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高三模擬試題PAGEPAGE11.腎內(nèi)集合管細(xì)胞膜上具有AQP2、AQP3、AQP4等多種水通道蛋白??估蚣に兀ˋDH)會通過調(diào)控AQP2的數(shù)量來調(diào)節(jié)水的重吸收,有關(guān)過程如下圖所示,其中①~③表示體液成分,a、b表示囊泡的不同轉(zhuǎn)運途徑。請據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中①~③中屬于內(nèi)環(huán)境的有_______________;集合管細(xì)胞之間通過封閉小帶緊密連接,有效防止了_______________。(2)若圖中“某種刺激”引起尿量減少,則該刺激可能為_______________,此時ADH的釋放量將_______________,并與集合管細(xì)胞膜上的X特異性結(jié)合,引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列反應(yīng),據(jù)此推測X的化學(xué)本質(zhì)是_______________。(3)水分子通過AQP快速通過細(xì)胞膜的運輸方式是_______________。集合管細(xì)胞中,AQP2與分泌蛋白都能通過囊泡進行轉(zhuǎn)運,它們在囊泡的位置區(qū)別是_______________。若正常人一次性快速飲用1000mL純凈水,b過程將會_______________(填“增強”、“減弱”或“基本不變”)。(4)若人體在正常飲水情況下尿量超過3L/d,則可能患有尿崩癥。下列有關(guān)引發(fā)人體尿崩原因的分析,合理的有_______________。①下丘腦的損傷導(dǎo)致垂體合成和分泌的抗利尿激素量不足②自身產(chǎn)生的抗體與ADH受體特異性結(jié)合,導(dǎo)致集合管細(xì)胞對ADH不敏感③控制合成AQP2的基因過量表達,導(dǎo)致集合管細(xì)胞膜上的AQP2增多④通過ADH的調(diào)控,導(dǎo)致集合管細(xì)胞膜上AQP3和AQP4的數(shù)量過少⑤含AQP2的囊泡上缺乏某些蛋白,導(dǎo)致AQP2無法定位到集合管細(xì)胞的特定位置〖答案〗(1)①.②③②.組織液(②)與(集合管內(nèi)的)原尿的混合(2)①.細(xì)胞外液滲透壓升高(或血量減少動脈血的降低等)②.增加③.糖蛋白(蛋白質(zhì))(3)①.協(xié)助擴散②.分泌蛋白是被囊泡包裹著的,而水通道蛋白則位于囊泡膜上③.增強(4)②⑤〖解析〗〖祥解〗分析題圖:血漿中的ADH會與集合管細(xì)胞上的X載體結(jié)合,腎集合管腔壁細(xì)胞基質(zhì)中的AQP2小泡向管腔膜遷移并與之融合,通過出泡作用,小泡膜上的AQP2嵌入管腔膜,使管腔膜AQP2的數(shù)量增加,從而使水滲透通透性相應(yīng)增加。圖中①屬于細(xì)胞內(nèi)液,②是組織液,③是血漿?!夹?詳析〗內(nèi)環(huán)境是由血漿、組織液和淋巴液等組成的,圖中①~③中屬于內(nèi)環(huán)境的有②組織液和③血漿;據(jù)圖可知,集合管細(xì)胞之間通過封閉小帶緊密連接,有效防止了組織液(②)與(集合管內(nèi)的)原尿的混合?!夹?詳析〗若圖中“某種刺激”引起尿量減少,則該刺激可能為細(xì)胞外液滲透壓升高,細(xì)胞外液滲透壓升高,會刺激下丘腦的滲透壓感受器,抗利尿激素(ADH)的釋放量將增加;激素需要與受體結(jié)合才能起作用,由于X能與ADH結(jié)合,故推測X的化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白?!夹?詳析〗分析題意可知,AQP是水通道蛋白,故水分子通過AQP快速通過細(xì)胞膜的運輸方式是協(xié)助擴散;AQP2是水通道蛋白,其與分泌蛋白的區(qū)別在于:分泌蛋白是被囊泡包裹著的,而水通道蛋白則位于囊泡膜上;正常人一次性快速飲用1000mL純凈水,重吸收水減少,所以b將受體蛋白運回細(xì)胞,減少對水的重吸收,b過程將會增強,并導(dǎo)致細(xì)胞外液的滲透壓降低?!夹?詳析〗①抗利尿激素是由下丘腦分泌,垂體釋放的,①錯誤;②ADH可促進腎小管和集合管對水的重吸收,從而減少尿量,若自身產(chǎn)生的抗體與ADH受體特異性結(jié)合,導(dǎo)致集合管細(xì)胞對ADH不敏感,則會導(dǎo)致尿崩,②正確;③⑤據(jù)圖可知,若集合管細(xì)胞膜上的AQP2增多,從而使水滲透通透性相應(yīng)增加,促進對水分的吸收,不會引起尿崩;若含AQP2的囊泡上缺乏某些蛋白,導(dǎo)致AQP2無法定位到集合管細(xì)胞的特定位置,則會導(dǎo)致重吸收作用減弱,可能引起尿崩,③錯誤,⑤正確;④據(jù)圖可知,集合管細(xì)胞膜上AQP3和AQP4可將集合管中協(xié)助擴散至組織液中,若集合管細(xì)胞膜上AQP3和AQP4的數(shù)量過少,不會引起尿崩,④錯誤。故選②⑤?!肌狐c石成金』〗本題結(jié)合抗利尿激素促進腎小管細(xì)胞重吸收水分的調(diào)節(jié)機制圖解,考查內(nèi)環(huán)境的組成、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點、水平衡調(diào)節(jié),要求考生識記內(nèi)環(huán)境的組成;識記細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點;識記水平衡調(diào)節(jié)的過程,能結(jié)合圖中信息答題。2.抗利尿激素是一種多肽化合物,可作用于腎小管,激活腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)一系列反應(yīng),促進水通道蛋白插入腎小管上皮細(xì)胞膜(管腔面)(如下圖所示)?;卮鹣铝袉栴}:(1)當(dāng)人吃的食物過咸或飲水過少的情況下,____________感受器興奮,__________釋放的抗利尿激素增多。該激素的合成部位在____________(填器官)。(2)腎小管上皮細(xì)胞中水通道蛋白的合成及加工過程與分泌蛋白相似,只是不分泌到細(xì)胞外,而是轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜上,與水通道蛋白的合成及加工過程直接相關(guān)的細(xì)胞器有____________________。(3)據(jù)圖分析,抗利尿激素促進腎小管細(xì)胞對水的重吸收的機制:一方面改變細(xì)胞中某些酶的活性,促進______________的合成,另一方面促進儲存水通道蛋白的囊泡與細(xì)胞膜______________,從而增加細(xì)胞膜上水通道蛋白的數(shù)量。(4)尿量超過3L/d稱尿崩。假設(shè)尿崩癥僅與抗利尿激素有關(guān),說出引起尿崩的兩個原因:①________________________;②_______________________________?!即鸢浮舰?下丘腦滲透壓②.垂體③.下丘腦④.核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體⑤.水通道蛋白⑥.融合⑦.抗利尿激素分泌量不足⑧.腎小管上皮細(xì)胞表面缺乏抗利尿激素受體從而使抗利尿激素不能發(fā)揮作用〖解析〗〖祥解〗分析圖示:圖示表示抗利尿激素促進腎小管細(xì)胞重吸收水分的調(diào)節(jié)機制,抗利尿激素作用于腎小管細(xì)胞,改變了細(xì)胞中某些酶的活性,從而促進水通道蛋白的合成,促進儲存水通道蛋白的囊泡與細(xì)胞膜融合,從而增加細(xì)胞膜上水通道蛋白的數(shù)量,最終促進了對水的重吸收〖詳析〗(1)當(dāng)人吃的食物過咸或飲水過少時,細(xì)胞外液滲透壓升高,下丘腦滲透壓感受器興奮,下丘腦合成分泌、垂體釋放的抗利尿激素增多。(2)水通道蛋白的合成及加工過程與分泌蛋白相似,腎小管上皮細(xì)胞中水通道蛋白在核糖體上合成,經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體加工、包裝并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜上,因此,與水通道蛋白合成及加工過程直接相關(guān)的細(xì)胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。(3)結(jié)合題圖分析可知,抗利尿激素作用于腎小管細(xì)胞,通過對細(xì)胞中某些酶的影響,促進水通道蛋白的合成;同時促進儲存水通道蛋白的囊泡與細(xì)胞膜融合,從而增加細(xì)胞膜上水通道蛋白的數(shù)量,最終促進腎小管上皮細(xì)胞對水的重吸收。(4)抗利尿激素可以促進腎小管和集合管對水分的重吸收,若尿崩癥僅與抗利尿激素有關(guān),則其原因可能是:抗利尿激素分泌量不足,導(dǎo)致腎小管和集合管對水的重吸收減弱;或腎小管細(xì)胞表面缺乏抗利尿激素受體而使抗利尿激素不能發(fā)揮作用?!肌狐c石成金』〗本題結(jié)合抗利尿激素促進腎小管細(xì)胞重吸收水分的調(diào)節(jié)機制圖解,考查水平衡調(diào)節(jié)等知識,要求考生識記水平衡調(diào)節(jié)的過程,能結(jié)合圖中信息答題。3.下圖是人體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的示意圖,①~④表示相關(guān)的激素。請據(jù)圖回答下列問題:(1)某同學(xué)長跑時心跳加速,血壓升高,壓力感受器激活心血管中樞,傳出神經(jīng)釋放神經(jīng)遞質(zhì),遞質(zhì)作用于心臟及血管細(xì)胞膜上的__________,從而降低血壓,該調(diào)節(jié)方式屬于__________調(diào)節(jié)。(2)該同學(xué)因運動大量出汗,血漿滲透壓升高,激活位于__________的神經(jīng)元A,促使其合成和分泌__________(填①的名稱),進而促進腎臟對水的重吸收,使尿液_________(增加或減少)該調(diào)節(jié)方式屬于__________調(diào)節(jié)。(3)如果人體中甲狀腺受損,導(dǎo)致④的合成減少,則②、③合成_______(變多或變少),這種調(diào)節(jié)機制稱為_____________調(diào)節(jié)(4)該同學(xué)因運動體溫升高,達到37度并保持穩(wěn)定,此時人體產(chǎn)熱______(大于、等于、小于)散熱。激素②的名稱是__________,其生理作用是__________________________?!即鸢浮剑?)①.特異性受體②.神經(jīng)(2)①.下丘腦②.抗利尿激素③.減少④.神經(jīng)—體液(3)①.變多②.負(fù)反饋(反饋)(4)①.等于②.促甲狀腺激素釋放激素③.促進垂體釋放促甲狀腺激素〖解析〗〖祥解〗體溫調(diào)節(jié)的機理;寒冷環(huán)境→皮膚冷覺感受器→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→骨骼肌(不自主收縮)增加產(chǎn)熱。