下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究,请据图分析回答:
(1)上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从________和________中分离获取。
(2)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上,并加入动物血清、抗生素等物质,维持细胞不分化的状态。在此过程中,饲养层提供干细胞增殖所需的_____ ___,加入抗生素是为了________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(3)过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔,通过组织化学染色,用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素,这项研究利用了胚胎干细胞具有________的特点。在哺乳动物早期发育过程中,囊胚的后一个阶段是________。
(4)过程Ⅲ是培育转基因小鼠,将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体,目的是_____________________________。
(5)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时,必须去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的是___________,该过程研究的意义在于解决____________问题。
(6)该研究中,包含的生物技术有________________________(至少写出两种)。
根据下面植物体细胞杂交技术流程图,回答相关问题。
(1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到杂种植株?为什么?
__________________________________________________________________。
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,运用的技术手段是________,依据的原理是____________,其中过程②称为_____________,与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为____________,过程④相当于_______________,⑤过程涉及的分裂方式为________________。
(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄—马铃薯”属于________倍体植株。
(4)随“神六”太空旅行的种苗中,最受关注的是柴油树试管苗。柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养进行到_______过程即可(填字母)。
(5)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵,然后进行组织培养,该过程相当于________(填编号)。
(6)人工种子又称合成种子或种子类似物,它是20世纪生物技术在农业上的应用之一。由发育到_____过程(填字母编号)的结构包裹上________可制备人工种子。
在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。下图所示是获得转基因莴苣的技术流程,请据图回答下列问题:
(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和________。
(2)①过程需要的酶有__________、__________。
(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外,还必须含有启动子、终止子和________,这样才能构成一个完整的基因表达载体。
(4)如果受体细胞C1是土壤农杆菌,则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的________,使目的基因进入受体细胞C2,并将其插入到受体细胞C2中________上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达,形成转基因莴苣。经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达,在分子水平上可用________法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因莴苣培育成功。
乙酰胆碱(Ach)是一种神经递质。实验人员欲研究Ach浓度与反应时间的关系(简图如下图),在除去突触小泡的前提下自①处注入不同浓度的Ach,②处给予恒定刺激,③、④两处分别为感应测量点。测得不同浓度Ach条件下③、④两处感受到信号所用时间如下表所示。下列各项叙述正确的是( )
Ach浓度(mmol·L-1) |
③处感受到信号的时间(ms) |
④处感受到信号的时间(ms) |
0.1 |
5.00 |
5.56 |
0.2 |
5.00 |
5.48 |
0.3 |
5.00 |
5.31 |
