不同的根本原因是_____________________________,两细胞的遗传物质______________(相同/不同)。
(3)图一中含有4个染色体组的细胞是____________(填字母),基因重组发生在_____________(填字母)细胞时期。
(4)根据图二判断,细胞c中移向细胞同一极的基因有_____________,若图一中h细胞的基因组成是AabbDD,原因是发生了__________________。若该生物产生了一个abdd的生殖细胞,原因是_________。
DNA作为遗传物质,其完整性的维系是至关重要的。然而,DNA难免会受到外界环境影响而出现损伤。在进化过程中,生物个体获得了应对DNA损伤的一系列修复功能,当不能完全修复时,细胞可能癌变,也可能衰老或凋亡,在这一过程中,细胞调控因子p53具有重要地位:当其因各种原因失活时,出现肿瘤的机会将大大提高;若该调控因子存在,细胞将更可能衰老或者凋亡而不是癌变。根据上述资料,完成下列有关该过程的分析。
(1)细胞凋亡是由 所决定的细胞自动结束生命的过程,因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞 性死亡。
(2)外界环境中因素能够影响DNA的复制,但不同环境因素诱发的机理不同,如紫外线、X射线及其他辐射能__ __,亚硝酸、碱基类似物等能____ ,某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。
(3)细胞对DNA损伤的修复,形式虽然多样,但都是以未发生错误的母链为模版,按照原则对子链进行修复。
(4)从上述资料分析,编码细胞调控因子p53的基因属于 (抑癌,原癌)基因。
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:肝部长有肿瘤的小鼠,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,培养皿等。
(1)其中某位同学实验操作如下:(请将实验内容补充完整)
a.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,配制成细胞悬液,将其均匀分成5份,置于5个培养皿中培养,分别编号。
b.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,作为______组。
c.将步骤b中的配制的溶液分别置于5个培养皿中,摇匀后,在冰箱中培养一段时间。
d.在5个培养皿加入适量的胰蛋白酶处理,配制相应的细胞悬液,振荡摇匀,分别吸取适量的悬液置于内,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。
(3)另一位同学按照正确的方法进行实验,得到的结果如下:
实验组别 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
二氯二乙胺浓度(mg/ml) |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0 |
细胞数目(个/mL) |
320 |
275 |
186 |
96 |
560 |
a.在该实验中,自变量是 。
b.根据实验结果,你能得出的结论是 。
(4)在体外培养肿瘤细胞时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,需要提供___ __气体以维持PH值,还需要提供_____________环境,合成培养基需特别添加___________。
(5)若开始培养时取一滴培养液观察有100个肿瘤细胞,经24 h培养后,取一滴稀释100倍后再取一滴(设三次的“一滴”等量)观察,发现有64个肿瘤细胞,此肿瘤的细胞周期约为______h。
肺癌骨转移是指肺部的癌细胞经血液转移到骨中。科研人员对此进行了研究。
(1)由于癌细胞膜表面的__________减少,使癌细胞能够分散转移至骨组织。癌细胞通过分泌细胞因子蛋白P,与破骨细胞膜上的__________结合,激活破骨细胞,破坏骨组织。
(2)科研人员分别培养发生骨转移的癌细胞株S-5和不发生转移的癌细胞株S-3,提取这两种细胞的总RNA,经逆转录得到这两株细胞的__________,根据__________的已知序列设计引物进行定量PCR,结果如图1所示。据此判断__________与癌细胞的骨转移能力密切相关。
(3)研究表明,破骨细胞释放生长因子TGF-β,为进一步探明膜蛋白A1和TGF-β在肺癌骨转移中的作用机制,研究者进行了图2所示实验:
①实验中的自变量包括__________。
②比较S-5和S-3细胞,说明发生转移的细胞中__________提高。
