高中生物胚胎干细胞的来源及分化综合题

在过去的几十年中出现了多种治疗癌症的方法，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等。请回答下列一组有关癌症及其治疗的问题。
（1）通常能够引起基因改变的因素可能有            。(填写序号)

A．紫外线	B．甘油
C．肝炎病毒	D．煤焦油及其衍生物苯

E.葡萄糖    F.尼古丁
G.丙酮酸    H.核辐射
（2）化疗时采用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA分子复制的酶与DNA的相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的        期。
（3）放疗是利用放射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处杀死癌细胞的一种方法．放疗与化疗相比,对患者全身正常细胞影响较小的是                。

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          。

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。

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。

苦马豆素(SW)最早是从植物灰苦马豆中分离获得，为了研究SW是否具有抑制肿瘤细胞生长的作用，许多学者做了大量研究，实验过程及实验结果如下：

①取小鼠肝癌Hepal-6细胞。
②制成单细胞悬液，等量接种于多孔板，加入等量培养液，每组设5个平行孔。
③于37℃、5％CO₂培养箱中培养24 h。
④加入等量不同浓度的SW溶液，于37℃、5％CO₂培养箱中培养。
⑤分别在24 h、48 h、72 h时吸取培养液，观察记录结果，得到不同浓度的SW对细胞存活率的影响曲线如图所示。
⑥将培养48 h的培养液离心，细胞染色，在荧光显微镜下观察拍照，记录正常细胞和凋亡细胞的数目，并采用免疫荧光细胞技术检测细胞凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达量状况，汇总统计结果如下表。
培养48h后细胞数目及凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达状况

SW（μg/ml）	癌细胞数目	凋亡细胞数目	Bax蛋白	Bcl-2蛋白
2	+	++++	++++	+
1	++	+++	+++	++
0.5	+++	++	++	+++
0	++++	+	+	++++

注：“+”的数量表示相对值的大小
回答下列问题：
（1）实验中首先将小鼠肝癌Hepal-6细胞制成单细胞悬液，于37℃、5％CO₂培养箱中培养的目的是                 。培养箱中要有适量的无菌空气，原因是              。肝癌细胞悬液中细胞有悬浮生长的特征，可能的原因是                         。
（2）实验中利用多孔板培养时，每组设置5个平行孔同时进行培养，计数后统计平均值是为了                       。
（3）分析图中曲线可知，SW对肝癌Hepal-6细胞的作用效果是：①                                  ；②                                                       。
（4）表中结果说明SW可以诱发细胞          ，从而抑制肿瘤细胞生长，从分子水平上分析，SW可能是导致癌细胞内              的合成量增加。

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。

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                                       。

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____________。