“白菜—甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有生长周期短,耐热性强和易储存等优点。
下图是“白菜—甘蓝”培育过程示意图,请完成下列有关问题:
(1)由杂种细胞D培育成 “白菜—甘蓝”植株,采用的技术手段是 。该过程说明植物细胞具有 。
(2)要制备“白菜—甘蓝”的人工种子,要在d步骤选取具有生根发芽能力的 (结构),包裹上人造种皮制得。
(3)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是 ,融合依据的原理是 。
(4)要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体,首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的细胞壁。现提供以下材料和用具:紫色洋葱磷片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。请你从中选择合适的材料,完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤,并预测和解释实验结果。
主要实验步骤:
①选取适宜浓度的蔗糖溶液,加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是:适宜浓度的蔗糖溶液 。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁。
第一步:用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央,滴加适量细胞壁分解液,制成临时装片,得到实验组装片。
第二步: 。
第三步:在显微镜下观察比较实验组和对照组装片洋葱细胞的形态。
结果预测和解释:
。
(每空2分,共12分)下面是针对植物做的两个实验。请完成相关问题。
实验一:巨桉原产澳大利亚东部沿海,具有适应性强和经济价值高的特点。菊苣是生长在林下的、高产优质的饲用牧草。巨桉凋落叶分解过程中会释放某些小分子有机物。为研究这些物质对菊苣幼苗生长的影响,科研人员采集新鲜凋落的巨桉树叶,与土壤混合后置于花盆中,将菊苣种子播种其中,出苗一段时间后测定菊苣各项生长指标,结果见下表。请分析回答:
(1)植物体内的光合色素主要分布在叶绿体的。测定菊苣叶片光合色素含量时,常用(试剂)提取光合色素。
(2)实验组与对照组相比,菊苣幼苗的净光合速率。在巨桉凋落叶含量低时,其释放的某些小分子有机物使光合色素含量降低,直接导致反应减弱。
实验二:用采水器在某水层3个不同样点取水,分别注满大小相同的黑、白瓶,同时测定水样溶氧量,作为初始溶氧量,并密封,然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置;24h(1d)后,测定各黑白瓶中溶氧量。
(3)在某水层取样时要注意。
(4)经测某水层初始溶氧量平均为A mg/L, 24h(1d)后,白瓶溶氧量平均为B mg/L,黑瓶溶氧量平均为C mg/L,则该水层总光合速率为mg/L.d。
(每空2分,共16分)请完成Ⅰ、II两小题。
Ⅰ.干细胞中c-Myc(原癌基因)、Klf4(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)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。基因表达的最终场所都是。
(2)高度螺旋化的染色体上的基因由于过程受阻而不能表达。Oct-3/4基因在高度分化的细胞中处于状态。
(3)若利用病人自己的体细胞诱导成iPS细胞后,再诱导其发育成为所需要的组织器官,可以解决异体器官移植的排异反应。人体的排异反应包括细胞免疫和体液免疫,这两种免疫应答过程都包括:机体对抗原的特异性识别;受到刺激的淋巴细胞分裂产生淋巴细胞群;淋巴细胞群分化形成。
(4)人类的47,XYY综合征个体的形成原因。
II.微核是细胞在有丝分裂过程中因各种有害因素损伤,使细胞核成分残留在核外而形成的微小染色质块。当外界环境中存在一定浓度的致突变物时,会使具有微核的细胞增多。某小组进行实验研究了不同浓度的CuS04溶液对绿豆根尖细胞微核及染色体行为的影响,实验结果如下图所示,请分析回答:
(1)观察绿豆根尖细胞微核及染色体行为,需制作临时装片,顺序是。
(2)结果显示,当Cu质量浓度在0-80 mg/L范围内时,随着Cu质量浓度增加,微核率增大,当Cu质量浓度为100mg/L、120mg/L时,绿豆根尖细胞微核率分别只有1.619%、0.507%,请解释此现象:。
(每空2分,共12分)研究分泌蛋白的合成及分泌过程中,科学家们做了下列实验。请回答问题:
(1)本实验需在培养液中加入标记物,可供选择的物质有:被3H标记了的胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸、亮氨酸及葡萄糖,该实验应选择做标记物,该物质从培养液进入细胞的方式是。
(2)科学家将短暂培养的胰腺组织洗去放射性标记物,转入不含放射性标记物的培养液中继续培养。实验结果如图所示。随着的变化,放射性颗粒数的百分比在不同细胞结构上有规律的变化,据此推测,分泌蛋白转移的途径是。
(3)细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡之中,这些膜泡能够精准的运输。为了确定参与膜泡运输的基因(sec基因),科学家筛选了两种酵母突变体,这两种突变体与野生型酵母电镜照片差异如下:
据此推测,sec12基因编码的蛋白质的功能是与的形成有关。sec17基因编码的蛋白质的功能是。
在一次抗灾抢险行动中,救援队在雨中连续工作了6、7个小时,粒米未进,精疲力竭。突然,一名志愿者脚掌不慎被一枚长钉扎入,猛然抬脚,低沉叫一声“哎呀!”。然后医生为他做了紧急处理。图1为人某反射弧结构示意图,A、E、M、N为反射弧上位点,D为神经与肌细胞接头部位,是一种与B、C类似的突触。请据图作答。
(1)此时,这名志愿者体内胰高血糖素含量增加,以维持体内血糖含量的正常。胰高血糖素调节血糖的生理机制是。
(2)若对A施加一强刺激,则细胞膜外表面电位变化是____________;若刺激图1中M点,则A点不能发生这种变化,这是由于图中_____两处只能单向传递兴奋导致。若将该标本置于低于细胞内Na+浓度的Na+溶液中,立即刺激A点,A点______(会、不会)发生电位变化。
(3)由于伤口过深,而破伤风芽孢杆菌又是厌氧型微生物,医生担心这名志愿者会得“破伤风”,所以为他注射了破伤风抗毒素血清进行紧急预防或治疗,同时向他介绍了破伤风疫苗引发的免疫过程,如下图所示。其中,能产生抗体的细胞序号及名称是[ ]_________,IV表示的过程是。
操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式,它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程,图中①②表示相关生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题:
(1)启动子的基本组成单位是________,终止子的功能是终止基因转录过程。
(2)过程①②进行的场所与真核细胞的不同点是________,RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”,转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU,则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为________。
(3)图示表明,当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合,从而导致mRNA________,终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡,又可以减少________。
(4)大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分,结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理可能是:染料木黄酮可以抑制rRNA的形成,,终止核糖体蛋白的合成,进而减少细胞中核糖体的数量,降低合成速率,抑制癌细胞的生长、增殖。