为探讨薄荷油作为天然的皮肤促透剂的作用机理,科研人员以人永生化皮肤角质形成细胞(H细胞) 为实验材料进行了相关实验。请回答下列问题:
(1)研究人员将用完全培养基培养了24h的H细胞等量分组,设置为空白组、对照组和加入用DMSO溶解的一定浓度薄荷油的处理组,其中对照组的培养基中应加入DMSO,目的是______________。将各组置于不同条件下进行孵育后,采用一定的技术测定了相关数据,结果如下表所示。
实验结果 组别 | 空白组 | 对照组 | 溥荷油处理组 |
荧光恢复率(%) | 51.53 | 51.80 | 81.12 |
细胞内荧光探针荧光强度值 | 28478 | 28473 | 30115 |
细胞内Ca2+荧光强度值 | 7132 | 6990 | 8108 |
细胞内Ca2+-ATP酶活性(U/mg) | 1.18 | 1.13 | 0.93 |
①用绿色荧光染料标记H细胞膜上的蛋内质,待荧光分布较为均匀后,在细胞膜上选定需进行漂白的部位,用激光照射使荧光分子内部结构发生不可逆改变,从而使此部位的荧光消失。一段时间后,漂白部位荧光会有一定程度的恢复,此现象说明____________。
②H细胞在静息状态下,细胞膜内外电位呈____________,从而形成电位差(即膜电位)。本实验使用阴离子荧光染料D作为探针检测膜电位。当细胞内负电荷减少时,荧光染料D就会进入细胞内,由此可知,细胞内的荧光强度值越大,表明细胞膜内外电位差____________。实验结果显示,对照组与空白组的荧光强度值没有显著性差异,而薄荷油可____________H细胞的膜电位。
(2)由上述实验结果推知,薄荷油可降低Ca2+-ATP酶活性、增加H细胞内Ca2+浓度,从而通过改变细胞内外Ca2+平衡而影响细胞膜的结构及膜电位的改变,因此____________(填“增强了”“降低了”或“不改变”)皮肤屏障作用,____________(填“促进”“抑制”或“不影响”)药物经由皮肤进入机体。
高二生物非选择题困难题
为探讨薄荷油作为天然的皮肤促透剂的作用机理,科研人员以人永生化皮肤角质形成细胞(H细胞) 为实验材料进行了相关实验。请回答下列问题:
(1)研究人员将用完全培养基培养了24h的H细胞等量分组,设置为空白组、对照组和加入用DMSO溶解的一定浓度薄荷油的处理组,其中对照组的培养基中应加入DMSO,目的是______________。将各组置于不同条件下进行孵育后,采用一定的技术测定了相关数据,结果如下表所示。
实验结果 组别 | 空白组 | 对照组 | 溥荷油处理组 |
荧光恢复率(%) | 51.53 | 51.80 | 81.12 |
细胞内荧光探针荧光强度值 | 28478 | 28473 | 30115 |
细胞内Ca2+荧光强度值 | 7132 | 6990 | 8108 |
细胞内Ca2+-ATP酶活性(U/mg) | 1.18 | 1.13 | 0.93 |
①用绿色荧光染料标记H细胞膜上的蛋内质,待荧光分布较为均匀后,在细胞膜上选定需进行漂白的部位,用激光照射使荧光分子内部结构发生不可逆改变,从而使此部位的荧光消失。一段时间后,漂白部位荧光会有一定程度的恢复,此现象说明____________。
②H细胞在静息状态下,细胞膜内外电位呈____________,从而形成电位差(即膜电位)。本实验使用阴离子荧光染料D作为探针检测膜电位。当细胞内负电荷减少时,荧光染料D就会进入细胞内,由此可知,细胞内的荧光强度值越大,表明细胞膜内外电位差____________。实验结果显示,对照组与空白组的荧光强度值没有显著性差异,而薄荷油可____________H细胞的膜电位。
(2)由上述实验结果推知,薄荷油可降低Ca2+-ATP酶活性、增加H细胞内Ca2+浓度,从而通过改变细胞内外Ca2+平衡而影响细胞膜的结构及膜电位的改变,因此____________(填“增强了”“降低了”或“不改变”)皮肤屏障作用,____________(填“促进”“抑制”或“不影响”)药物经由皮肤进入机体。
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已有研究表明,中心体异常扩增能把非肿瘤细胞转化为肿瘤细胞。镉(Cd)作为已知的I类致癌物,科研人员欲探究镉诱发肿瘤的机理是否与中心体扩增有关,开展了相关实验。请根据以下实验材料,完善实验思路,分析实验结果。
实验材料:结肠癌细胞、细胞培养液、10μmol/L的CdCl2 、20μmol/L的CdCl2、生理盐水、抗氧化剂NAC、显微镜等。请回答:
(说明:中心体数目可以通过免疫荧光实验进行检测观察,其具体实验方法与过程不做要求;扩增率的计算方法不做要求)
(1)实验思路:
①取卡氏瓶若干个,平均分成甲乙丙三组,每组设置若干个,分组如下:____________
②将各组置于37℃的5%CO2培养箱中处理培养48h,收集细胞经染色后,在荧光显微镜下观察每个细胞的中心体数目,重复试验3次;
③对所得的数据进行统计分析,计算得出中心体扩增率。
(2)试验结果表明,用CdCl2处理细胞后,细胞中心体扩增率明显升高,请以坐标柱状图形表示试验结果。_____
(3)分析讨论:
①研究已显示重金属镉能引发活性氧的产生而诱发DNA氧化损伤。若想进一步探究重金属镉引起中心体扩增的原因与DNA氧化损伤途径有无关联,可设置第四组实验,即在实验组的基础上同时加入________________ ,若经处理后,中心体扩增率___________,则能进一步说明重金属镉是通过DNA氧化损伤来诱导中心体扩增。
②在动物细胞正常的分裂过程中,中心体在________________(填 “分裂间期”或“分裂期”)复制;中心体扩增的机制比较复杂,试分析可能的原因有____________ 等。
