高中生物胚胎干细胞的来源及分化综合题

I .2009年诺贝尔生理学奖授予了美国3名科学家，表彰他们发现了端粒和端粒酶作用机理。每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。细胞每分裂一次，端粒就缩短一次，当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂。大约90%的癌细胞都有着不断增长的端粒及相对来说数量较多的端粒酶。
II．下图为人体某个细胞所经历的生长发育各个阶段示意图：

根据I.II材料回答下列问题：
（1）与①相比，②的表面积/体积比值      ，与外界环境进行物质交换的能力     。
（2）与①相比，衰老细胞中端粒比①中端粒      ；上皮细胞凋亡是由      控制的。
(3)根据上述内容推测端粒酶的作用是             ，端粒酶的合成要经过                  和         过程，由此你对肿瘤治疗有何新的建议？                             。

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________―→________。

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[   ]        、[   ]        。

根据教材填空（每空1分，共10分）
（1）一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是                           
（2）人和动物的染色体上本来就存在着与癌有关的原癌基因和抑癌基因。其中原癌基因主要负责                   ，抑癌基因主要是                    。
（3）基因的本质是                                       ，基因的两个基本功能是            和                遗传信息。
（4）以囊性纤维病为例来分析得知：基因是通过控制                        直接控制生物的性状。
（5）细胞中的一组                             它们在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体称为一个染色体组。
（6）在生物体进行                过程中，控制                     的基因的重新组合,称为基因重组。

如图表示某雄性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）图中的a是动物体内仍然保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞，这一类细胞被称为            。
（2）该生物体细胞中的染色体数是     ，c细胞含有的染色体组数是________。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。
（4）图示细胞的生理活动中，发生可遗传变异的类型有           。
（5）若细胞a的基因型是AaX^bY，在减数第一次分裂过程中只有性染色体没有分离，减数第二次分裂正常，则此细胞产生精细胞的基因型可能是           。

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[   ]        、[   ]        。

某科研单位研制出一种新型药物P，能有效抑制肝癌细胞的增殖，但不知道对造血干细胞的增殖是否有副作用。为验证其疗效并探究其副作用，请你利用以下材料和用具，完成实验步骤，设计实验结果的记录表，并预测实验结果。
材料和用具：已知起始数量的肝癌细胞和造血干细胞、动物细胞培养液、用生理盐水配置的药物P、生理盐水、培养瓶、CO₂培养箱等。（要求与说明：提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且条件适宜，肝癌细胞与造血干细胞的具体计数方法不作要求。）
Ⅰ．实验步骤：①取四个动物细胞培养瓶，分别标号为A、B、C、D，     。
②每组取样观察、计数并记录各组细胞数目。
③     。
④将上述细胞培养瓶放在CO₂培养箱中，在相同且适宜的条件下培养一段时间。
⑤     。
Ⅱ．实验结果：①请设计一张本实验数据记录表。         
②请预测结果：若药物P只对肝癌细胞有效，则结果为         ；若药物P对造血干细胞也有作用，则结果为         。

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                     。

分如图表示某种动物细胞的生命历程，请回答有关问题：

(1)①③所示的变化，在生物学上分别称为_____________________________________。
(2)④过程产生的细胞除细胞核体积增大外，细胞膜发生的变化是____________________。
(3)⑤过程称之为________________，产生的根本原因是____________________。
(4)若D是胰腺细胞，用含¹⁸O标记的氨基酸培养液培养D细胞，结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了H₂¹⁸O，则H₂¹⁸O的生成部位是_________。该胰腺细胞是否具有增殖能力?_____________，为什么?_____________________。
(5)白血病患者常用异体骨髓移植的方法获得新的造血干细胞D，其将发生的变化⑥为____________________________________________。
(6)若D是某种哺乳动物成熟的红细胞，为证明药液x会抑制红细胞对Ca²⁺的吸收，可通过下面的实验：
①配制含Ca²⁺红细胞培养液，并均等分为A、B两组，分别加入成熟的红细胞，测定培养液中Ca²⁺含量。
②____________________________________________，在适宜条件下培养一段时间。
③测定甲、乙两组细胞培养液中的Ca²⁺含量。