同時通過激素調(diào)節(jié)作用于甲狀腺,使甲狀腺激素分泌增多,新陳代謝活動加強,從而產(chǎn)生更多的熱量;在炎熱環(huán)境汗腺分泌活動加強,反射弧為:炎熱環(huán)境→皮膚溫覺感受器→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→汗腺分泌活動加強,散熱增多?!夹?詳析〗據(jù)題圖所示可知,如果血壓升高,壓力感受器激活心血管中樞,作出綜合分析,發(fā)出指令,通過傳出神經(jīng)釋放神經(jīng)遞質(zhì),遞質(zhì)作用于心臟及血管細(xì)胞膜上的特異性受體,使心率減慢,血管緊張度下降,從而降低血壓,該調(diào)節(jié)方式屬于神經(jīng)調(diào)節(jié)。〖小問2詳析〗如果大量出汗,水分失去較多,血漿滲透壓升高,下丘腦的滲透壓感受器受到刺激,激活位于下丘腦的神經(jīng)元A,促使其合成和分泌抗利尿激素,并由垂體釋放進入血液,作用到腎小管和集合管,促進腎臟對水的重吸收,導(dǎo)致尿量減少,該調(diào)節(jié)過程既有神經(jīng)調(diào)節(jié),也有激素調(diào)節(jié),屬于神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)?!夹?詳析〗如果人體中甲狀腺受損,導(dǎo)致④甲狀腺激素的合成減少,反饋抑制減弱,導(dǎo)致②促甲狀腺激素釋放激素和③促甲狀腺激素分泌變多,故這種調(diào)節(jié)機制稱為負(fù)反饋(反饋)調(diào)節(jié)。〖小問4詳析〗某同學(xué)體溫穩(wěn)定在37℃,此時人體產(chǎn)熱等于散熱。激素②的名稱是促甲狀腺激素釋放激素,其生理作用是促進垂體釋放促甲狀腺激素?!肌狐c石成金』〗本題的知識點是水鹽平衡的調(diào)節(jié),體溫調(diào)節(jié),主要考查學(xué)生的識圖能力并利用題圖信息解決問題的能力和對神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)關(guān)系的理解與運用能力,難度適中。4.人體生命活動的正常進行是在機體調(diào)節(jié)作用下,各器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)參與的結(jié)果,也是多種信息分子參與的結(jié)果。下圖是人體內(nèi)部分信息分子的作用示意圖,字母A-F表示信息分子,①②表示相關(guān)生理變化。請據(jù)圖回答:(1)地方性甲狀腺腫(大脖子?。┰俏覈钡獾貐^(qū)的一種常見疾病,隨著加碘鹽的普遍使用這種患者已極少見到。導(dǎo)致大脖子病最直接的信息分子是_____(名稱)。(2)據(jù)圖可知人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)方式是_____,維持圖中各種信息分子含量處于動態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制是_____。(3)圖中分子C表示_____,該分子作用于腎小管細(xì)胞,使細(xì)胞膜上的_____蛋白增加,進而加強①過程的進行。(4)人體血糖平衡是神經(jīng)-體液共同調(diào)節(jié)的結(jié)果,參與血糖下降過程調(diào)節(jié)的信息分子有_____(至少寫2個)。(5)人體處于寒冷環(huán)境下,機體除圖中涉及的部分產(chǎn)熱途徑外,還會通過_____減少散熱,調(diào)節(jié)后機體散熱量_____(填“大于”“等于”或“小于”)炎熱環(huán)境中的散熱量。人在寒冷環(huán)境中比在炎熱環(huán)境精力更集中、興奮性更高的主要原因是_____?!即鸢浮剑?)促甲狀腺激素(2)①.神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)②.負(fù)反饋(3)①.抗利尿激素②.水通道(4)神經(jīng)遞質(zhì)、胰島素、血糖濃度、胰高血糖素等(5)①.皮膚毛細(xì)血管收縮、汗腺分泌汗液減少②.大于③.寒冷環(huán)境中甲狀腺激素分泌量增加,提高了神經(jīng)系統(tǒng)興奮性〖解析〗〖祥解〗1、信息分子種類有神經(jīng)遞質(zhì)、激素和細(xì)胞因子。神經(jīng)系統(tǒng)分泌神經(jīng)遞質(zhì),內(nèi)分泌系統(tǒng)分泌激素,免疫系統(tǒng)分泌細(xì)胞因子等。2、圖中A對應(yīng)過程是神經(jīng)調(diào)節(jié),B對應(yīng)過程是甲狀腺激素調(diào)節(jié)促進新陳代謝,C對應(yīng)過程是水平衡調(diào)節(jié),D對應(yīng)過程是免疫調(diào)節(jié),E對應(yīng)過程是血糖調(diào)節(jié)?!夹?詳析〗碘是甲狀腺激素合成的原料,缺碘不能合成甲狀腺激素,分級調(diào)節(jié)加強,促甲狀腺激素增加,導(dǎo)致大脖子病,故導(dǎo)致大脖子病最直接的信息分子是促甲狀腺激素?!夹?詳析〗據(jù)圖可知人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)方式是神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò),維持各種信息分子含量處于動態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制是負(fù)反饋調(diào)節(jié)?!夹?詳析〗C是抗利尿激素,可促進腎小管和集合管對水分的重吸收,該分子作用于腎小管和集合管細(xì)胞,使細(xì)胞膜上的水通道蛋白增加,進而加強①過程的進行,從而使細(xì)胞外液滲透壓降低?!夹?詳析〗人體血糖平衡是神經(jīng)-體液共同調(diào)節(jié)的結(jié)果,胰島素降低血糖、胰高血糖素和腎上腺素升高血糖,含有神經(jīng)遞質(zhì)作用于下丘腦等,故參與血糖下降過程調(diào)節(jié)的信息分子有神經(jīng)遞質(zhì)、胰島素、血糖濃度、胰高血糖素等。〖小問5詳析〗人體處于寒冷環(huán)境下,機體除圖中涉及的部分產(chǎn)熱途徑外,還會通過皮膚毛細(xì)血管收縮、汗腺分泌汗液減少散熱,調(diào)節(jié)后機體散熱量大于炎熱環(huán)境中的散熱量。人在寒冷環(huán)境中比在炎熱環(huán)境精力更集中、興奮性更高的主要原因是寒冷環(huán)境中甲狀腺激素分泌量增加,提高了神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性?!肌狐c石成金』〗本題考查了神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)中信息分子的作用,對于甲狀腺激素的分級調(diào)節(jié)、血糖平衡調(diào)節(jié)、水平衡調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)的理解把握知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系是解題的關(guān)鍵。5.如圖是人體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的相關(guān)示意圖,①~④表示相關(guān)激素,⑤~⑦代表相關(guān)的過程或生理效應(yīng),A、B、C代表相關(guān)的器官或細(xì)胞。請回答下列問題:(1)某同學(xué)長跑時心跳加速,血壓升高,壓力感受器激活心血管,傳出神經(jīng)釋放神經(jīng)遞質(zhì),遞質(zhì)作用于心臟及血管細(xì)胞膜上________,從而降低血壓,該調(diào)節(jié)方式屬于________調(diào)節(jié)。(2)該同學(xué)因運動大量出汗,血漿滲透壓升高,激活位于________(填器官或腺體的名稱)的神經(jīng)元A,促使其合成和分泌激素①______________,進而促進______________,該調(diào)節(jié)方式屬于______________調(diào)節(jié)。(3)該同學(xué)運動后會及時補充食物,補充食物半小時后,⑤→⑥→⑦的活動會增強,該過程的調(diào)節(jié)方式屬于________調(diào)節(jié),其中⑦代表的生理效應(yīng)為________________________________________。圖中葡萄糖與Ca2+進入細(xì)胞的方式分別為________、________。(4)除Ⅰ型糖尿病人外,尿液中出現(xiàn)葡萄糖的原因可能還有________(填字母)。A.低血糖患者 B.一次性攝糖過多C.有自身免疫病的患者 D.腎小管重吸收功能障礙〖答案〗(1)①.(特異性)受體②.神經(jīng)(2)①.下丘腦②.抗利尿激素③.腎小管和集合管對水分的重吸收④.神經(jīng)—體液(負(fù)反饋)(3)①.神經(jīng)—體液②.促進組織細(xì)胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖,使血糖含量下降③.協(xié)助擴散④.協(xié)助擴散(4)BCD〖解析〗〖祥解〗1、神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)嚴(yán)格來說可分為兩部分,一部分是神經(jīng)調(diào)節(jié),另一部分是體液調(diào)節(jié)。神經(jīng)調(diào)節(jié)指的是通過神經(jīng)進行調(diào)節(jié)生命活動的方式,調(diào)節(jié)過程是反射弧。體液調(diào)節(jié)指的是激素、二氧化碳等化學(xué)物質(zhì),通過體液傳送的方式對生命活動進行調(diào)節(jié)。而神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)指上述兩種調(diào)節(jié)方式共同協(xié)調(diào)、相輔相成,在整個調(diào)節(jié)過程中雙方都參與,一般在調(diào)節(jié)過程中以神經(jīng)調(diào)節(jié)為主,體液調(diào)節(jié)會直接或間接地受到神經(jīng)系統(tǒng)的控制。2、滲透壓調(diào)節(jié)的機理:細(xì)胞外液滲透壓上升刺激下丘腦滲中的透壓感受器,使下丘腦分泌、由垂體釋放的抗利尿激素增多,作用于腎小管和集合管,增強對水的重吸收,導(dǎo)致尿量減少,重吸收的水分進入周圍的毛細(xì)血管,使得細(xì)胞外液滲透壓下降;另→方面,滲透壓感受器產(chǎn)生的興奮作用于大腦皮層,產(chǎn)生渴覺,主動喝水,也使細(xì)胞外液滲透壓下降?!夹?