科学家发现过度肥胖往往造成血液中葡萄糖浓度过高,胰岛素浓度也偏高。出现这种生理缺陷的原因科学家认为有两种:第一,组织细胞对胰岛素的刺激反应不敏感。第二,胰岛细胞对血糖浓度变化反应不敏感。现以过度肥胖大鼠为实验对象,研究阿司匹林对矫正肥胖大鼠生理缺陷是否有作用,进行以下实验。
材料用具:过度肥胖大鼠40只、阿司匹林药剂、生理盐水、适宜浓度的胰岛素溶液和葡萄糖溶液、注射器等。
实验目的:探究阿司匹林能否矫正第一种原因引起的生理缺陷
(1)请完善实验步骤:
①设3个处理组和1个对照组,每10只过度肥胖大鼠为一组。
②给处理组大鼠注射一定剂量的阿司匹林药剂,对照组大鼠注射 ,在相同且适宜条件下饲养3周。
③给4组大鼠都注射等量的适宜浓度的胰岛素溶液,然后每隔30分钟测定大鼠血液中葡萄糖浓度,共测定5次,得到结果如图。
(2)讨论回答下列问题:
①若大鼠的体重不尽相同,则每只大鼠的阿司匹林药剂注射剂量应按照 公式计算。
②实验过程中每次要测定 只大鼠的血糖浓度。
③实验开始前(0分钟时)测定大鼠的血糖浓度,其作用是 。
④在绘制上述曲线之前,要对每次测得的数据作怎样的处理? 。
⑤从结果分析得知,阿司匹林 。
⑥若给健康大鼠注射不同剂量的胰岛素,则大鼠的血糖补充速率和消耗速率会随血液中胰岛素含量的变化而变化,请在下列坐标图中画出曲线表示两者的大致变化趋势。
(16分)图甲是采用黑白瓶法测定某池塘夏季各深度24小时内的平均氧浓度变化曲线,纵轴表示水池深度,横轴表示瓶中O2的变化量(g/m2);图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图。请回答下列问题:
(1)水藻的代谢类型是______________
(2)光照适宜时,水深2 m处每平方米的生产者一小时制造的O2约为________g。
(3)水深3 m时,产生ATP的结构有______________。若将植物从2 m处移到3 m处时,C3的含量将________。
(4)图乙装置中,若实验中每隔5 min改变一次试管与灯泡之间的距离,随着距离的增加,气泡产生速率下降,产生这一结果的原因:①________________;②________________。
(5)图乙中若将水用18O标记,一段时间后,产生了C18O2,请用文字说明该过程:________________________________。
(6)为了探究光照强度对光合速率的影响,利用图乙装置进行实验的另一设计思路是_________________________________________________。
在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如图甲Ⅰ所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如图甲Ⅱ、Ⅲ所示。图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时,底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题:
(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时,酶才能与底物结合,这说明酶的催化作用具有。
(2)现有胃蛋白酶,A试管放置正常温度,B试管放置100度,相同时间处理后,加入双缩脲试剂后,两个试管的颜色深浅是(A:A管颜色深,B:B管颜色深,C:颜色一样深)
(3)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似,故能抑制细菌合成细胞壁相关酶的活性,其原因是。
(4)据图乙分析,随着底物浓度升高,抑制效力变得越来越小的是抑制剂,原因是。
(5)唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙。若将温度提高5℃,请在图丙内绘出相应变化曲线。
蜂毒素是工蜂毒腺分泌的多肽,具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤等广泛的生物学效应。体外研究发现,蜂毒素对多种癌细胞具有强烈的杀伤作用。请回答:
(1)在工蜂毒腺细胞的核糖体上,蜂毒素是以为模板合成的。
(2)在适宜条件下进行体外培养,癌细胞能够,在此过程中细胞内的DNA含量将持续出现周期性的变化。下图-1表示癌细胞在一定浓度的蜂毒素培养液中培养一定时间后,DNA含量不同的细胞数。据此推测,蜂毒素能将癌细胞阻断在有丝分裂的期。当突变时,细胞由正常细胞变为癌细胞。
(3)研究表明,阻断癌细胞增殖周期可引起细胞凋亡。科研人员为研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制,进行了以下实验。请完善实验并回答问题。
方法步骤:
a.取4只相同的培养瓶,编号,分别加入等量的完全培养液并接种等量离体胃癌细胞。
b.1号培养瓶为空白对照,向2-4号培养瓶中分别加入 2、4、8 μg/mL蜂毒素溶液。
c.培养48h后,检测并统计,结果如上图-2所示。
d.重复a、b步骤,检测凋亡基因(Bax、Bel-2)的表达,结果如上图-3所示。
分析讨论:
a.图-2表明一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡,并随浓度增大诱导效应。
b.图-2、图-3表明:从基因水平上看,蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与有关。当Bel-2蛋白/Bax蛋白的比值出现趋势时,将会诱导胃癌细胞凋亡。
(13分)某科研小组开展了人白细胞介素18(IL - 18)对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用的研究。
实验原理:机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。
实验步骤:
①选取若干实验小鼠,随机均分成甲、乙、丙三组;
②甲组无辐射损伤;乙组辐射损伤(60Co照射,下同);丙组先辐射损伤,1天后注射1L - 18。
③14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了 0h、12h、24h、48h后,检测并计算细胞凋亡相对值。
(1)脾属于机体免疫系统的 ________,1L - 18是一种淋巴因子,由_________细胞分泌;淋巴因子与 _________都属于免疫活性物质。
(2)细胞凋亡是由遗传决定的______________死亡,与细胞凋亡直接相关的细胞器是______。
(3)设置甲、乙两组的目的是探究有无核辐射对细胞凋亡的影响。设置乙、丙两组的目的是____________________________________。请设计实验结果记录表。
(4)科研小组还设置了丁组实验,方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组,与丙组相比,设置丁组的目的是________________________________。
(10分)图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图,中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞,它可调节气孔的开闭。研究人员将该叶片放在内部温度为150C的密闭容器中,研究光照强度与光合作用速率的 关系,结果如图2所示。分析回答:
(1)在黑暗条件下,保卫细胞中合成ATP的场所有_________。
(2)从图1中可以看出两个细胞贴近部分细胞壁较厚,伸缩性较小,外侧部分较薄。图1所示箭头为炎热夏季中午的细胞中水分流动的总方向,这时气孔_________ (关闭/开放)。此时,主要影响叶肉细胞中光合作用的光反应,叶肉细胞内C3、C5的含量变化分别是_________、 __________ 。
(3)据图2分析,在1klx的光照条件下,该叶片在5小时内光合作用产生O2的量为_________ml;影响A点上下移动的外界因素主要是 ___________________________。
(4)其它条件不变,若以CO2吸收量为观测指标,请在答题卡相应位置中画出该植物在密闭容器内 CO2的吸收量变化曲线。