【題目】紫杉醇是新型抗癌藥物,能與細胞微管蛋白結合,具有促進微管聚合,抑制微管解聚的功能,從而起到抗癌作用。
(1)細胞進行有絲分裂時需要微管聚合和解聚的正常動態(tài)平衡,從而在有絲分裂的________期染色體能夠隨微管解聚產(chǎn)生的拉力和微管聚合產(chǎn)生的推力,向兩極移動。紫杉醇通過影響癌細胞在有絲分裂時________的形成,導致染色體數(shù)目異常,從而抑制了癌細胞分裂和增殖。
(2)紫杉醇是紅豆杉的細胞代謝產(chǎn)物,可從紅豆杉中提取,但紅豆杉生長十分緩慢,數(shù)量有限且紫杉醇含量非常低。因此,研究人員嘗試運用現(xiàn)代生物技術獲取紫杉醇。
①傳統(tǒng)提取紫杉醇的過程中會產(chǎn)生大量廢棄物,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)酶A可將廢棄物部分轉化為紫杉醇,但酶A活性較低,研究人員成功獲得能表達高活性酶A的目的基因,并利用基因工程技術導入________(大腸桿菌/酵母菌)細胞中,最終獲得高活性酶A,從而提高紫杉醇轉化量,選擇該受體細胞的原因是________________。
②研究人員欲通過植物組織培養(yǎng)獲得紫杉醇,分別剪取曼地亞紅豆杉和南方紅豆杉的幼芽和嫩葉作為________,經(jīng)過________過程形成愈傷組織,記錄實驗數(shù)據(jù),計算出愈傷組織誘導率,如下圖。
由上圖可知,同一品種紅豆杉以________(部位)作為實驗材料愈傷組織的誘導率較高,這可能是因為________________________________________________。從實驗數(shù)據(jù)可知,選擇________作為實驗材料并用________號培養(yǎng)基培養(yǎng),更易獲得愈傷組織,從而大量生產(chǎn)紫杉醇。
【答案】后 紡錘體(紡錘絲) 酵母菌 真核細胞具有內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體可將該酶進行加工(形成空間結構)實現(xiàn)催化功能 外植體 脫分化 幼芽 芽較葉的組織分化程度低,細胞分裂更加旺盛 曼地亞紅豆杉幼芽 VⅡ
【解析】
本題結合實驗考查植物組織培養(yǎng)的相關知識,意在考查考生的識圖能力和理解所學知識要點,把握知識間內(nèi)在聯(lián)系,形成知識網(wǎng)絡結構的能力;能運用所學知識,準確判斷問題的能力,屬于考綱識記和理解層次的考查。
(1)細胞進行有絲分裂時需要微管聚合和解聚的正常動態(tài)平衡,從而在有絲分裂的后期染色體能夠隨微管解聚產(chǎn)生的拉力和微管聚合產(chǎn)生的推力向兩極移動。紫杉醇通過影響癌細胞在有絲分裂時的紡錘體形成,導致染色體數(shù)目異常,從而抑制了癌細胞分裂和增殖。
(2)①傳統(tǒng)提取紫杉醇的過程中會產(chǎn)生大量廢棄物,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)酶A可將廢棄物部分轉化為紫杉醇,但酶A活性較低,研究人員成功獲得能表達高活性酶A的目的基因,并利用基因工程技術導入酵母菌細胞中,最終獲得高活性酶A,從而提高紫杉醇轉化量,選擇該受體細胞的原因是真核細胞具有內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體可將該酶進行加工(形成空間結構)實現(xiàn)催化功能。
②剪取曼地亞紅豆杉和南方紅豆杉的幼芽和嫩葉,作為外植體,在無菌條件下避光培養(yǎng),脫分化形成愈傷組織。由如圖可知,同一品種紅豆杉以幼芽作為實驗材料愈傷組織的誘導率較高,這可能是因為芽比葉的組織分化程度低,細胞分裂更加旺盛。從實驗數(shù)據(jù)可知,選擇曼地亞紅豆杉幼芽作為實驗材料并用VII號培養(yǎng)基培養(yǎng),更易獲得愈傷組織,從而大量生產(chǎn)紫杉醇。
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【題目】目前我國糖病患病率已高達9.7%,部分患者的病因與胰島B細胞受損有關,下圖表示胰島B細胞分泌胰島素的過程。