0.4 |
5.00 |
5.24 |
A.图中的⑤、⑥与⑦共同构成一个突触
B.实验中除去突触小泡的目的是防止实验结果受到相关因素的干扰
C.表中数据说明高浓度的Ach能促进兴奋在神经纤维上的传导
D.表中数据说明Ach浓度的增加对兴奋在神经元之间的传递无明显影响
在细胞免疫中,效应T细胞杀伤靶细胞主要有两种途径:细胞裂解性杀伤(图1)和诱导细胞凋亡(图2)。前者指效应T细胞分泌诸如穿孔素一类的介质损伤靶细胞膜,后者指效应T细胞通过表面FasL,与靶细胞表面的Fas结合,诱导靶细胞凋亡。请分析并回答:
(1)人体内的效应T细胞来自 的增殖、分化。
(2)图1中的穿孔素又称“成孔蛋白”,由效应T细胞产生并以 的方式释放到细胞外。穿孔素能在靶细胞膜上形成多聚穿孔素管状通道,使K+及蛋白质等大分子物质 (流入/流出)靶细胞,最终导致靶细胞死亡。
(3)图2中的FasL又称死亡因子,Fas又称死亡因子受体,它们都是由细胞合成并定位于细胞表面的蛋白质。一般来说,控制FasL的基因 (填“是”或“不是”)只在效应T细胞和某些细胞内表达。
①Fas和FasL的结合体现了细胞膜的 功能,控制合成Fas和FasL的基因 (填“是”或“不是”)共存于一个细胞中。
②研究发现,某些肿瘤细胞能够调节Fas和FasL基因的表达水平,从而使自己逃脱免疫系统的清除。此时,肿瘤细胞内Fas基因的表达变化情况是 (填“升高”“不变”或“降低”)。免疫排斥是器官移植的一个主要障碍,根据上述实例及Fas和FasL的相互关系,可考虑 基因的表达,从而为解决免疫排斥提供一种新的思路。
镉是水稻生产的主要重金属污染物。有关研究如下,请回答:
(1)用镉超标的大米喂雄性小鼠,其神经细胞的线粒体内膜断裂,则小鼠完成反射的时间将 ;此外,小鼠的睾丸组织受损而逐渐萎缩,将导致其体内雄性激素和促性腺激素的分泌量各有何变化? 。
(2)某河流受镉污染后不少生物死亡,导致河流的抵抗力稳定性下降,从生态学的角度分析,这是因为 。若将其改造为湿地公园,则群落的演替方式为 。改造时,要适当增加生物种类,以提高其抵抗力稳定性,这符合生态工程的物种多样性原理。
(3)若在一个相对稳定的水域生态系统中主要有下表所列的五个种群。现测得各种群所含的能量和污染物镉的平均浓度,已知水中镉的质量浓度为0.003 mg·L-1,该物质被生物体吸收后 难以通过代谢排出体外。
种群 |
A |
B |
C |
D |
E |
能量(KJ) |
1.6X109 |
1.2X109 |
1.3X108 |
9.1X107 |
2.9X107 |
镉含量(mg.L-1) |
0.037 |
0.036 |
0.35 |
0.39 |
3.4 |
某同学根据表中数据画出了种群间的食物关系图。
请分析上图是否正确 ,并说明理由: 。在能量流动的渠道中, 越高,生物体内污染物的含量也越高,即污染物在沿食物链传递过程中具有富集作用。
某中学生物兴趣小组用生长素类似物2,4-D进行了相关的一些实验研究,请分析作答:
(1)甲组同学欲确定最适于柳树枝条生根的2,4-D溶液浓度,他们用两种不同浓度的2.4-D溶液及蒸馏水分别处理生理状况相同的柳树枝条,结果发现三组柳树枝条生根状况差异不大,请你给他们提出建议,以使他们达到预期目的。
。
实验前的柳树枝条应浸泡在蒸馏水中,目的是 。
(2)乙组同学为探究2,4—D溶液浓度对月季枝条生根的影响,首先按照图一所示步骤配制了一系列浓度梯度的2,4—D溶液,然后选择插条,分组、编号,浸泡枝条,适宜条件培养,得到实验结果如图二所示。
①由图分析可知,对5号烧杯中的2,4-D溶液的操作还应 ,该操作体现 原则。
②由图二可确定促进月季枝条生根的最适2,4—D溶液浓度的范围是 ,实验结果 (能,不能)体现两重性。
科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的■代表基因前的启动子),据图回答:
(1)Cre酶能特异性地识别上图loxP序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的 酶。从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的 。
(2)将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是 。作为标记基因,抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原因是 。
(3)经Cre酶处理后,质粒一中的两个loxP序列分别被切开后,可得到质粒二等两个DNA分子。由于 的原因,抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失。
据胚胎工程的知识回答(4)(5)两问:
(4)胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,还需通过 给受体才能获得后代。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能,可给供体注射 ,使其排出更多的卵子。
(5)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入 中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。胚胎干细胞在饲养层细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能够维持 的状态。