詳析〗據(jù)題圖所示可知,如果血壓升高,相應(yīng)的感受器興奮,傳入神經(jīng)將興奮傳到心血管中樞,心血管中樞作出綜合分析,發(fā)出指令,通過傳出神經(jīng)釋放神經(jīng)遞質(zhì),遞質(zhì)作用于心臟及血管細(xì)胞膜上的特異性受體,使心率減慢,血管緊張度下降,從而降低血壓,該調(diào)節(jié)過程只有神經(jīng)系統(tǒng)參與,故調(diào)節(jié)方式屬于神經(jīng)調(diào)節(jié)?!夹?詳析〗該同學(xué)因運動大量出汗,丟失大量水分,血漿滲透壓升高,使大腦皮層產(chǎn)生渴覺,并激活位于下丘腦的神經(jīng)元A,即會使位于下丘腦的滲透壓感受器興奮,從而促進下丘腦合成抗利尿激素,垂體釋放抗利尿激素也增多,進而促進腎小管和集合管對水的重吸收,該調(diào)節(jié)過程既有神經(jīng)參與,也有激素參與,故該調(diào)節(jié)方式屬于神經(jīng)﹣體液調(diào)節(jié)?!夹?詳析〗該同學(xué)運動后會及時補充食物,補充食物半小時后,通過消化吸收的過程,使血糖上升,血糖升高可直接刺激胰島B細(xì)胞。使其分泌胰島素,屬于體液調(diào)節(jié);同時血糖升高也會通過神經(jīng)傳導(dǎo),使下丘腦中的血糖調(diào)節(jié)中樞興奮,通過神經(jīng)調(diào)節(jié)促進胰島素的分泌,這個過程屬于神經(jīng)調(diào)節(jié),所以通過⑤→⑥→①調(diào)節(jié)血糖的方式屬于神經(jīng)—體液(負(fù)反饋)調(diào)節(jié);其中⑦代表在胰島素的作用下,使血糖下降,胰島素作用的生理效應(yīng)是:可使組織細(xì)胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖,從而使血糖含量下降。圖中葡萄糖進入細(xì)胞是順濃度梯度運輸,需要轉(zhuǎn)運蛋白(載體蛋白)的協(xié)助,不消耗能量,屬于協(xié)助擴散;Ca2+進入細(xì)胞需要轉(zhuǎn)運蛋白(載體蛋白)的協(xié)助,不消耗能量,屬于協(xié)助擴散?!夹?詳析〗A、低血糖患者的血糖偏低,不會出現(xiàn)尿糖,A錯誤;B、一次性攝糖過多,使原尿中葡萄糖濃度過高,超過腎小管和集合管的重吸收能力,會導(dǎo)致糖尿,B正確;C、自身免疫病的患者,自身免疫系統(tǒng)持續(xù)殺傷胰島細(xì)胞,則會導(dǎo)致胰島素分泌不足,血糖含量過高,會導(dǎo)致糖尿,C正確;D、腎小管重吸收功能障礙,原尿中的葡萄糖不能被完全重吸收,會導(dǎo)致糖尿,D正確。故選BCD?!肌狐c石成金』〗本題考查水鹽平衡的調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)等知識,要求學(xué)生有良好的識圖能力,并能利用題圖信息解決問題,對神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)關(guān)系的理解與運用能力是解答本題的關(guān)鍵。6.人體水鹽平衡的調(diào)節(jié)離不開抗利尿激素(ADH)和醛固酮的作用。下左圖為ADH的作用機理示意圖。醛固酮能促進腎小管和集合管對鈉離子的重吸收以及對鉀離子的排出。腎素(也稱血管緊張素原酶)一血管緊張素一醛固酮系統(tǒng)是體內(nèi)腎臟所產(chǎn)生的一種升壓調(diào)節(jié)體系,能引起血管平滑肌收縮產(chǎn)生升高血壓的作用,其調(diào)節(jié)過程如下如圖所示。(1)血漿滲透壓是指______。(2)抗利尿激素的受體位于______(填“細(xì)胞膜上”或“細(xì)胞內(nèi)”),原因是______。分析左圖,抗利尿激素與受體結(jié)合后,通過M蛋白促進______,導(dǎo)致尿量減少。(3)腎素的作用機理是______。(4)當(dāng)______時,腎上腺______分泌的醛固酮增加,也能促進抗利尿激素分泌,最終產(chǎn)生升壓作用。但過度激活腎素一血管緊張素一醛固酮系統(tǒng)容易導(dǎo)致高血壓,請根據(jù)題圖提供一種開發(fā)降血壓藥物的思路:______。(5)當(dāng)腎小管中葡萄糖濃度過高時,抗利尿激素分泌量______。機體需源源不斷地合成分泌醛固酮、抗利尿激素等激素,原因是______?!即鸢浮剑?)血漿中溶質(zhì)微粒對水的吸引力(2)①.細(xì)胞膜上②.抗利尿激素是蛋白質(zhì),其受體位于腎小管集合管的細(xì)胞膜上?③.水通道蛋白合成促進對水重吸收(3)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(4)①.細(xì)胞外液含量下降?②.皮質(zhì)③.開發(fā)出的藥物能夠抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的活性,進而抑制血管緊張素Ⅱ的生成量,從而減少腎上腺分泌醛固酮的量,達到降低血壓的目的(5)①.增加?②.激素一經(jīng)與靶細(xì)胞結(jié)合并發(fā)揮作用的就會滅活〖解析〗〖祥解〗左圖中,ADH與特異性受體結(jié)合后會導(dǎo)致含水通道蛋白的囊泡與管腔細(xì)胞膜融合,細(xì)胞表面水通道蛋白數(shù)量增加,促進水的運輸從而增加水的重吸收。右圖中,血管緊張素原在腎素作用下水解為血管緊張素Ⅰ,血管緊張素Ⅰ在血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的作用下,被水解為血管緊張素Ⅱ,血管緊張素Ⅱ再轉(zhuǎn)化為血管緊張素Ⅲ,二者作用于腎上腺,使腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮。〖小問1詳析〗血漿滲透壓是指血漿中溶質(zhì)微粒對水的吸引力?!夹?詳析〗由于抗利尿激素是蛋白質(zhì),其作用是促進腎小管和集合管對原尿中的水進行重吸收,受體位于腎小管集合管的細(xì)胞膜上。由左圖可知,抗利尿激素與受體結(jié)合后,通過M蛋白促進水通道蛋白合成從而促進對水重吸收,導(dǎo)致尿量減少?!夹?詳析〗腎素是一種蛋白水解酶,酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),酶作用的機理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能?!夹?詳析〗細(xì)胞外液含量下降時會刺激腎小球旁細(xì)胞分泌腎素,激活腎素—血管緊張素原—醛固酮系統(tǒng),腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮增加,使腎臟重吸收鈉離子增加,腎素分泌增加也能促進抗利尿激素分泌,從而引起腎小管和集合管對水重吸收增加,最終使細(xì)胞外液含量增加,產(chǎn)生升壓作用。開發(fā)出的藥物能夠抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的活性,進而抑制血管緊張素Ⅱ的生成量,從而減少腎上腺分泌醛固酮的量,達到降低血壓的目的。〖小問5詳析〗當(dāng)腎小管中的葡萄糖濃度過高時,說明血漿的葡萄糖濃度也高于正常值,導(dǎo)致血漿的滲透壓也比正常情況下高,因此高滲透壓的血漿促進抗利尿激素分泌量增加;激素隨血液運輸?shù)桨屑?xì)胞,激素一經(jīng)與靶細(xì)胞結(jié)合并發(fā)揮作用的就會滅活,因此需要源源不斷地分泌各種激素才能維持機體激素含量的穩(wěn)定。7.下圖甲為人體神經(jīng)系統(tǒng)對排尿的控制的示意圖,其中尿道內(nèi),外括約肌都是一種環(huán)形肌肉,逼尿肌分布于膀胱壁。請據(jù)圖回答:(1)圖1中尿道內(nèi)、外括約肌和膀胱逼尿肌屬于反射弧組成部分中的______。(2)當(dāng)膀胱充盈后,人會產(chǎn)生尿意,請用箭頭和圖中必要的文字、字母表示產(chǎn)生尿意的神經(jīng)傳導(dǎo)途徑:______。在整個神經(jīng)沖動向右傳導(dǎo)的過程中,興奮只能______(填“單向”或“雙向”)傳導(dǎo)。(3)正常情況下,人的尿量和排尿時機依賴于神經(jīng)—體液調(diào)節(jié),但是由于各種原因有時會出現(xiàn)異常排尿現(xiàn)象,如:受到驚嚇后尿失禁,原因是______。(4)當(dāng)尿液進入尿道后,尿道感受器興奮,興奮傳入初級排尿中樞,進一步加強排尿中樞的活動,這是一種______(填“正反饋”或“負(fù)反饋”)調(diào)節(jié)。(5)人的尿量超過3L/d稱為尿崩,引起尿崩的常見疾病稱為尿崩癥,臨床表現(xiàn)為多尿、煩渴、多飲、低比重尿和低滲透壓尿。依據(jù)病變部位,尿崩癥可分為中樞性尿崩癥和腎性尿崩癥,前者是由______分泌抗利尿激素的量不足所致;腎性尿崩癥的病因是腎臟相應(yīng)細(xì)胞表面缺乏______,而使抗利尿激素不能發(fā)揮作用,檢測患者體內(nèi)抗利尿激素的含量與正常人相比______(填“偏低”“不變”或“偏高”)。(6)如圖2表示的是正常人和兩類尿崩癥患者禁水后尿液滲透壓的變化曲線,曲線Ⅱ可代表______的尿液滲透壓變化曲線?!即鸢浮剑?)效應(yīng)器(2)①.膀胱壁感受器→脊髓腰骶段(或初級排尿中樞)→大腦皮層②.單向(3)大腦皮層對脊髓反射活動失去控制(或脊髓的反射活動不受大腦皮層的控制)(4)正反饋(5)①.下丘腦②.相應(yīng)受體(特異性受體)③.偏高(6)中樞性尿崩患者〖解析〗〖祥解〗效應(yīng)器指傳出神經(jīng)末梢和它所支配的肌肉或腺體等。負(fù)反饋調(diào)節(jié)的主要意義在于維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),正反饋的意義在于使生理過程不斷加強,直至最終完成生理功能。位于脊髓的低級中樞受腦中相應(yīng)的高級中樞的調(diào)控。抗利尿激素能促進腎小管和集合管對水的重吸收?!夹?詳析〗效應(yīng)器指傳出神經(jīng)末梢和它所支配的肌肉或腺體等,所以尿道內(nèi)、膀胱逼尿肌屬于效應(yīng)器。〖小問2詳析〗當(dāng)膀胱充盈后,人會產(chǎn)生尿意,傳導(dǎo)途徑為膀胱壁感受器→脊髓腰骶段(或初級排尿中樞)→大腦皮層。結(jié)合圖中所示過程可知,在整個神經(jīng)沖動向右傳導(dǎo)的過程中,興奮只能單向傳導(dǎo)?!夹?詳析〗位于脊髓的低級中樞受腦中相應(yīng)的高級中樞的調(diào)控。所以受到驚嚇后尿失禁原因是脊髓的反射活動受到高級中樞腦的控制。〖小問4詳析〗當(dāng)尿液進入尿道后,尿道感受器興奮,進一步增強排尿中樞的活動,屬于正反饋調(diào)節(jié)?!夹?詳析〗尿崩癥臨床表現(xiàn)為多尿、煩渴、低比重尿和低滲透壓尿,中樞性尿崩癥是由于下丘腦分泌抗利尿激素的量不足所致,尿液滲透壓可提高。腎性尿崩癥是腎臟相應(yīng)細(xì)胞表面缺乏相應(yīng)受體,檢測患者體內(nèi)抗利尿激素的含量與正常人相比偏高。〖小問6詳析〗曲線Ⅱ注射抗利尿激素后尿液滲透壓升高,說明是由于體內(nèi)抗利尿激素分泌不足造成的,代表中樞性尿崩患者的尿液滲透壓變化曲線。8.