(1)當細胞外液葡萄糖濃度升高,葡萄糖以_________方式被轉運到胰島B細胞內(nèi)參與___________過程,使細胞中ATP/ADP比值上升,進而關閉ATP敏感的K+通道導致Ca2+進入細胞,Ca2+濃度的上升促進含有胰島素的囊泡___________,最終釋放胰島素。
(2)胰島素依賴性糖尿。IDDM)是一種自身免疫病。為驗證單核巨細胞釋放的白細胞介素IL-1β對胰島B細胞的損傷效應,科研人員進行了如下實驗。
組別 | 胰島B細胞 | IL-1β | FDP | 基礎胰島素水平 | 高糖胰島素水平 | 線粒體酶活性 | NO |
A組 | + | - | - | 426 | 205 | 100 | 85 |
B組 | + | 237 | 90 | 46 | 458 | ||
C組 | + | 359 | 171 | 85 | 187 |
(注:FDP對胰島B細胞有顯的保護功能:+代表加入。-代表不加)
①請在表中相應空格處填寫“+”或“-”將實驗步驟補充完整_______
②由表中倍息推測,在糖尿病人體內(nèi),I L-1β通過與胰島B細胞表面的__________結合,導致NO合成酶基因異常表達,NO含量________ ,誘導胰島B細胞損傷;同時NO影響___________________,使得ATP生成減少,導致胰島素分泌異常。
(3)針對上述IDDM患者,提出兩種合理的治療方案:_______________________________
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【題目】培育肉是利用動物體內(nèi)分離的成肌細胞或全能干細胞,采用動物細胞培養(yǎng)技術培養(yǎng)出類似于動物肌肉的肉絲,同時添加了人體所需的元素如鐵、鈣等,使之營養(yǎng)更加豐富。下列相關敘述不正確的是( )
A.用胃蛋白酶處理肌肉組織,可以獲得分裂能力強的肌肉母細胞
B.生物反應器內(nèi)應控制溫度適宜,并充入一定量的CO2保證細胞呼吸
C.培養(yǎng)液中的支架提供了更多的細胞附著面積,有利于細胞貼壁生長
D.“人造牛肉”的培養(yǎng)有利于工廠化生產(chǎn),產(chǎn)品是真肉
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【題目】下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述,不正確的是( )
A.①→②利用兩種不同限制酶處理,能避免含抗蟲基因的DNA片段自身環(huán)化
B.②→③可用氯化鈣處理農(nóng)桿菌,有助于促進重組Ti質粒轉化到農(nóng)桿菌細胞中
C.③→④用農(nóng)桿菌侵染植物細胞,重組Ti質粒整合到植物細胞的染色體上
D.④→⑤用植物組織培養(yǎng)技術培養(yǎng),利用了植物細胞的全能性
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【題目】改造生物的性狀,在許多領域取得了可喜的成果。下圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解,請據(jù)圖分析回答:
⑴圖中①一般經(jīng)________處理可以得到③,在①→③的培養(yǎng)過程中,需向培養(yǎng)液中通入一定量的CO2,其目的是______________________________。
⑵在胚胎發(fā)育過程中,囊胚時期的_________將發(fā)育成幼體的各種組織。
⑶在基因工程中,②表示_________________;②可用“DNA探針”進行篩選或檢測,這里的“DNA探針”是指_______________;如果②的數(shù)量太少,常用_________技術來擴增。
⑷圖中應用到的胚胎工程領域的生物技術有_________________和____。
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【題目】空心蓮子草是危害性極大的入侵物種。為探究空心蓮子草抑制蠶豆生長的原因,科研人員進行了如下實驗。請回答:
①將蠶豆放在適宜的條件下浸種催芽,待根長至1~2cm后備用。