图1是生态系统的碳循环部分示意图,其中甲、乙、丙、丁组成该生态系统的生物群落;图2是一个由5种生物组成的食物网;图3所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应能量。据图回答以下问题:
(1)物质循环与能量流动之间的相互内在关系是物质是能量流动的载体,能量是物质循环的 。
(2)图1中缺少两个重要过程,请用文字和箭头的形式补充:无机环境→丁、 。
(3)若图2中的乙大量减少,则短期内戊的数量会 。
(4)图3中的C和B1+C1+D1可表示桑树和蚕用于 的能量。
(5)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程的 原理。同时,通过饲养家禽、家畜,栽培食用菌,提高农民经济收入,使保护环境和发展经济相互协调,这又体现了生态工程的 原理。我国西北一些地区年降雨量少,适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,致使许多地方的杨树长成半死不活状。其失败的原因主要是违背了 原理。
玉米是一种重要的农作物,为了提高玉米的产量,科学家做了大量的研究工作。下图是玉米培育过程示意图;下表是以玉米的成熟胚为外植体,在基本培养基上研究植物生长调节剂对玉米愈伤组织诱导率影响的实验结果。请分析问答下列有关问题:
培养基代号 |
2,4—D/mg·L-1 |
6—BA/mg·L-1 |
愈伤组织诱导率/% |
L1 |
1.0 |
0 |
65.41 |
L2 |
2.0 |
0 |
68.76 |
L3 |
3.0 |
0 |
91.01 |
L4 |
3.0 |
0.2 |
54.48 |
L5 |
3.0 |
0.5 |
57.35 |
L6 |
3.0 |
1.0 |
51.71 |
注:愈伤组织诱导率(%)=产生愈伤组织的外植体数/接种外植体总数×100%
(1)图中玉米的培育过程依据的原理是 ;其中过程A称为 。
(2)为了获得玉米某些代谢产物,可用少量 酶处理愈伤组织,获取单细胞或小细胞团,在 培养基中进行悬浮培养。
(3)从上表可以知道,在基本培养基中添加较高浓度的 有利于胚形成愈伤组织。
(4)影响愈伤组织成功诱导的因素除植物生长调节剂外,还有培养的环境条件。现给你提供200个已经消毒过的玉米成熟胚,在上述研究的基础上,请完成玉米愈伤组织的诱导是否需要光照的探究实验步骤:
①将200个已经消毒过的成熟胚平均分为甲、乙两组,接种到 (填培养基代号)培养基上,分别培养:
② ;
③培养一段时间后,分别计数和比较甲、乙两组中 。
下图是植物组织培养的简略表示。据此回答:
①——→②——→③——→④
(1)①表示 __________,它能被培养成为④的根本原因是 。
(2)②表示 ,它与①相比分化程度 ,全能性 。
(3)若想制作人工种子,应该选用(填编号) 。
(4)若①是花药,则④是_________________,继续对其使用 处理可获得 植株,该过程称为__________________。
(5)若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素,培养将进行到(填编号) 。
下图为牛胚胎移植的基本程序,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是指 _________、__________、 __________。
(2)在胚胎移植过程中,供、受体母牛选择好后,要用激素进行 处理,这样处理的原因是供体和受体生殖器官的生理变化相同,为胚胎移入受体提供了相同的生理环境,以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是________,处理的时期是_______期和_____期。
下图甲、乙分别为某些物质进出细胞的坐标图和模式图,据图回答:
(1)甲所代表的物质运输方式为________,其最大转运速率与___________有关。
(2)乙所代表的物质运输方式为_______,这一过程体现了细胞膜具有________的功能。
(3)神经细胞受到刺激产生兴奋时,Na+离子通过类似图__ ___的方式进入细胞;神经冲动传导到突触小体后,突触前膜通过_______方式释放神经递质。
(4)仿照图甲,画出图乙所示物质进入细胞的坐标图。
下图表示人体细胞中重要有机物A、B、C、D、E的元素组成及相互关系,请据图回答:
(1)图中X所指的元素为 。
(2)a、b、c分别为A、B、C的单体,其中a的种类有 种;c的结构通式为 ,由c形成C的过程称为 。
(3)A的结构具有多样性,取决于 ;C的结构也具有多样性,从c分析其原因是 。
(4)D代表的有机物有 ;E的“合成车间”是细胞内的 。
圆石藻是一种海洋浮游生物,代谢过程中会产生二甲基硫醚(DMS)。DMS是一种对气候有明显影响的气体。下图是DMS在海洋中生成的主要过程,分析回答:
(1)从生态系统的组成成分上看,圆石藻属于 。圆石藻,浮游动物和海洋细菌等生物共同构成 ,经研究圆石藻对海洋气候变化有影响,这体现了生物多样性的 价值。
(2)当海洋受到轻微污染时,可通过物理沉降,化学分解和微生物的分解很快消除污染,这体现了生态系统具有 力稳定性
(3)研究发现,海洋中许多生物能促进DMS氧化分解,最终产生SO42-,从而加快了生态系统的 。
(4)图中浮游动物所同化的能量除经自身呼吸作用以热能的形式散失外,还将流向 。中间产物X浓度上升到一定程度时,它能作为一种化学信息使浮游动物对圆石藻的捕食明显减少,这体现了生态系统中信息传递的作用是 。