染色體核型分析是一種用于檢測人類染色體疾病的方法,通常利用人外周血淋巴細(xì)胞制備染色體標(biāo)本。請回答下列問題。(1)外周血淋巴細(xì)胞染色體標(biāo)本的制備過程如下表,請完善表中有關(guān)內(nèi)容。實驗步驟的目的簡要操作過程供給淋巴細(xì)胞存活必需的營養(yǎng)等條件,同時防止培養(yǎng)過程中①_______________用蒸餾水、無機鹽、葡萄糖、氨基酸及促生長因子等制備合成培養(yǎng)基,還需添加適量的②_______________等天然成分、植物凝集素(PHA,可促使淋巴細(xì)胞分裂),同時要添加適量的青霉素、鏈霉素,無菌處理獲取淋巴細(xì)胞消毒、采集靜脈血,滴加到培養(yǎng)瓶中,輕輕搖勻?qū)⒘馨图?xì)胞培養(yǎng)至分裂高峰將培養(yǎng)瓶置于37℃恒溫CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時,水平晃動培養(yǎng)瓶,使③_______________,再繼續(xù)培養(yǎng)48小時④_______________終止培養(yǎng)前2~3小時,加入秋水仙素溶液3~4滴后混勻,繼續(xù)培養(yǎng)至結(jié)束⑤_______________將培養(yǎng)液離心后,棄去上清液,加入0.075mol/L的KCl溶液(濃度略低于細(xì)胞內(nèi)液),用吸管輕輕吹打細(xì)胞團混勻觀察細(xì)胞染色體核型沉淀物中加入固定液處理,用Giemsa染色后,制片鏡檢(2)鏡檢發(fā)現(xiàn)某男孩的部分淋巴細(xì)胞染色體核型如圖1所示,表明圖示細(xì)胞出現(xiàn)了染色體數(shù)目倍增的異?,F(xiàn)象,形成該現(xiàn)象的原因是_______________;同時,與淋巴細(xì)胞正常分裂的相同時期相比,圖示細(xì)胞還表現(xiàn)出的異常特征是_______________。(3)研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞周期蛋白依賴激酶(Cdk)在細(xì)胞周期調(diào)控中起關(guān)鍵作用,Cdk通常需要與細(xì)胞周期蛋白(cyclin)結(jié)合后才具有活性,兩者結(jié)合作用機理如下圖2所示。Cdk被完全激活,首先需要_______________,進而引起T環(huán)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,然后在Cdk激活激酶的作用下使T環(huán)上的特定位點發(fā)生_______________。〖答案〗(1)①.雜菌污染②.血清③.淋巴細(xì)胞與培養(yǎng)液充分混勻④.使細(xì)胞更多停滯于有絲分裂中期⑤.細(xì)胞適度吸水膨脹而使染色體分散(便于觀察染色體數(shù)目與形態(tài))(2)①.染色體復(fù)制2次,而細(xì)胞分裂1次②.染色體成對排列在一起(3)①.Cdk與cyclin結(jié)合②.磷酸化(或活化的磷酸)〖解析〗〖祥解〗1、動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件(1)充足的營養(yǎng)供給--微量元素、無機鹽、糖類、氨基酸、促生長因子、血清等。(2)適宜的溫度:36.5℃±0.5℃;適宜的pH:7.2~7.4。(3)無菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。此外,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。(4)氣體環(huán)境:95%空氣+5%CO2。2、觀察細(xì)胞有絲分裂時應(yīng)選擇處于分裂中期的細(xì)胞?!夹?詳析〗動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中除需要提供適應(yīng)的營養(yǎng)條件外,還需防止①雜菌污染,故常在合成培養(yǎng)基中添加②血清等天然成分;將淋巴細(xì)胞培養(yǎng)至分裂高峰時,需要在37℃恒溫CO2培養(yǎng)箱中晃動培養(yǎng)瓶,使③淋巴細(xì)胞與培養(yǎng)液充分混勻,繼續(xù)培養(yǎng);由于有絲分裂中期時染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰,是觀察染色體的最佳時期,故④需要使細(xì)胞更多停滯于有絲分裂中期;加入0.075mol/L的KCl溶液,是低滲溶液,目的是⑤使細(xì)胞適度吸水膨脹而使染色體分散,便于觀察染色體數(shù)目與形態(tài)?!夹?詳析〗正常人為二倍體生物,經(jīng)有絲分裂染色體復(fù)制1次、分裂次后,體內(nèi)染色體應(yīng)成對存在,而圖示個體的染色體出現(xiàn)了染色體數(shù)目倍增的異?,F(xiàn)象,是染色體復(fù)制2次,而細(xì)胞分裂1次造成的;與淋巴細(xì)胞正常分裂的相同時期相比,圖示細(xì)胞還表現(xiàn)出的異常特征是染色體成對排列在一起?!夹?詳析〗據(jù)圖可知,Cdk被完全激活,首先需要Cdk與cyclin結(jié)合,進而引起T環(huán)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,然后在Cdk激活激酶的作用下使T環(huán)上的特定位點發(fā)生磷酸化?!肌狐c石成金』〗本題考查動物細(xì)胞培養(yǎng)和有絲分裂過程的相關(guān)知識,能將題干信息有效提取并利用,再結(jié)合所學(xué)知識答題。9.圖甲是動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程圖,圖乙是克隆羊培育過程示意圖,請據(jù)圖回答下列問題:(1)圖甲所示技術(shù)的原理為________,容器A中的是動物器官或組織,它一般取自_____。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,需要兩次使用___________處理,且都需要注意濃度和處理時間,以防對細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成破環(huán)。圖甲中細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分與植物組織培養(yǎng)基成分最主要的區(qū)別在于前者含有____。為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中的雜菌污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的____。細(xì)胞在____培養(yǎng)過程中,絕大部分會衰老死亡,只有極少數(shù)細(xì)胞存活,這是因為存活的細(xì)胞發(fā)生了________。(3)圖乙中核移植時受體應(yīng)選用_______________期的卵母細(xì)胞,將供體的核注入去核的卵母細(xì)胞一般采用______________法,多莉面部的毛色為______________。(4)在目前現(xiàn)有技術(shù)條件下,還不能將從動物體內(nèi)分離出來的成熟的體細(xì)胞直接培養(yǎng)成一個新個體,而是必須將體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的卵母細(xì)胞中才能發(fā)育成新個體,你認(rèn)為原因可能是________(多選)。A.卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)可使體細(xì)胞核全能性得到表達B.卵母細(xì)胞含有的營養(yǎng)物質(zhì)多C.卵母細(xì)胞大,便于操作D.重組細(xì)胞才具有全能性(5)克隆動物培育成功有什么實際應(yīng)用意義?_____________?!即鸢浮剑?)①.細(xì)胞增殖②.動物胚胎或幼齡動物(2)①.胰蛋白(或膠原蛋白)②.動物血清③.抗生素④.傳代⑤.基因突變(癌變)(3)①.減數(shù)分裂Ⅱ中(或MⅡ中)②.顯微操作③.白色(4)ABC(5)拯救瀕危物種、繁育優(yōu)良物種、醫(yī)學(xué)上克隆器官等〖解析〗〖祥解〗胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)。包括體外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。胚胎工程的許多技術(shù),實際是在體外條件下,對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作?!夹?詳析〗圖甲所示的技術(shù)為動物細(xì)胞的原代及傳代培養(yǎng),依據(jù)的原理是細(xì)胞增殖;容器A中的是動物器官或組織,它一般取自動物胚胎或幼齡動物,分裂能力強,分化程度低?!夹?詳析〗動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,需要兩次使用胰蛋白(或膠原蛋白)處理,一次是原代培養(yǎng)時對動物組織進行細(xì)胞的分離,第二次是傳代培養(yǎng)時處理貼壁生長的細(xì)胞;圖甲為動物細(xì)胞培養(yǎng),培養(yǎng)液中含有動物血清,而植物細(xì)胞培養(yǎng)時不需要添加動物血清;抗生素可以殺滅雜菌,防止動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中的雜菌污染;細(xì)胞在傳代培養(yǎng)過程中絕大部分會衰老死亡,只有極少數(shù)細(xì)胞存活;存活的細(xì)胞可能發(fā)生基因突變或癌變,導(dǎo)致傳代過程中會死亡。〖小問3詳析〗圖乙中核移植時受體應(yīng)選用減數(shù)分裂Ⅱ中期的卵母細(xì)胞,此時的卵母細(xì)胞較成熟,有利于重組細(xì)胞的發(fā)育;一般采用顯微操作將供體的核注入去核的卵母細(xì)胞;多莉的性狀主要取決于細(xì)胞核的基因,細(xì)胞核來自于白面綿羊,因此多莉的面部為白色?!夹?詳析〗A、卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)可使體細(xì)胞核全能性得到表達,而其它細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)促進全能性表達的作用較弱,A正確;B、卵母細(xì)胞含有的營養(yǎng)物質(zhì)多,有利于核基因的表達和重組細(xì)胞的分裂,B正確;C、卵母細(xì)胞大,便于在顯微鏡下進行核移植操作,C正確;D、動物的受精卵以及受精卵卵裂形成的幾個細(xì)胞都具有全能性,生殖細(xì)胞也具有全能性,D錯誤。故選ABC?!夹?詳析〗克隆動物是用體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞中,經(jīng)體外培養(yǎng)和胚胎移植而獲得的與核供體動物遺傳性狀完全一致的一類動物,可以拯救瀕危物種、繁育優(yōu)良物種、醫(yī)學(xué)上克隆器官等?!