②采集健康、生長一致的空心蓮子草,晾干、切段、浸泡、過濾獲得0.100mg·mL-1浸提母液,然后配制濃度為0.025 mg·mL-1、0.050 mg·mL-1、0.075 mg·mL-1、0.100 mg·mL-1的空心蓮子草的浸提液。
③取五組培養(yǎng)皿,每個培養(yǎng)皿中分別放入8粒生長良好、根長一致的蠶豆種子,分別加入等量的蒸餾水和不同濃度的空心蓮子草的浸提液,處理24h、48h、72h。
④處理后的種子用蒸餾水浸洗3次,每次2~3min。洗凈后置入鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中,25℃下培養(yǎng)22~24h,使根尖細胞繼續(xù)分裂。
⑤取培養(yǎng)的種子,切取1cm長的幼根,進行解離、?、染色、制片,顯微鏡觀察、拍照,計算有絲分裂指數(shù)(有絲分裂指數(shù)=處于分裂期的細胞數(shù)/總細胞數(shù)×100%),結果如圖。
(1)步驟⑤中解離的目的是________,“?”表示的步驟是__________。
(2)實驗結果表明,空心蓮子草能產(chǎn)生________抑制蠶豆根尖有絲分裂,這種抑制效應與______有關。
(3)上述實驗過程中還發(fā)現(xiàn)部分蠶豆根尖細胞出現(xiàn)了微核(微核是由細胞中畸變的染色體片段濃縮在主核之外形成的),研究人員發(fā)現(xiàn)了圖所示的細胞,其中圈出的染色體片段易形成微核,因為它們?nèi)鄙?/span>__________(結構),使其不能移向細胞兩極。觀察微核最好選擇分裂__________期的細胞。
(4)除了本實驗揭示的機制外,空心蓮子草抑制蠶豆生長的原因還可能是__________。
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【題目】為了培育高效利用木糖發(fā)酵產(chǎn)乳酸的菌株,科研人員將能利用木糖產(chǎn)乳酸的菌種搭載于中國“實踐八號”育種衛(wèi)星,衛(wèi)星返回后進行篩選,其主要流程如下圖,其中乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣形成透明圈。請回答:
(1)與步驟②相比,步驟③的培養(yǎng)基成分還含有_______、______。兩培養(yǎng)基均以木糖作為唯一碳源的目的是________。
(2)步驟③中,應在________附近倒平板,不采用涂布接種的原因是_________。平板在適宜條件下培養(yǎng)一段時間后,篩選有透明圈的菌落作為候選菌。
(3)科研人員從候選菌中初步篩選出產(chǎn)乳酸能力較強的四種菌株,再通過連續(xù)轉接和液體發(fā)酵進行遺傳穩(wěn)定性檢測,得到下表所示結果(單位:g·L-1),最終確定衛(wèi)10為最優(yōu)菌株,依據(jù)是________。
傳代次數(shù) | 菌株 | |||
衛(wèi)10 | 衛(wèi)32 | 衛(wèi)56 | 衛(wèi)69 | |
2 | 70.78 | 71.23 | 70.52 | 69.24 |
5 | 70.23 | 69.52 | 67.46 | 65.65 |
8 | 69.58 | 62.16 | 60.52 | 61.53 |
11 | 70.75 | 55.69 | 52.42 | 55.72 |
14 | 69.42 | 42.28 | 40.22 | 44.38 |
(4)若要進一步探究衛(wèi)10發(fā)酵的最適木糖濃度,試寫出實驗思路:________。
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【題目】下圖表示測定金魚藻光合作用強度的實驗密閉裝置,氧氣傳感器可監(jiān)測O2濃度的變化,下列敘述錯誤的是( )
A.該實驗可用來探究不同單色光對光合作用強度的影響
B.加入NaHCO3溶液的目的是為了吸收呼吸作用釋放的CO2
C.拆去濾光片,單位時間內(nèi),氧氣傳感器測到的O2濃度高于單色光下O2濃度
D.若將此裝置放在黑暗處,可測定金魚藻的細胞有氧呼吸強度
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