③具图2分析,膜蛋白A1能够__________。
(4)一种探究膜蛋白A1是否促进破骨细胞释放TGF-β的方法是:培养S-3和A1过表达的S-3细胞,并分别将它们与__________混合培养,测定培养液中TGF-β的量,若A1过表达组的测定值较高,则说明__________。
下图是有关生物细胞生活史的概括,请据图分析并回答问题:(每空2分,共10分)
(1)、③所示的变化,在生物学上称为________。
(2)、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“克隆羊”的产生都属于________繁殖。
(3)、⑥所示的过程叫________。
苯并芘是一种有害化合物,常见于煤焦油、汽车废气、香烟烟雾、烤焦的面包和烤肉表层,被人体摄入后,苯并芘在肝脏代谢降解,其途径如下所示:
(1)和大部分脂溶性物质一样,苯并芘非常容易被小肠细胞吸收,这与小肠细胞细胞膜的组成成分______有关;
(2)阶段1的反应在内质网中进行,试说明内质网有哪些结构特征与阶段1的反应相适应____________________________________
(3)60%的人类肺癌个案与DNA损坏有关,已知产物A能与腺嘌呤结合,试提出一个可能机制,以解释吸烟如何引致肺癌形成。_______________________________________________________________
(4)谷胱甘肽在线粒体内制造,随着人的衰老,肝脏内线粒体的数目会减少,根据这一现象推断,老年人比年轻人患癌症的风险____(大或小),因为________________________________________________。
(5)为探究产物A的浓度与其诱变性的关系,可将分离得到的正常幼小动物组织细胞作为实验材料,此实验的因变量可用畸形细胞所占比例来表示,则无关变量有(答两点即可)__________________。此实验数据的采集应控制在10代以内,原因是____________________________________。
下图为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意图,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,据图分析。
(1)细胞①与植物细胞最主要的区别是 ,细胞②不能无限长大的原
因是 以及受细胞核控制能力的限制。
(2)直接参与a、b过程的无膜细胞器有 ,⑤与⑥的基因型相同,但蛋白质种类不同的原因是 。
(3)细胞凋亡是由 决定的细胞自动死亡的过程,吞噬细胞吞噬凋亡细胞的过程体现了细胞膜具有 的特点。
(4)一些化学物质能引起细胞癌变。据报道,某饮料中含有致癌的添加剂,为检测该饮料能否引起细胞癌变,有同学进行了以下实验。
a、实验步骤:
第一步:将年龄和生长状况相同的健康小鼠分为A、B 两组,每组雌雄各5只;
第二步:A组每天提供普通饲料和一定量的某饮料,B组每天提供 将两组小鼠置于相同且适宜的环境下饲养。
第三步:一段时间后,分别解剖观察小鼠的重要器官并记录影响情况,若要进一步确定组织肿块是否为癌细胞,可用光学显微镜观察。
b、上述步骤二主要遵循了实验设计的 原则,实验中的“普通饲料”属于 变量。
c、光学显微镜下判断细胞发生癌变的主要依据是 。
癌症又称为恶性肿瘤,是在各种致癌因子的作用下,细胞生长与增殖的调控发生严重紊乱的结果。阅读下列有关细胞癌变的资料,回答下列问题。
资料1:科学家们在研究中发现,将苏丹红一号染料直接注射入小鼠膀胱后(小鼠正常体细胞有20对染色体),膀胱被诱发产生了癌症。
资料2:从小鼠膀胱癌细胞中分离导致细胞癌变的ras基因,将其与正常细胞相应的DNA片段比较,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ras的肿瘤蛋白,能持续促进细胞增殖。
资料3:当人体自身组织的正常细胞转变为癌细胞以后,细胞膜的表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质,如肝癌细胞会产生甲胎蛋白,前列腺癌细胞会产生PSA,这些蛋白质会激活人体的免疫细胞引起免疫应答,使癌细胞裂解。
(1) 苏丹红一号染料属于_________致癌因子,它可能使正常细胞的________________基因发生改变,从而使正常细胞转化成癌细胞。
(2) 以资料2中ras基因为例,说明(ras)基因表达的过程。
(3)癌细胞的细胞膜表面出现的特殊蛋白质作为_________,引起机体的_____免疫反应。
(4)A图为小鼠膀胱癌细胞的一个细胞周期(G1、S、G2组成了分裂间期,M为分裂期)中的细胞核内DNA含量的变化曲线,B图表示处于—个细胞周期中各个时期细胞数目变化.