肌狐c石成金』〗本題主要考查動物細(xì)胞培養(yǎng)及胚胎工程,要求學(xué)生有一定的理解分析能力。10.下圖是我國科學(xué)家培養(yǎng)克隆猴的流程圖,回答下列問題:(1)與誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合相比,誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合特有的方法是____________________。(2)體外培養(yǎng)成纖維細(xì)胞時需要提供_________________。適宜的氣體環(huán)境。在培養(yǎng)液中添加抗生素的目的是______________。(3)克隆獼猴的培育遵循的生物學(xué)原理是_________________。與克隆相比,試管動物技術(shù)在細(xì)胞融合(受精)前要進行的準(zhǔn)備是____________。試管獼猴在過程③進行之前要對受體母猴進行___處理,為胚胎移植做準(zhǔn)備。試管動物的培育屬于________(填“有性生殖”或“無性生殖”)。(4)若培育能產(chǎn)生干擾素的轉(zhuǎn)基因克隆獼猴,常采用___________法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,通常選擇的受體細(xì)胞是________。若要從克隆獼猴的尿液中分離到干擾素,則應(yīng)在基因表達載體中添加______,才能使干擾素基因在克隆獼猴的膀胱壁細(xì)胞中表達?!即鸢浮剑?)滅活的病毒誘導(dǎo)(2)①.無菌、無毒的環(huán)境,營養(yǎng)物質(zhì),適宜的溫度和PH②.防止雜菌污染(3)①.動物細(xì)胞核的全能性②.精子獲能和卵子的準(zhǔn)備③.同期發(fā)情④.有性生殖(4)①.顯微注射②.受精卵③.膀胱壁蛋白基因的啟動子〖解析〗〖祥解〗據(jù)圖分析,圖中①是將成纖維細(xì)胞與去核卵細(xì)胞融合,②是早期胚胎培養(yǎng),③是胚胎移植?!夹?詳析〗誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法等,其中與誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合相比,誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合特有的方法是滅活的病毒誘導(dǎo)?!夹?詳析〗體外培養(yǎng)成纖維細(xì)胞時需要提供無菌、無毒的環(huán)境,營養(yǎng)物質(zhì),適宜的溫度和PH以及適宜的氣體環(huán)境;在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,為防止雜菌污染,可在培養(yǎng)液中添加抗生素?!夹?詳析〗克隆動物是指動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中,使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體,克隆獼猴的培育遵循的生物學(xué)原理是動物細(xì)胞核的全能性;與克隆(核移植)相比,試管動物技術(shù)在細(xì)胞融合(受精)前要進行精子獲能和卵子的準(zhǔn)備,要將卵子培養(yǎng)到MⅡ中期;③是胚胎移植,在胚胎移植之前,為使供體和受體處于相同的生理狀態(tài),需要對受體母猴進行同期發(fā)情處理;試管動物的培育涉及精子和卵子的結(jié)合過程,屬于有性生殖。〖小問4詳析〗基因工程中,將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法是顯微注射技術(shù);由于受精卵的全能性最高,故通常選擇的受體細(xì)胞是受精卵;若要從克隆獼猴的尿液中分離到干擾素,則應(yīng)在基因表達載體中添加膀胱壁蛋白基因的啟動子構(gòu)建成基因表達載體,使干擾素基因在膀胱壁中表達,通過回收尿液獲得干擾素。11.某研究所以馬尾藻巖藻聚糖(SF)為研究對象,體外培養(yǎng)小鼠肉瘤細(xì)胞S180,做抗腫瘤活性實驗的研究。下列為部分實驗步驟與結(jié)果。實驗步驟:①將S-180腫瘤細(xì)胞以RPMI-1640為培養(yǎng)液(含小牛血清、青霉素和鏈霉素),在5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。②將上述培養(yǎng)過的S-180腫瘤細(xì)胞經(jīng)酶消化,按1×103~1×105個·mL-1接種到96孔培養(yǎng)板,適宜條件下培養(yǎng)24h、48h、72h、96h后,以MTT法(又稱比色法,一種檢測細(xì)胞存活和生長的方法)于波長490nm處測定OD值,結(jié)果如下(圖1)。③在適宜的培養(yǎng)條件和恰當(dāng)?shù)腟-180腫瘤細(xì)胞接種濃度下,研究不同濃度(0mg·mL-1、0.1mg·mL-1、0.5mg·mL-1、1mg·mL-1、2mg·mL-1、4mg·mL-1、8mg·mL-1、10mg·mL-1、15mg·mL-1、20mg·mL-1、25mg·mL-1、30mg·mL-1)的SF對S-180腫瘤細(xì)胞增殖的抑制情況,96h后以MTT法于波長490nm處測定OD值,結(jié)果如下(圖2)。實驗結(jié)果:請回答下列問題:(1)步驟①中以RPMI-1640為培養(yǎng)液培養(yǎng)S-180腫瘤細(xì)胞的原理是________。添加一定量小牛血清的目的是____________________________。(2)步驟②中“消化”所使用的酶是________,為減少OD值測定的誤差,應(yīng)注意________________。(3)已知在一定細(xì)胞數(shù)目范圍內(nèi),MTT法測得的OD值與活細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān),由圖1可知步驟③中恰當(dāng)?shù)腟-180腫瘤細(xì)胞接種濃度為____________。(4)圖2實驗結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi)SF濃度與細(xì)胞增殖的抑制作用呈________(選填正相關(guān)或負(fù)相關(guān)),當(dāng)SF濃度達到________時細(xì)胞增殖的抑制作用達到極限,繼續(xù)增加SF濃度對細(xì)胞增殖的抑制作用變化不明顯。(5)除SF濃度外,還有其他因素會影響SF抑制S-180腫瘤細(xì)胞的增殖,請你就此提出相關(guān)研究課題(只要求寫出課題名稱):____________________________?!即鸢浮舰?細(xì)胞增殖②.其中含有一些促進細(xì)胞生長和增殖的營養(yǎng)物質(zhì)③.胰蛋白酶或膠原蛋白酶④.多次測量,算平均值⑤.5×103個·mL-1⑥.正相關(guān)⑦.25mg·mL-1⑧.探究SF處理時間與S-180腫瘤細(xì)胞的增殖抑制關(guān)系(或探究SF分子大小與S-180腫瘤細(xì)胞的增殖抑制關(guān)系)〖解析〗〖祥解〗(1)動物細(xì)胞培養(yǎng),原理:細(xì)胞增殖;動物細(xì)胞培養(yǎng)的流程:取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng);動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件:①無菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具應(yīng)進行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。此外,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝產(chǎn)物防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。②營養(yǎng):合成培養(yǎng)基成分:糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。在使用合成培養(yǎng)基時通常需加入血清、血漿等一些天然成分。③溫度和PH④氣體環(huán)境:細(xì)胞所需的氣體主要是O2和CO2。(2)根據(jù)題干信息,在一定細(xì)胞數(shù)目范圍內(nèi),MTT法測得的OD值與活細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān),圖2表示S-180腫瘤細(xì)胞在不同濃度SF作用下生長曲線,SF濃度越大OD值越小,腫瘤細(xì)胞的數(shù)量越少,說明SF抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。〖詳析〗(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖。添加一定量血清的目的是補充動物細(xì)胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質(zhì)。(2)在動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程中,用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將組織分散成單個細(xì)胞,步驟②中“消化”所使用的酶是胰蛋白酶或膠原蛋白酶,目的是為了獲得細(xì)胞懸液。在實驗中求平均值可以減少實驗誤差,所以為減少OD值測定的誤差,應(yīng)注意多次測量算平均值。(3)在一定細(xì)胞數(shù)目范圍內(nèi),MTT法測得的OD值與活細(xì)胞數(shù)量呈正相關(guān),所以由圖1可知步驟③中恰當(dāng)?shù)腟-180腫瘤細(xì)胞接種濃度為5×103個·mL-1。(4)圖2實驗結(jié)果表明,在定范圍內(nèi),SF濃度與細(xì)胞增殖的抑制作用呈正相關(guān),當(dāng)SF濃度達到25mg·mL-1時細(xì)胞增殖的抑制作用達到極限,繼續(xù)增加SF濃度對細(xì)胞增殖的抑制作用變化不明顯。(5)本小題考查的是學(xué)生對再探究的認(rèn)知程度,屬于開放性試題,只要答得有道理即可給分,例如可以探究SF處理時間與S-180腫瘤細(xì)胞的增殖抑制關(guān)系(或探究SF分子大小與S-180腫瘤細(xì)胞的增殖抑制關(guān)系)。〖『點石成金』〗本題考查的是動物細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)知識,考查學(xué)生的識圖和分析能力,能夠根據(jù)題干信息得出重要的結(jié)論,在結(jié)合問題得出相關(guān)〖答案〗,這是解答問題的關(guān)鍵。12.研究表明,胰島淀粉樣多肽(IAPP)基因過量表達并聚集是誘發(fā)Ⅱ型糖尿病的重要因素之一。