2012年诺贝尔医学和生理学奖授予英国科学家约翰·戈登和日本科学家山中伸弥。约翰·戈登在20世纪60年代做过一个划时代的实验:把美洲爪蟾的小肠上皮细胞核注入去核的卵细胞,结果发现一部分卵依然可以发育成蝌蚪,其中的一部分蝌蚪可以继续发育成为成熟的爪蟾。山中伸弥等科学家将四个关键基因转入小鼠的成纤维细胞,使其变成多功能干细胞(iPS),这些干细胞可再转化成老鼠体内任何种类的细胞。回答下列问题:
(1)约翰·戈登之后,科学界利用该技术进行更多细胞核转移实验,复制出多种哺乳类动物。在哺乳动物的核转移实验中,一般通过 (物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂和发育,当胚胎发育到 阶段时,将胚胎移入受体(代孕)动物体内。
(2)从卵巢中吸取的卵母细胞,一般要培养到 阶段才能用于实验。
(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植的原因是 。
(4)在山中伸弥的实验中,利用了逆转录病毒,该病毒的作用是 。
(5)一般情况下,体外扩增目的基因常用的方法是 。在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增值,这种现象称为细胞的 。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用 处理。
下图甲表示干细胞的三个发育途径,图乙为细胞增殖过程中某一时期的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图甲中若A细胞是胚胎干细胞,B细胞是造血干细胞,则B细胞与A细胞相比,其全能性 (填“升高”“降低”或“不变”),A细胞分化成D细胞的根本原因是 。
(2)在B、C、D三类细胞所含的带有遗传特异性的大分子物质中, 相同,而 有差异。
(3)图乙所示的细胞增殖方式是 ,若②号染色体的遗传信息来自父方,那么含有母方遗传信息的对应染色体的序号为 。图乙所示细胞前一个分裂时期,细胞中的同源染色体对数、着丝粒数、染色单体数分别是 。
回答下列与细胞有关的实验问题。
(一)下列4项实验中,需保持细胞生理活性的有 (填序号)。
①用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动
②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布
③探究酵母菌细胞呼吸的方式
④观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(二)按下面步骤进行质壁分离实验。
步骤一:在洁净的载玻片中央加一滴清水,取一片藓类小叶,盖上盖玻片。
步骤二: 。这样重复几次,使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。
步骤三:在显微镜下观察,结果如图所示。
(1)请在横线上填写出步骤二的操作方法。
(2)用显微镜观察标本时,正确的操作顺序是
①把装片放在载物台上,使标本位于低倍镜的正下方
②眼睛从侧面注视物镜,转动粗准焦螺旋使镜筒下降至离标本0.5cm处
③转动转换器,使低倍物镜对准通光孔
④调节反光镜,使视野明亮
⑤注视目镜,同时转动粗准焦螺旋使镜筒上升,直到看清物像
⑥转动转换器使高倍物镜对准通光孔
⑦调节细准焦螺旋,直到物像清晰
⑧将要观察的物像移动到视野正中央
A.①③②④⑤⑦⑧⑥ B.③④①②⑤⑧⑥⑦
C.④③①⑦②⑥⑤⑧ D.①②③④⑦⑥⑤⑧
(3)选择蔗糖作质壁分离试剂的原因是( )
A.糖是生物体的重要组成物质 B.糖是生命活动的主要能源物质
C.蔗糖分子能溶于水而透过细胞壁 D.蔗糖分子溶于水而不能透过半透膜
(4)如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3g/mL的蔗糖溶液,则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是 、 。
(5)如果将步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片,放在80℃条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后,如果A处呈绿色,可能的原是 。
(三)下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中,叙述正确的是(多选)()
A.用无水乙醇提取色素是因为四种色素均溶于有机溶剂中
B.叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同
C.实验中要注意不能让层析液没及滤液细线,是为避免色素迅速扩散进入层析液中
D.将叶绿体色素提取液装入试管,让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散,光谱的颜色明显减弱的是绿光
E.提取的叶绿素溶液,给予适宜的温度、光照和CO2可进行光合作用
如图l表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程,①﹣⑦代表各种物质,甲、乙代表两种细胞器。图2表示该植物叶片CO2释放量随光照强度变化的曲线,S代表有机物量.据图回答下列问题:
(1)图1中,甲、乙两种细胞器的膜面积都很大,其中甲增加膜面积主要是通过 ,乙增加膜面积主要是通过 。
(2)若该绿色植物长时间处于黑暗状态中,则图1中“⑥→⑤→⑥”的循环能否进行? ,原因是 。
(3)若已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,图2为CO2浓度一定,环境温度为25℃时不同光照条件下测得的该植物的光合作用强度.
①图2中的A点时,图1中能产生ATP的细胞器有 ;当光照强度处于图2中O﹣D间,光合作用有机物的净积累量为 (用图中符号表示),光合作用合成的有机物的量为 (用图中符号表示)。
②当光照强度处于图2中的D点时,图1中“物质⑦”的去向是扩散到乙和 ,D点以后限制光合作用强度继续上升的主要环境因素是 .
③请在图2中用虚线绘出环境温度为30℃时,光合作用强度随光照强度的变化曲线。
(要求在曲线上标明与图中A、B、C三点对应的a、b、c三个点的位置)
【选修3现代生物科技】下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质奶牛的过程.请回答下列问题:
(1)在Ⅰ图制备单克隆抗体的过程,包括__________和动物细胞培养两个过程,在进行动物细胞培养时,首先要将动物组织剪碎,然后用___________处理,以使其分散成单个细胞,制备成细胞悬液.
(2)A细胞的特点是__________,经选择性培养的杂交瘤细胞,还需进行_________和抗体检测,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,进行体内或体外培养.
(3)单克隆抗体与常规抗体相比,具有___________的特点.
(4)Ⅱ过程优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植,移植后的胚胎能在受体子宫中存活,其生理基础是_________.
(5)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对Ⅱ中囊胚进行__________,操作过程需要特别注意的问题是:_________.否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育.
【选修1生物技术实践】微生物强化采油(MEOR)是利用某些微生物能降解石油,增大石油的乳化度,降低石油粘度的原理,通过向油井中注入含微生物的水来提高采油率的新技术.以下是人们筛选、纯化和扩大培养该类微生物的实验操作.请回答下列问题:
(1)土壤是微生物的大本营,该类微生物应取自______________的土壤.
(2)为筛选和纯化该类微生物,从功能上分,应选用_____培养基.常用的接种方法是_____或 .
(3)接种后,应密封培养的原因是______________,培养一段时间后在培养基上形成降油圈,此时选取______________就可获得高效菌株.
(4)扩大培养过程中需要对微生物进行计数.取0.2mL样品,用固体培养基对其培养,最后统计三个平板,菌落数分别是200、180、220.则样品中微生物的数量为___个/mL.该统计结果_____(低于、高于)实际值.