· 从A图可知,癌细胞的分裂方式是 。
· B图中的DNA含量为2C-4C之间的细胞,处在A图中的___期,G2期的细胞中有每条染色体有染色单体 条。
下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答:
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至 期的内细胞团或胎儿的
中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是 。在体外培养条件下,培养液中加
入 因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因 的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的,骨髓移植治疗的
实质是将上图的 细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用
作为供体的细胞是成熟的 ,其原因
是 。
(6)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用 细胞与骨髓瘤细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌 的杂交瘤细胞。
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)
下图是某生物细胞(局部)和细胞中某结构的亚显微结构模式图,据图回答:
(1)图乙中A所示的这类物质在生物膜上可能具有的功能是( )
A.作为载体蛋白,起物质运输作用 |
B.作为酶,催化发生在膜上的化学反应 |
C.作为受体,接受相应的化学信息 |
D.作为抗原,被免疫细胞识别 |
(2)若甲图要表示豌豆根尖的成熟区(根毛区)表皮细胞,则图中不应该存在的结构是 ,而应添加的结构有 。
(3)若图甲细胞的分泌物是抗体,则该细胞可直接由 细胞增殖分化而来。
(4)若图甲所示的细胞进入衰老状态,图甲中会发生变化的结构有 。
阅读、分析下列材料,并结合你所学的知识回答问题:
细胞衰老是一种正常的生命现象。科学家提出的“端粒学说”阐述了细胞衰老的某些可能的机制。端粒是染色体末端的一种特殊结构,其DNA末端含有由简单的串联重复序列(如-TTAGGG-)组成的单链突出段,它们在细胞分裂时不能被完全复制,因而随分裂次数的增加而缩短,除非有端粒酶的存在。端粒酶由RNA和蛋白质组成,其RNA含有与端粒DNA重复序列互补的一个片段合(如-AAUCCC-),是成端粒DNA的模板;其蛋白质催化端粒DNA的合成,催化的一种机制如下图。研究表明:如果细胞中不存在端粒酶的活性,染色体将随每次分裂而变得越来越短,而且由于细胞的后代因必需基因的丢失,最终死亡。培养中少数变得长生不老的癌细胞表现出有活性的端粒酶和稳定长度的端粒。
(1)图中“聚合”过程需要______种脱氧核苷酸。
(2)正常体细胞中没有端粒酶的活性,你认为新复制出的DNA与亲代DNA完全相同吗?_____ ____。体外培养正常成纤维细胞,细胞中的端粒长度与细胞增殖能力呈_________关系。
(3)从材料分析可知,正常体细胞不断走向衰老的生理学原因是____ ____。
(4)依据“端粒学说”,请提出一种可以抗肿瘤药物的作用机制。 。
结肠癌在我国的发病率有增高的趋势,发病原因与遗传、少纤维、高脂肪饮食习惯等有一定关系。下图表示结肠癌的发病机理,请回答以下问题。
(1)结肠癌症发生的根本原是 ,并不断积累,主要是由 两方面原因导致的。
(2)科学家近年来发现体内的一种物质IL-17对于结肠癌形成有重要影响。IL-17是由某种效应T细胞(Th17)分泌的一种 (免疫活性物质)。当把结肠癌细胞移植到进行了IL-17基因敲除(特定基因在胚胎发生早期被灭活)的小鼠体内后,肿瘤体积和肿瘤细胞数目远远高于对照组,说明IL-17对结肠癌的形成有 作用。
(3)结肠癌组织可分泌表达一种特殊的糖蛋白,它作为 可引起患者的免疫反应。为了检测体内是否存在癌细胞,可以采用 技术,该技术需要用到细胞工程生产的 。
(4)家族性结肠息肉病是一种常染色体显性遗传病,如不治疗,10岁以后患结肠癌的可能性较大。该病主要由APC基因突变导致。为治疗该病,科学家曾尝试将正常APC基因用脂质体(一种人工磷脂双分子层膜)包裹后,使其进入体外培养的活体小肠系膜细胞中,再将转基因表达成功的细胞导入病人体内。脂质体在此过程中相当于基因工程中的 。上述治疗方法被称作 。
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 。
下图是有关生物细胞生活史的模拟概括,请据图分析回答问题:
(1)产生③所示的变化的根本原因是________________。
(2)F→G→H过程的技术的理论基础是______________。
(3)⑤过程称之为癌变,癌症已经成为危害人类健康的常见病和多发病,肿瘤细胞培养是研究癌变机理、抗癌药检测的重要手段。
①细胞癌变的根本原因是致癌因子使_______________发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
②美国和日本研究人员在实验中发现,木瓜叶提取物能杀死癌细胞。某实验小组想通过癌细胞的培养来加以证明。请完成相应步骤。
第一步:从大医院获取手术切除的肿瘤,立即切取小块癌变组织将其剪碎,先用胰蛋白酶处理,使组织分散成单个细胞后,用细胞培养液稀释制成癌细胞悬浮液。
第二步:取两个规格相同的培养瓶,分别装入剂量相等的癌细胞悬浮液,一个加入一定剂量的木瓜叶提取物(标记为A),另一个加入___________(标记为B)。
第三步:将上述两培养瓶放在37℃、体积分数为5%的CO2培养箱内培养一段时间。
第四步:24小时后,如发现____________的培养基中癌细胞生长速度减缓,死亡率升高,说明木瓜叶提取物具有抗癌作用。