為研究其機理,科研人員把人IAPP基因?qū)氪笫笠葝u素瘤細(xì)胞(hIAPP/INS-1),讓其過量表達,并與普通大鼠胰島素瘤細(xì)胞(INS-1)進行對照實驗。檢測高糖刺激下兩種細(xì)胞產(chǎn)生的胰島素量和凋亡率,結(jié)果如下表所示。請分析回答:組別胰島素/(ng·mL-1)凋亡率/‰hIAPP/INS-11.8520.0INS-16.2311.7(1)健康機體內(nèi)能促使胰島B細(xì)胞分泌胰島素的信號分子有_______;胰島素分泌后經(jīng)體液運輸,作用于靶細(xì)胞膜上的_______,激活細(xì)胞內(nèi)的信號通路,促進組織細(xì)胞_______,從而使血糖水平降低。(2)培養(yǎng)瘤細(xì)胞時,應(yīng)在合成培養(yǎng)液中加入_______等天然成分,置于含5%CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的目的是_______。(3)由結(jié)果推測,IAPP過量表達并聚集誘發(fā)Ⅱ型糖尿病的可能原因是_______。(4)為進一步揭示IAPP作用的分子機制,研究者經(jīng)反轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)、電泳技術(shù)測定細(xì)胞內(nèi)抗凋亡基因Bcl2、促凋亡基因Bax及β-actin基因的表達情況,結(jié)果如下圖所示:①研究者應(yīng)從細(xì)胞中提取_______,經(jīng)RT-PCR獲得相關(guān)基因;β-actin是一種內(nèi)參基因,在檢測基因表達情況變化時常用其作為參照,原因是_______。
②由結(jié)果推測,IAPP能_______,從而發(fā)揮作用。(5)綜上研究,請為糖尿病的預(yù)防和治療提供思路:_______?!即鸢浮剑?)①.葡萄糖、神經(jīng)遞質(zhì)、胰高血糖素(答到兩點得分)②.特異性受體③.加速攝取、利用葡萄糖(2)①.動物血清②.維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定(3)促使胰島B細(xì)胞凋亡,無法產(chǎn)生足夠胰島素(4)①.總mRNA②.該基因在相應(yīng)組織和細(xì)胞中表達相對恒定③.抑制Bcl2的表達,且促進Bax的表達(5)控制糖類的攝入量,抑制IAPP基因的表達量或注射針對IAPP的單克隆抗體〖解析〗〖祥解〗1、與血糖調(diào)節(jié)相關(guān)的激素主要是胰島素和胰高血糖素,其中胰島素的作用是機體內(nèi)唯一降低血糖的激素,胰島素能促進全身組織細(xì)胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖,從而降低血糖濃度;胰高血糖素能促進糖原分解,并促進一些非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖,從而使血糖水平升高。2、分析表格:能過量表達人IAPP基因的大鼠胰島素瘤細(xì)胞(hIAPP/INS-1)與普通大鼠胰島素瘤細(xì)胞(INS-1)比較,胰島素水平較低,細(xì)胞凋亡率較高?!夹?詳析〗正常人體內(nèi),胰島素的分泌具有神經(jīng)-激素調(diào)節(jié),所以引起胰島B細(xì)胞分泌胰島素的信號分子有神經(jīng)遞質(zhì)、血糖濃度和胰高血糖素等;胰島素的作用為促進組織細(xì)胞加速攝取、利用和儲存葡萄糖,胰島素與靶細(xì)胞膜上的特異性受體結(jié)合后,激活細(xì)胞內(nèi)的信號通路,促進組織細(xì)胞加速攝取、利用葡萄糖,使血液中的葡萄糖進入細(xì)胞,從而使血糖水平降低?!夹?詳析〗將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類、數(shù)量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基稱為合成培養(yǎng)基。動物細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì):糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等,還需加入血清、血漿等天然物質(zhì)。故培養(yǎng)瘤細(xì)胞時,應(yīng)在合成培養(yǎng)液中加入動物血清等天然成分,細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的主要作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH,維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定。〖小問3詳析〗由實驗結(jié)果可知,Ⅱ型糖尿病患者胰島素下降,原因可能是IAPP促使胰島B細(xì)胞凋亡,無法產(chǎn)生足夠胰島素,故IAPP過量表達并聚集可誘發(fā)Ⅱ型糖尿病?!夹?詳析〗①研究者提取了兩種細(xì)胞的總RNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄后加入2種凋亡相關(guān)基因:抗凋亡基因Bc12和促凋亡基因Bax及β-actin基因的引物,PCR擴增后進行電泳分析,分析結(jié)果間接反映相關(guān)基因的表達量。β-actin基因在相應(yīng)組織和細(xì)胞中表達相對恒定,是PCR中常見的內(nèi)參基因,在檢測基因表達情況變化時常用其作為參照,使結(jié)果真實可信。②根據(jù)研究結(jié)果推測,IAPP能抑制Bcl2的表達,且促進Bax的表達,從而發(fā)揮作用。〖小問5詳析〗根據(jù)上述實驗結(jié)論,糖尿病的預(yù)防和治療提供思路:控制糖類的攝入量,抑制IAPP基因的表達量或注射針對IAPP的單克隆抗體?!肌狐c石成金』〗本題通過實驗主要考查學(xué)生血糖調(diào)節(jié)的知識,意在考查學(xué)生對知識的理解能力以及識圖能力和綜合運用知識解決實際問題的能力。13.下列圖1是從動物體內(nèi)獲得相關(guān)組織,分散成單個細(xì)胞后,模擬體內(nèi)環(huán)境,使其繼續(xù)生長、增殖的技術(shù)過程圖解,圖2利用胚胎工程培育“試管?!钡幕具^程圖解。請據(jù)圖回答問題:(1)動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)是_______________,此過程在無菌條件下,取出動物組織塊剪碎,用培養(yǎng)液漂洗。然后用_______________酶等處理,形成分散的懸浮細(xì)胞。動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,要使細(xì)胞分散開培養(yǎng)的原因:一是______________________________;二是能保證細(xì)胞內(nèi)有害代謝產(chǎn)物的及時排出。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的原理和目的不同:動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是_______________,目的是獲得大量的細(xì)胞;植物組織培養(yǎng)的原理是______________________________,目的是獲得新個體。(3)受精卵是胚胎發(fā)育的開端,圖中的卵細(xì)胞須達到_______________時期,才具備受精的能力,而精子需經(jīng)過_______________過程才能和卵細(xì)胞結(jié)合。(4)若要獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體,可對發(fā)育到_______________階段的早期胚胎進行胚胎分割,在胚胎進行分割時,要注意將內(nèi)細(xì)胞團均等分割。圖2中過程A稱為_______________,其實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。在操作前要對良種母牛和普通母牛用激素進行_______________處理,早期胚胎能在受體內(nèi)正常存活的免疫學(xué)基礎(chǔ)是___________________。(5)胚胎工程是指對動物的胚胎進行人為操作和處理以獲得目標(biāo)個體的技術(shù),下列關(guān)于利用胚胎工程培育優(yōu)質(zhì)奶牛的相關(guān)敘述正確的是()A.體外受精與體內(nèi)受精不同的是體外受精前精子需要獲能,而體內(nèi)受精前精子不需要獲能B.經(jīng)早期胚胎培養(yǎng),可移植的胚胎發(fā)育到原腸胚階段更好C.受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于營養(yǎng)液D.胚胎移植能發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖能力,迅速擴大優(yōu)良畜種的數(shù)量,加速優(yōu)良畜種的推廣應(yīng)用〖答案〗(1)①.動物細(xì)胞培養(yǎng)②.胰蛋白③.能保證細(xì)胞所需要的營養(yǎng)供應(yīng)(2)①.細(xì)胞增殖②.細(xì)胞的全能性(3)①.減數(shù)第二次分裂中期②.獲能(4)①.桑椹胚或囊胚②.胚胎移植③.同期發(fā)情④.受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(5)D〖解析〗〖祥解〗圖2是通過胚胎工程培育試管牛的過程,包括卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能、體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等過程,因此圖中A表示胚胎移植?!夹?詳析〗動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)是動物細(xì)胞培養(yǎng),動物細(xì)胞培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理,使其分離成單個細(xì)胞。動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,細(xì)胞需要與培養(yǎng)液進行物質(zhì)交換,為了保證細(xì)胞所需要的營養(yǎng)供應(yīng)和細(xì)胞內(nèi)有害代謝產(chǎn)物的及時排出,因此要使細(xì)胞分散開培養(yǎng)?!夹?詳析〗動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖,目的是獲得大量的細(xì)胞;植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性,目的是獲得新個體?!