2012年10月8日,瑞典卡罗琳斯卡医学院宣布,将2012年度诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰•格登和日本科学家山中伸弥,以表彰他们“发现成熟细胞可以被重新编程为多功能的干细胞”,使人类对细胞和器官发育的认识发生了革命性的变化。通过转入特定基因,可将体细胞诱导形成多能干细胞(iPS细胞)。iPS细胞与胚胎干细胞相似,可以产生各种类型的体细胞。下图是应用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的技术流程。请回答:
(1)过程①是在体外分离患者的体细胞,需要用_______处理,才能分散成单个细胞;在培养患者体细胞时,通常要在细胞培养液中添加一定量的_______,以防培养过程遭受细菌的污染。
(2)过程②是利用病毒,将4个目的基因(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)导入患者体细胞,使其转化成iPS细胞。在这一过程中,迅速扩增4个目的基因的常用技术是_______。然后将4个目的基因与逆转录病毒结合,再将其导入患者的体细胞。在这一过程中,逆转录病毒所起的作用是______________。
(3)与过程③的遗传学原理相同的过程是过程_______
(4)过程④的本质是_______。
(5)过程⑤用于移植治疗的造血干细胞的遗传物质与患者的遗传物质相比,其特点是:______;用于移植治疗时,是否会发生免疫排斥反应?_____________________
下图1表示渗透作用装置,一段时间后液面上升的高度为h,其中半透膜为膀胱膜,装置溶液A、a浓度分别用MA、Ma表示;图2表示在探究“植物细胞的吸水和失水”活动中,洋葱鳞片叶表皮细胞放在30%蔗糖溶液后观察到的一个细胞示意图。请根据图回答问题:
(1)图1中,如果A、a均为蔗糖溶液,且开始时Ma>MA,渗透平衡时MA________Ma(填大于、等于、小于),图1中的半透膜模拟的是图2细胞中的_________,由_________(填数字)组成,两者在物质透过功能上的差异是______________。
(2)图2中,如果B、b分别表示外界蔗糖溶液和细胞液,且浓度分别为MB、Mb,则达到平衡时MB________Mb(填“大于”、“等于”、“小于”)。
(3)若图2为实验中加清水后观察到的,此时细胞处于________________过程中,细胞的吸水能力逐渐___________ ,细胞内渗透压 。
细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期、G2期)和分裂期(M期),下图为某种生物细胞周期示意图,请据图回答相关问题:
(1)若某种化学物质能使处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响,预计在加入这种化学物质约________h后,细胞都将停留在S期。若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养这种生物细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约________h后会检测到被标记的M期细胞。从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为________h。
(2)如果用低温诱导茎尖分生区细胞,多倍体细胞形成的比例能否达到100%?为什么?
同学从温度为55~65"C的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌,并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题:
(1)测定脂肪酶活性时,应选择___________作为该酶作用的物质,反应液中应加入_________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与双缩脲试剂混合,若反应液呈紫色,则该酶的化学本质为__________。
(3)根据该细菌的生活环境,简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
否则,扩大温度范围,继续实验,直到出现峰值。
科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用的影响。请回答问题。
(1)据图1分析,比较甲、乙两种番茄,土壤含水量对它们的光合作用速率影响______(填“基本相同”或“不同”)。当土壤含水量______(填“大于”或“小于”)70%时,土壤含水量不成为限制番茄光合作用的因素。
(2)为进一步研究光合作用速率下降的原因,研究人员测定了不同土壤含水量条件下番茄叶片的气孔导度(气孔开放程度)和胞间C02浓度(即细胞之间的C02浓度),结果如图2。
①综合图1和图2分析,土壤含水量低于70%时,_______的变化与番茄光合速率的变化趋势相似。
②随着土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2并未因光合作用消耗而降低,反而逐渐升高,对此有两种不同观点:观点一认为光合产物的____ _变慢,导致细胞内光合产物积累,阻碍了C02吸收利用;观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏,从而直接影响____ __反应,而且不能恢复。
(3)为验证上述观点,将培养在_______条件下的番茄幼苗分为两组,实验组番茄幼苗进行_________处理,对照组保持原有状态。若实验组番茄幼苗光合速率_____________,则观点二成立。
(每空2分,共10分)下图甲表示由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图,下图乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况,图丙中A为1 mol/L的葡萄糖溶液,B为1mol/L的乳酸溶液,请据图回答以下问题:
(1)图丙中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_______________。
(2)图乙中,葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要_______________,如果将图乙所示细胞放在无氧环境中,图中_____________(填“葡萄糖”、“乳酸”或“葡萄糖和乳酸”)的跨膜运输不会受到影响。
(3)如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面____________(填“高于”、“低于”或“等于”)右侧液面;如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①,再用作图丙的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面___________右侧液面(填“高于”、“低于”或“等于”)。