(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。

据抽样调查我国35周岁以上城乡居民，吸烟与肺癌死亡率呈正相关。男性吸烟比不吸烟死于肺癌概率高53%，女性吸烟比不吸烟死于肺癌概率高26%。而且吸烟会诱发许多并发症的发生，某科研小组欲通过实验验证。
（1）实验材料。一定浓度的香烟烟雾冷凝物质（用生理盐水配制）、小白鼠的乳腺细胞悬液、生理盐水、显微镜、含培养基的培养瓶若干个等。
（2）实验原理：动物细胞经过多代培养后，细胞如果发生癌变，则细胞形态会发生改变，且不能紧贴瓶壁生长。
（3）实验目的：   。
（4）实验步骤（动物细胞培养具体过程不要求叙述）
（5）设计一张记录实验结果的表格

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）图中表示一个完整细胞周期的是     （填数字标号）。
（2）③过程表示          ，其实质是                                。
（3）科学家采用同位素标记法研究D细胞分泌蛋白的形成过程，他们将³H标记的            注射到细胞内，发现带有³H的物质依次出现在                     等细胞器中。
（4）细胞膜能将分泌物从细胞内排出细胞外，体现了细胞膜的哪一功能?          
（5）若将D细胞内各种细胞器分开，常用的方法是                     。
（6）请写出细胞膜的功能：                 、                、               。

根据课本知识，回答问题：
（1）脂肪鉴定中，在花生子叶切片上滴加苏丹III染液染色三分钟后，用______________洗去浮色。在制作洋葱根尖有丝分裂装片时，解离后用_________________进行漂洗。
（2）组成生物大分子的每一个单体都以______________为基本骨架，由许多_______________构成________________。
（3）将细胞膜破坏后，制备了细胞匀浆，再用__________________法分离各种细胞器。
（4）细胞核的功能较为全面的阐述是________________________________________________。
（5）酶能催化化学反应的实质是________________________________。
（6）________反应一般与ATP水解相联系，由ATP水解提供能量。
（7）叶绿体中色素提取的原理是_________________________________________________。
（8）细胞分化的意义是_____________________________________________________。
（9）细胞癌变的根本原因是_________________________________________________。
（10）孟德尔通过科学的实验方法，揭示了遗传的两条基本规律。他成功的原因在于______________________________________、______________________________________、_____________________________________等。

癌症是21世纪威胁人类健康的三大杀手之一。任何人体内都有原癌基因和抑癌基因，受外界因素的刺激后可能发生基因突变而引起正常细胞的分裂和生长失控而变成癌细胞。请根据你所学的生物学知识，回答下列有关癌症的问题：
（1）导致原癌基因和抑癌基因发生基因突变的外界因素有              。
（2）与正常细胞相比，癌细胞中明显增多的细胞器是（写两项）       。
（3）早期的癌症可以通过切除的方法进行治疗，但是中、晚期就不能用这种方法了，因为癌细胞已经扩散到其他组织中去了，晚期癌细胞容易扩散的原因是         。
（4）某科研单位研制出一种新型药物X，据说对肿瘤有较好的疗效，能起到抑制肿瘤细胞分裂的作用。请你设计一个方案加以验证。写出你所设计的实验步骤：
材料用具：
第一步：将肿瘤细胞培养液（含有肿瘤细胞）分为相等的两份，编号甲、乙。
第二步：甲组加入一定量的__________________，乙组加入            。
第三步：放在相同且适宜的条件下培养，观察___________________。
预期结果：                                                                 。

甲图是某高等动物细胞亚显微结构示意图，乙图是人体部分细胞分化示意图。请据图回答下列问题：（[   ]内填标号，       上填文字）

（1）甲图中含有核酸的结构是[   ]        、[   ]        、[   ]         。
（2）结构②的功能越复杂，其成分中的          种类和数量就越多。若该细胞进入衰老状态，结构②会发生的变化是                   。
（3）在研究分泌蛋白的合成和分泌时，³H标记的氨基酸进入细胞后，³H出现的部位依次为        （填写序号）。若³H标记的氨基酸缩合产生了³H₂O，那么水中的³H可能来自于氨基酸的        （基团）。
（4）若甲图表示吞噬细胞，则可吞噬失活的抗体，并将其最终水解为             。
（5）由a细胞形成b、c、d、e，是细胞在形态、结构和生理功能上发生           的过程，发生这一过程的根本原因是                            。