夹?詳析〗體外受精時,卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才具備受精能力。精子需經(jīng)過獲能處理過程才能和卵細(xì)胞結(jié)合?!夹?詳析〗對早期胚胎進行分割可獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體。胚胎分割的時期一般是桑椹胚或囊胚時期。對囊胚期進行分割時需要將內(nèi)細(xì)胞團均等分割。過程A屬于胚胎移植,實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。為了提高移植的胚胎成活率,需要對良種母牛(供體)和普通母牛(受體)用激素進行同期發(fā)情處理。早期胚胎之所以能在受體內(nèi)正常存活,是因為受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),從而為胚胎移植的成功提供了理論依據(jù),這是胚胎移植成功的免疫學(xué)基礎(chǔ)。〖小問5詳析〗A、體外受精和體內(nèi)受精前精子都需要獲能,體內(nèi)受精時精子在雌性生殖道內(nèi)完成獲能過程,A錯誤;B、可移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段,B錯誤;C、受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于卵細(xì)胞中的卵黃,C錯誤;D、通過胚胎移植技術(shù)可以充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖能力,迅速擴大優(yōu)良畜種的數(shù)量,加速優(yōu)良畜種的推廣應(yīng)用,D正確。故選D。14.我國宮頸癌發(fā)病率已高居世界第二位且發(fā)病年輕化趨勢明顯,宮頸癌與HPV(人乳頭瘤病毒,一種DNA病毒)的病毒感染密切相關(guān)。雷公藤紅素是一種具有良好的抗癌效果的新型抗癌藥物,水溶性差(必須用DMSO作為溶劑溶解)。請分析回答:(1)宮頸癌的早期檢查包括宮頸細(xì)胞學(xué)檢查(TCT)和HPV病毒感染檢查。TCT檢查的原理是由于癌細(xì)胞具有_________特點,故可在顯微鏡下觀察是否出現(xiàn)角化細(xì)胞或凹空細(xì)胞,HPV病毒感染檢查即利用核酸分子雜交方法,觀察是否__________,確定是否感染HPV病毒。(2)為了探究雷公藤紅素的抗癌效果,研究人員進行了如下實驗,將人宮頸癌HeLa細(xì)胞系接種于動物細(xì)胞培養(yǎng)液后置于____中進行培養(yǎng),用_________處理,得到細(xì)胞懸浮液用于實驗。用不同濃度的雷公藤紅素處理HeLa細(xì)胞,對照組添加等量的_________,其他條件相同且適宜。定期取樣并測定細(xì)胞數(shù)量的相對值,結(jié)果如下圖所示,由圖可知__________。(3)研究人員進一步研究雷公藤紅素的作用機理,進行了如下實驗。①由下圖可知,經(jīng)雷公藤紅素處理后,HeLa細(xì)胞處于_________期的含量明顯增多,說明雷公藤紅素的作用可能是_________;②測定HeLa細(xì)胞在不同濃度雷公藤紅素處理后的凋亡情況,結(jié)果如下表:雷公藤濃度(μM)02.5510凋亡率(%)4.287.2237.334.8Bax蛋白含量+++++++++++Bcl-2蛋白含量++++++++由表格數(shù)據(jù)可知,雷公藤紅素可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,這種作用可能是通過_________實現(xiàn)。〖答案〗①.形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變②.出現(xiàn)雜交帶③.CO2培養(yǎng)箱④.胰蛋白酶⑤.DMSO⑥.雷公藤紅素對細(xì)胞增殖有抑制作用;隨雷公藤紅素濃度增加,抑制作用增強;10μM的劑量對HeLa細(xì)胞的增殖抑制最為顯著⑦.S和G2⑧.能夠抑制DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白的合成(能夠抑制細(xì)胞分裂)⑨.促進Bax蛋白表達量和抑制Bcl-2蛋白表達量〖解析〗〖祥解〗1、癌細(xì)胞的特點:在適宜條件下能無限增殖;形態(tài)、結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化;細(xì)胞膜表面發(fā)生變化,糖蛋白減少,細(xì)胞間的黏性降低。2、上圖曲線可以看出,和對照組相比,雷公藤紅素對細(xì)胞增殖有抑制作用;隨雷公藤紅素濃度增加,抑制作用增強;10μM的劑量對HeLa細(xì)胞的增殖抑制最為顯著。3、下圖曲線可以看出,經(jīng)雷公藤紅素處理后,和對照組相比,實驗組中HeLa細(xì)胞處于S和G2期的數(shù)量明顯增多?!荚斘觥剑?)宮頸細(xì)胞學(xué)檢查(TCT)檢查即在顯微鏡下觀察是否出現(xiàn)角化細(xì)胞或凹空細(xì)胞,因為癌細(xì)胞具有形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的特點;HPV病毒感染檢查即利用核酸分子雜交方法,觀察是否出現(xiàn)雜交帶,確定是否感染HPV病毒。(2)將人宮頸癌HeLa細(xì)胞系接種于動物細(xì)胞培養(yǎng)液后置于CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng),用胰蛋白酶處理,得到細(xì)胞懸浮液用于實驗;用不同濃度的雷公藤紅素處理HeLa細(xì)胞,由于“雷公藤紅素水溶性差,必須用DMSO作為溶劑溶解”,因此對照組應(yīng)添加等量的DMSO,其他條件相同且適宜。定期取樣并測定細(xì)胞數(shù)量的相對值,由圖可知,雷公藤紅素對細(xì)胞增殖有抑制作用;隨雷公藤紅素濃度增加,抑制作用增強;10μM的劑量對HeLa細(xì)胞的增殖抑制最為顯著。(3)①據(jù)圖分析已知,經(jīng)雷公藤紅素處理后,和對照組相比,實驗組中HeLa細(xì)胞處于S和G2期的數(shù)量明顯增多,說明雷公藤紅素能抑制DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白的合成(能抑制細(xì)胞分裂);②由表格數(shù)據(jù)可知,雷公藤紅素可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,并且隨著雷公藤紅素濃度的升高,Bax蛋白含量升高,而Bcl-2蛋白含量下降,因此這種作用可能是通過促進Bax蛋白表達量和抑制Bcl-2蛋白表達量實現(xiàn)的?!肌狐c石成金』〗本題考查了癌細(xì)胞的特點以及腫瘤的防治等有關(guān)知識,要求考生能夠識記癌細(xì)胞的特點,掌握核酸分子雜交的原理,能夠結(jié)合題干和實驗結(jié)果的曲線圖、表格得出正確的實驗結(jié)論,再結(jié)合所學(xué)知識準(zhǔn)確答題。15.科研人員通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出超量表達P蛋白的轉(zhuǎn)基因甜玉米。在超量表達P基因載體的構(gòu)建中,含P基因的DNA片段以及Ti質(zhì)粒的酶切位點如下圖所示,其中強啟動子能驅(qū)動基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄。請回答下列問題。限制酶識別序列ClaⅠ5′AT↓CGAT3′BamHⅠ5′G↓GATCC3′HindⅢ5′A↓AGCTT3′EcoRⅠ5′G↓AATTC3′KpnⅠ5′GGTAC↓C3′SacⅠ5′GAGCT↓C3′(1)以RNA為模板,通過RT-PCR技術(shù)可獲取P基因。進行RT–PCR時一般要加入4種脫氧核糖核苷三磷酸(dNTP)而不是脫氧核苷酸,其原因是_______________,同時需加入的酶有_______________。為了特異性擴增P基因序列,需根據(jù)_______________設(shè)計特異性引物。(2)在構(gòu)建基因表達載體時,應(yīng)優(yōu)先選用的限制酶是_______________和_______________,這樣操作不僅使P基因在玉米植株中超量表達,還可利用T-DNA的_______________特性,最終使P基因_______________。(3)將農(nóng)桿菌液浸泡過的玉米愈傷組織進行植物組織培養(yǎng)時,培養(yǎng)基中需加入_______________,篩選出的愈傷組織經(jīng)再分化過程形成叢芽,最終獲得轉(zhuǎn)基因玉米植株。(4)對轉(zhuǎn)基因再生玉米植株進行鑒定時發(fā)現(xiàn),有些植株雖有P基因,但幾乎沒有P蛋白,造成該現(xiàn)象的原因可能有_______________?!即鸢浮剑?)①.dNTP能為子鏈延伸過程提供能量和原料(或脫氧核苷酸只能作為原料而不能提供能量)②.逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶③.P基因兩端的堿基序列(2)①.BamHI②.SacI③.可轉(zhuǎn)移④.整合到玉米細(xì)胞染色體上(3)潮霉素(4)基因轉(zhuǎn)化過程中強啟動子可能丟失或斷裂,未能真正轉(zhuǎn)化成功;雖然轉(zhuǎn)化成功,但是P基因保持沉默,不能有效表達〖解析〗〖祥解〗1、PCR反應(yīng)進行的條件:引物(PCR引物為DNA片段,細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的引物為一段RNA鏈)、酶、dNTP、模板和緩沖液(其中需要Mg2+)。2、基因表達載體的組成:目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因。啟動子是RNA聚合酶特異性識別和結(jié)合的DNA序列,是基因的一個組成部分,控制基因表達(轉(zhuǎn)錄)的起始時間和表達的程度。終止子是給予RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列?!夹?詳析〗多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)簡稱PCR技術(shù),是一種在DNA聚合酶作用下體外擴增特異DNA片段的技術(shù),需要能量和原料等,dNTP(dATP,dTTP,dGTP,dCTP)能為子鏈延伸過程提供能量和原料,因此進行RT–PCR時一般要加入4種脫氧核糖核苷三磷酸(dNTP)。以RNA為模板獲取P基因?qū)儆谀孓D(zhuǎn)錄過程,需要逆轉(zhuǎn)錄酶,PCR技術(shù)需要耐高溫的DNA聚合酶,即Taq酶。引物是一小段單鏈DNA或RNA,作為DNA復(fù)制的起始點,為了特異性擴增P基因序列,需根據(jù)P基因兩端的堿基序列設(shè)計特異性引物?!夹?