(16分)生物学家研究发现,癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制,该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖,为探究该调控基因是存在于细胞质还是细胞核中,科研人员做了如下实验设计(如图):
根据以上思路,请继续完成下列实验设计方案:
(一)实验方案(实验提示:癌细胞能连续培养,但细胞形态发生明显改变。如何观察细胞形态不作实验设计要求)
(1)用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝细胞,使之分散成单个细胞。
(2)分别使单个癌细胞和单个肝细胞核质分离。
(3)_____________________________________________ ______________。
(4)取两个培养瓶分别编号A、B,各加入等量的培养液。如图所示:
(5)_____________________________________________________________。
(6)分别观察A、B培养瓶中的细胞形态。
(二)预期实验结果及结论
实验结果 |
实验结论 |
A瓶中的细胞形态发生明显变化,B瓶中基本无变化 |
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调控基因的表达需要细胞核与细胞质相互作用 |
下列两图为某种动物细胞分裂过程中的坐标图和细胞图。请据图回答下列问题:
(1)图甲中的②为数目的变化; c阶段中除了包括有丝分裂过程外,还包括过程。
(2)图甲中HI段形成的原因是。
(3)图乙中D的子细胞的名称是。
(4)图乙中C对应图甲中(用图中字母表示)段。
(5)请在右图中画出b阶段每条染色体中DNA数量的变化曲线。
(8分)为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污垢的去除能力,洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答有关问题:
(1)根据衣物上常见的污垢,加酶洗衣粉中添加的酶类有碱性蛋白酶、、和 等四类。
(2)碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的。
(3)下图为加酶洗衣粉的包装袋上的产品说明,根据你所学习的有关知识,解释注意事项③的原因。
注意事项 |
①请将本品置于阴凉、干燥处,避热、避湿、避光。 ②不慎溅入眼中,立即用水冲洗。 ③水温以30~50℃为宜,切忌用70℃以上的热水。 |
(4)下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关探究实验,请据表回答:
组别 |
洗涤物(等量) |
洗涤温度 |
洗衣粉(等量) |
水量 |
洗净所需时间 |
1 |
油污布 |
45℃ |
加酶 |
2 L |
4 min |
2 |
油污布 |
45℃ |
普通 |
2 L |
7 min |
3 |
油污布 |
5℃ |
加酶 |
2 L |
9 min |
4 |
油污布 |
5℃ |
普通 |
2 L |
8 min |
①该实验设计体现了原则。
②若1号实验组洗净所需时间接近7分钟,请分析最可能的原因。
(5)添加蛋白酶的加酶洗衣粉不适宜洗涤下列哪些衣料。
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品 ⑤涤纶织品 ⑥锦纶织品
普通番茄细胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因,控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄易软化,不耐储藏。抗多聚半乳糖醛酸酶基因可以使番茄不再产生多聚半乳糖醛酸酶,从而使番茄长时间抗软化,容易储存和运输。下图是通过基因工程培育抗软化耐储藏番茄的过程及原理。请分析回答下列问题:
(1)基因工程的核心是构建,其组成包括启动子、终止子、目的基因和等。
(2)将目的基因导入植物细胞最常用的方法是。
(3)图1中获得导入抗多聚半乳糖醛酸酶基因的番茄细胞,需要经过技术获得转基因番茄,为防止杂菌污染,这个过程需要在条件下进行,细胞先经形成愈伤组织,后经再分化形成丛芽和根。
(4)根据图2分析抗多聚半乳糖醛酸酶基因能使番茄抗软化的原理是两个基因分别转录出的mRNA结合形成,从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的表达过程。
肝移植后的患者因使用免疫抑制剂常出现细菌感染而使生存质量下降。有学者就细菌感染对移植肝免疫排斥的影响,进行了如下研究。
(1)实验一:将若干健康、状况相似、体内无病原体的大鼠均分为G1、G2、G3三组。各组大鼠移植A类大鼠肝脏,肝移植术后处理方法见表1。处理n天后,检测各组大鼠的排斥反应程度,结果如表2。
组别 |
排斥反应程度较轻个体比例 |
排斥反应程度中等个体比例 |
排斥反应程度较重个体比例 |
G1 |
0 |
17% |
83% |
G2 |
50% |
33% |
17% |
G3 |
83% |
17% |
0 |
表1 肝移植术后的处理方法表2 肝移植术后的处理结果
组别 |
注射试剂 |
G1 |
生理盐水(灭菌) |
G2 |
大肠杆菌菌液 |
G3 |
免疫抑制剂(环孢霉素A) |
①移植器官中细胞表面的某些蛋白质可作为,能引起机体产生特异性免疫反应。
②环孢霉素A可以使T细胞的增殖受阻,从而(填“加强”或“减弱”)免疫系统功能。
③据表2可知,组免疫排斥反应最为强烈。
(2)实验二:提取实验一处理n天后各组大鼠的淋巴细胞,将其用A类大鼠细胞表面的某些蛋白质处理,之后置于CO2培养箱内培养。观察各组大鼠淋巴细胞增殖情况,结果如右图所示(相对值的大小用于反映经A类大鼠细胞表面某些蛋白质处理后的细胞增殖能力强弱)。
①CO2培养箱中CO2的作用是。
②与G1组相比,G2组实验结果表明,细菌感染对大鼠淋巴细胞增殖能力有作用。
(3)综合该系列实验的结果推测,细菌感染通过改变肝移植大鼠的,导致大鼠的免疫排斥反应程度。此项研究为患者器官移植后免疫抑制剂的使用提供参考。
(8分)由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,有人将地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶基因转入酵母菌中经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。
(1)图甲中,过程①需要的酶有、。为达到筛选目的,平板内的固体培养基应以作为唯一碳源。②、③过程需要重复几次,目的是进一步筛选纯化获得的酵母菌。
(2)某同学尝试过程③的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是;推测该同学接种时可能的操作失误是。
(3)以淀粉为原料,用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵,接种菌的发酵罐需要先打开排气口阀门排气,原因是其分解淀粉产生葡萄糖的能力强,导致酒精发酵时产生的速率更快。