《时代》杂志评出的2007年十大科学发现中指出,美国及日本两个研究团队的报告中证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。请回答下面有关胚胎工程的若干问题。
(1)在胚胎发育中,根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为 、 、 三个阶段。
(2)胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的 和孕育胚胎的 共同繁殖后代的过程 。胚胎移植能否成功,与供受体的生理状况有关: ,为胚胎的收集提供了可能; , 为胚胎在受体内的存活提供了可能;而且供体胚胎可与受体子宫建立正常的 ,但移入受体的胚胎的遗传特性不受任何影响。
(3)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由 分离出来的一类细胞。美日科学家的研究过程是利用病毒分别将四个基因送入皮肤细胞,促使普通的皮肤细胞产生变化,最后成为带
有 性质的细胞,称为诱导式多能性干细胞(iPS)。在基因工程中,这四个基因称为 ,所利用的病毒称为 。 与借助胚胎提取胚胎干细胞比较,这样获得的干细胞的研究,其最大突破就是在不破坏胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞,不仅避开了长期以来有关生物技术
的 方面的争议,也使其来源更加广泛而方便。
(6分)确定核糖体是蛋白质合成的场所以后,科学家曾提出如下问题:核糖体所含的RNA是翻译的模板吗?为此他们进行了如下实验:
①将大肠杆菌在重培养基(15NH4Cl和13C-葡萄糖)上培养,使细菌上各种成分(包括细菌核糖体)被重的同位素标记。然后,他们使用T4噬菌体感染细菌(噬菌体感染后,宿主细胞将不合成自身成份)。
②将细菌转移到轻培养基(14NH4Cl和12C-葡萄糖)上培养,同时,将放射性标记14C的尿嘧啶加到培养基上。对核糖体进行密度梯度离心分析。
若实验结果是:所分离的核糖体密度______(全为重/全为轻/中等密度/轻重均有),且新出现的含14C的RNA是以_______为模板转录而成。则否定核糖体所含的RNA是翻译的模板的猜想,而新合成的RNA称作________。
(8分)水稻为二倍体植物,染色体组成为2n=24。若体细胞中某对同源染色体多出一条,数目为三条,则称为三体水稻,三体水稻减数分裂时同源染色体随机分离,产生两类配子,一类是n+l型,即配子含有两条该同源染色体;一类是n型,即配子含有一条该同源染色体。卵细胞为n+l型可育,花粉则不育。
(1)从变异类型分析,三体水稻的形成属于______,形成的原因是减数第一次分裂后期_______,或者减数第二次分裂后期某对姐妹染色单体未能分配到两个子细胞中。
(2)已知水稻有香味(b)为隐性突变产生的性状,利用普通水稻与三体水稻(如7号三体)杂交,可判断等位基因(B、b)是否位于7号染色体上:现以纯合无香味普通水稻(BB)为父本,与7号三体且有香味的水稻(母本)杂交,从F1中选出三体植株作为父本,分别与有香味普通水稻(bb)进行杂交得F2,分析可知:
若等位基因(B、b)位于7号染色体上,F2的表现型及比例为______,若等位基因(B、b)不位于7号染色体上,F2的表现型及比例为_________。
(10分)人体血糖浓度的相对稳定受到多种因素的影响:
(1)图表示三种不同类型人群在口服100克葡萄糖后,血浆中胰岛素浓度的变化。糖尿病发病原因复杂且类型多,有一类病人可能是由于免疫紊乱,产生对自身胰岛B细胞有攻击作用的抗体,此类病人可能符合图中曲线______,另一类病人由于受体未能正常识别胰岛素而导致,此类病人可能符合图中曲线_________,正常人在口服100克葡萄糖60分钟后,肝细胞中葡萄糖代谢途径________。 (至少写出二项)
(2)为验证胰岛素能降低血糖,某同学给几只刚进食的小鼠腹腔注射一定剂量的胰岛素溶液(用酸性生理盐水配制),观察现象,若出现昏厥,则达到目的。该实验设计欠严密,改进措施有:
①为使反应出现得较快且明显,实验前应将小鼠饥饿处理。
②应设置对照组,给对照组小鼠注射等量的_____,且注射的部位、方法与实验组相同。
③出现昏厥后,还应对其中的一半小鼠注射_____,另一半不予注射作对照,以明确昏厥产生的原因。
(12分)雌性荧火虫尾部的提取液中含有荧光素和荧光素酶(称为荧光素酶系溶液),该酶能利用ATP能量,催化荧光素与氧气反应形成能发出特定荧光的氧化型荧光素,荧光强度与反应体系中的ATP量成正比,利用该原理可测量不同萌发阶段种子样液中ATP的含量,实验方法如下:
(1)比色杯(容器)中分别加人浓度为1 x 10-7 M、1 x 10-8 M、1 x 10-9 M、l x 10-10 M、1 x 10-11M的ATP溶液0.2ml,向各比色杯中加人0.8ml荧光素酶系溶液,混匀后立即用分光光度计测量各比色杯发光强度,实验设定的温度为25℃,pH为7.4—7.8。以坐标图形式绘出ATP浓度与发光强度关系曲线。
(2)将未萌发、萌发12小时、萌发24小时的玉米胚10粒,70℃高温处理后,经研磨、提取,获得组织样液。利用荧光素酶系溶液测定荧光强度,从(1)所绘出的曲线中查出相应ATP浓度值。回答下列问题:
填写表格:①_________ ②________③________
步骤(2)中设定的温度与pH值应是___________
玉米胚组织样液中的ATP主要来自细胞的__________(生理过程),萌发24小时后玉米种子该过程增强,但样液发光强度并无成正比增强,解释原因:________________。
(14分)海带是具有重要经济价值的海洋藻类,我国沿海各地都有大规模养殖。科技
人员对影响海带光合作用的环境因素进行了探究,获得如下结果(P/R值:一定条件下光合作
用与呼吸作用速率的比值)。据图回答:
(1)据甲图,海带的光合速率与____等环境因素有关,图示在光照强度低于100umoL/(m2·s)的情况下,光合作用速率随_______的增加而增大,这种情况下,可以认为此时光合速率主要受光合作用过程中______阶段的限制。光强度超过100umoL/(m2·s)后,温度为25oC时海带的净光合速率显著高于另两种温度条件,温度主要影响光合作用的__________阶段。
(2)从甲图可见,光照超过某一强度时,光合作用的速率不再增加,这种变化的主要原因是______________。
(3)25℃时净光合速率增加,但P/R值却下降,其原因是_____________。
(4)上述净光合作用速率测定都是在实验室中通过人工控制变量的条件下进行的,所获得的数据与海带在海洋环境的相应真实数据有一定误差,任意写出一种可导致误差产生的原因__________________。