詳析〗在構(gòu)建基因表達載體時,要想使P基因在玉米植株中超量表達,切割目的基因時需要把強啟動子和P基因連在一起切割下來,因此需要用到BamHI切割,另一種酶可以用KpnⅠ或者SacⅠ,在質(zhì)粒中,KpnⅠ識別序列在BamHI識別序列的左側(cè),終止子在右側(cè),如果用KpnⅠ切割,目的基因和質(zhì)粒連接后,目的基因不在啟動子和終止子之間,將來無法轉(zhuǎn)錄,因此在構(gòu)建基因表達載體時,應(yīng)優(yōu)先選用的限制酶是BamHI和SacI。T-DNA是Ti質(zhì)粒上的一個片段。利用農(nóng)桿菌等微生物可將人工合成的目的基因(P基因)片段通過T-DNA載體轉(zhuǎn)移到受體植物(玉米細(xì)胞)的基因組中,是基因工程的重要技術(shù)手段?!夹?詳析〗據(jù)圖可知,利用Ti質(zhì)粒的T-DNA可將目的基因(P基因)轉(zhuǎn)移到玉米細(xì)胞,T-DNA中含有標(biāo)記基因潮霉素抗性基因,標(biāo)記基因的作用檢測受體細(xì)胞中是否含有目的基因,因此培養(yǎng)基中需加入潮霉素,能在此環(huán)境中生存的玉米即為轉(zhuǎn)基因玉米?!夹?詳析〗基因能控制蛋白質(zhì)的合成,該過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。些植株雖有P基因,但幾乎沒有P蛋白,造成該現(xiàn)象的原因可能有基因轉(zhuǎn)化過程中強啟動子可能丟失或斷裂,未能真正轉(zhuǎn)化成功;雖然轉(zhuǎn)化成功,但是P基因保持沉默,不能有效表達等?!肌狐c石成金』〗本題考查PCR技術(shù)和基因工程的相關(guān)知識,意在考查學(xué)生能從題圖中提取有效信息并結(jié)合這些信息,運用所學(xué)知識與觀點,通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理,做出合理的判斷或得出正確結(jié)論的能力。16.圖1為培育轉(zhuǎn)AFPs基因(抗凍基因)番茄的示意圖,外源DNA和質(zhì)粒上均標(biāo)出了酶切位點及相關(guān)抗性基因,其中Ap為氨芐青霉素抗性基因,Tc為四環(huán)素抗性基因。請分析并回答下列問題:(1)據(jù)圖分析,若需使用插入滅活法篩選并鑒定重組質(zhì)粒,應(yīng)優(yōu)先選用限制酶____________對目的基因和質(zhì)粒切割。在形成的重組質(zhì)粒上,能被RNA聚合酶識別且結(jié)合的部位稱為____________。(2)圖2中的A鏈和B鏈來自于AFPs基因。欲利用PCR技術(shù)對AFPs基因擴增4次循環(huán),應(yīng)選取的引物是____________,需要的引物數(shù)量是___________個。在這個過程中,還需要添加___________酶。(3)為提高導(dǎo)入成功率,常利用____________處理農(nóng)桿菌,Ti質(zhì)粒含有的____________可將目的基因整合到番茄細(xì)胞的染色體DNA上,采用___________技術(shù)將番茄細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因番茄。若要獲得抗凍能力更強的抗凍番茄,可以對AFPs基因進行改造,最終得到相應(yīng)的蛋白質(zhì),該過程需用到__________工程。檢測轉(zhuǎn)基因番茄是否產(chǎn)生抗凍蛋白,所用的方法是__________。(4)用插入滅活法篩選出的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌在含氨芐青霉素培養(yǎng)基和含四環(huán)素培養(yǎng)基上的存活情況分別是___________?!即鸢浮剑?)①.EcoRI、BamHI②.啟動子(2)①.引物2、引物3②.30③.耐高溫的DNA聚合酶
(3)①.Ca2+②.T-DNA③.植物組織培養(yǎng)④.蛋白質(zhì)⑤.抗原-抗體雜交
(4)存活、不能存活〖解析〗〖祥解〗分析題圖可知,圖1中質(zhì)粒中含有Ap基因和Tc基因,可選用的限制酶有EcoRI、BamHI、HindⅢ。構(gòu)建重組質(zhì)粒后,利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組質(zhì)粒導(dǎo)入番茄細(xì)胞,通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因番茄?;蚬こ碳夹g(shù)的基本步驟:(1)目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。(2)基因表達載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是一般先用Ca2+處理大腸桿菌細(xì)胞,使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),然后再將重組的基因表達載體導(dǎo)人其中。(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測有①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù);②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù);③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定有抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。〖小問1詳析〗由題意可知,質(zhì)粒的Tc基因中含有BamHI切割位點,若選用插入滅活法篩選并鑒定重組質(zhì)粒,選用的限制酶組合應(yīng)為EcoRI和BamHI。RNA聚合酶是轉(zhuǎn)錄的酶,能夠識別并結(jié)合基因上的啟動子?!夹?詳析〗DNA復(fù)制時從3’端延伸,因此利用PCR技術(shù)擴增AFPs基因選取的引物應(yīng)為引物2和引物3。PCR循環(huán)4次,合成的DNA分子數(shù)為24=16,每條子鏈的合成都需要引物,故需要的引物數(shù)量為16-2=14個。PCR技術(shù)的原理是DNA雙鏈的復(fù)制,因此在添加引物的同時,需要添加耐高溫的DNA聚合酶?!夹?詳析〗形成的重組質(zhì)粒需要導(dǎo)入到農(nóng)桿菌體內(nèi),利用農(nóng)桿菌將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入番茄細(xì)胞中,因此為提高導(dǎo)入成功率,常利用Ca2+處理農(nóng)桿菌。Ti質(zhì)粒上的T-DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移到被侵染的番茄細(xì)胞中,并且將其整合到該細(xì)胞的染色體DNA上。獲得轉(zhuǎn)基因的番茄細(xì)胞后,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將該番茄細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因番茄。若要對AFPs基因改造獲得抗凍的番茄,需要利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)先設(shè)計出所需的蛋白質(zhì),再進一步推導(dǎo)相應(yīng)的基因堿基排列順序,然后改造基因。檢測轉(zhuǎn)基因番茄是否產(chǎn)生抗凍蛋白,可采用抗原-抗體雜交?!夹?詳析〗由題意可知,含重組質(zhì)粒農(nóng)桿菌由于其Tc基因被限制酶切割插入了目的基因,導(dǎo)致其對四環(huán)素?zé)o抗性,因此用插入滅活法篩選出的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌在含氨芐青霉素培養(yǎng)基不能正常存活,在含四環(huán)素培養(yǎng)基上不能存活。〖『點石成金』〗本題考查基因工程的相關(guān)知識,要求考生識記相關(guān)原理及操作步驟,掌握知識的細(xì)節(jié)問題,能結(jié)合所學(xué)的知識做出準(zhǔn)確判斷,正確解答問題。17.干燥綜合征(SS)是臨床常見的一種自身免疫病,其血清中存在多種抗體,其中以SSB抗體異性最強,影響最顯著。科研人員為建立抗SSB抗體全自動定量檢測的磁微?;瘜W(xué)發(fā)光試劑,利用基因工程技術(shù)獲得重組SSB蛋白,流程如下,請分析回答:(1)利用RNA通過①過程獲得cDNA需要____________酶。通過PCR技術(shù)擴增SSB基因的前提是要測定該基因兩端部分核苷酸序列,目的是____________。(2)為確保與PET41a質(zhì)粒定向連接,獲得的SSB基因兩端要含有____________酶切位點。在PCR過程中,第____________輪循環(huán)產(chǎn)物中出現(xiàn)含所需限制酶的片段A。(3)獲得含SSB基因的重組質(zhì)粒后,進行如下實驗切割原質(zhì)粒和重組質(zhì)粒,獲得片段大小如右表(1kb=1000堿基對)(注意:DNA片段大小與圖中所畫比例一致)。SSB基因的長度為____________。限制酶EcoRIBamHI和XhoI原質(zhì)粒8.1kb2.7kb、5.4kb重組質(zhì)粒3.4kb、5.0kb未做該處理(4)③過程目的是將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到大腸桿菌內(nèi),并接種于添加____________的培養(yǎng)基上,收集菌落進行鑒定,將陽性菌落進一步純化后將菌體破碎處理,篩選得到重組SSB蛋白。(5)為檢測重組質(zhì)粒表達情況及重組蛋白與抗體結(jié)合能力,科研人員通過注射含純化的重組SSB蛋白的弗氏佐劑進行如下實驗,請完成下表:實驗步驟實驗操作分組取健康、生理狀態(tài)相同的小鼠隨機均分成兩組。實驗處理實驗組注射含純化的重組SSB蛋白的弗氏佐劑,對照組①____________,連續(xù)三次。飼養(yǎng)在相同且適宜環(huán)境中飼養(yǎng)。②___第三次免疫后第七天取小鼠血清并提取抗體進行檢測。結(jié)果分析與對照組相比,若抗體檢測呈③____________,則表明重組SSB蛋白具有與相應(yīng)抗體高度結(jié)合的能力?!即鸢浮剑?)①.逆轉(zhuǎn)錄②.便于合成引物(2)①.BamHI和XhoⅠ②.三(3)3kb(4)卡那霉素(5)①.注射等量不含重組SSB蛋白的弗氏佐劑②.檢測(獲取實驗結(jié)果)③.陽性〖解析〗〖祥解〗基因工程技術(shù)的基本步驟:(1)目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。(2)基因表達載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方
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