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科研人员围绕培育四倍体草莓进行了探究,实验中,每个实验组选取50株草莓幼苗,并以秋水仙素溶液处理它们的幼芽,得到下图所示结果。请分析回答相关问题:
(1)秋水仙素诱导多倍体的作用机理是 ,作用于幼芽细胞有丝分裂的______期。
(2)从实验结果看,影响多倍体诱导率的因素有________,诱导形成四倍体草莓最适宜的处理方法是_____________________。
(3)鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体数,鉴定时一般不宜选用当代草莓的根尖作材料,原因是 。观察时,最好选择处于分裂______期的细胞,原因是________。
(4)最新研究发现多倍体植株叶片上的气孔有明显变化。科研人员取生长在同一位置、大小相近的二倍体和四倍体草莓叶片,观察并统计两种植株叶片气孔长、宽度和密度,得到下表:
倍性 | 气孔长度/μm | 气孔宽度/μm | 气孔密度/个·mm-2 |
二倍体 | 22.8 | 19.4 | 120.5 |
四倍体 | 34.7 | 29.6 | 84.3 |
实验结果表明四倍体植株单位叶面积上气孔总面积比二倍体植株_______。联系多倍体植株糖类和蛋白质等营养物质含量高,从光合作用角度分析,四倍体植株气孔呈现上述特点的意义在于__________________________。
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糖尿病严重威胁人类健康。研究发现,F蛋白具有降低血糖的作用,为糖尿病治疗提供了新思路。为研究F蛋白的作用机理,科研人员进行了相关实验。请回答问题:
(1)人体血糖高于正常值时,________细胞分泌的胰岛素增加,从而降低血糖。
(2)科研人员将糖尿病模型小鼠随机均分为四组,每日皮下给药注射1次,连续注射14天。实验处理及结果如图1所示。实验结果表明,单独注射胰岛素对降低糖尿病模型小鼠血糖的效果______(显著/不显著),降低血糖效果显著的是_______组。
(3)科研人员进一步研究F蛋白的降糖机理,测定上述四组小鼠细胞中翻译出葡萄糖转运蛋白A和B的mRMA含量,得到图2所示结果。由实验结果分析,F蛋白主要影响_______的表达量。血糖浓度能够显著降低的糖尿病模型小鼠,其______的表达量高。
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阿尔茨海默病患者体内的β-淀粉样蛋白(Aβ)会引起神经小胶质细胞活化并分泌某些物质,导致病情加重。为探究Aβ和药物X的作用机理,科研人员进行了如下实验。
(1)科研人员测定不同处理条件下神经小胶质细胞中IL-1基因的表达情况,结果如图1所示。
①据图1分析,实验的自变量是_________。2组实验可确定药物X_________。
②3组与1组结果比较,说明_________。通过比较2、_________三组实验结果分析,药物X能够缓解Aβ的作用,3、4、5、6组的结果说明_________。
(2)NF蛋白是促进IL-1基因转录的转录因子。科研人员检测下列不同处理条件下神经小胶质细胞的细胞核内NF蛋白的含量,结果如图2所示。据图2分析,Aβ可促进NF蛋白_________。
(3)正常细胞中,大部分NF蛋白与IK蛋白在细胞质中形成复合物稳定存在,Aβ能够促进IK蛋白的降解,释放出NF蛋白。为探究药物X的作用,实验组用_________处理,若细胞质中IK蛋白含量_________对照组,则说明药物X抑制Aβ的作用。
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科研人员围绕培育四倍体草莓进行了探究,实验中,每个实验组选取50株草莓幼苗,并以秋水仙素溶液处理它们的幼芽,得到下图所示结果。请分析回答相关问题。
(1)秋水仙素诱导多倍体的作用机理是_____________________________。
(2)从实验结果看,影响多倍体诱导率的因素有__________,诱导形成四倍体草莓适宜的处理方法是__________。
(3)鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体数,鉴定时一般不宜选用当代草莓的根尖作材料,原因是________________________。观察时,最好选择处于分裂__________期的细胞。
(4)最新研究发现多倍体植株叶片上的气孔有明显变化。科研人员取生长在同一位置、大小相近的二倍体和四倍体草莓叶片,观察并统计两种植株叶片气孔长度、宽度和密度,得到下表:
倍性 | 气孔长度/μm | 气孔宽度/μm | 气孔密度/个·mm-2 |
二倍体 | 22.8 | 19.4 | 120.5 |
四倍体 | 34.7 | 29.6 | 84.3 |
实验结果表明四倍体植株单位叶面积上气孔总面积比二倍体植株__________。联系多倍体植株糖类和蛋白质等营养物质含量高,从光合作用角度分析,四倍体植株气孔呈现上述特点的意义在于________________________________________________________________。
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为研究焦虑症的机理,科研人员利用四组小鼠为材料进行实验。
(1)科研人员敲除野生型小鼠(WT鼠)的焦虑抑制基因-N基因,得到(N-KO鼠)。N-KO鼠进入图1所示高架十字迷宫的开放臂时,视网膜感光细胞接受刺激,产生__________,沿__________神经传至相关脑区的神经中枢,引起恐惧和焦虑行为,因而更多地躲避进封闭区。WT鼠在探索新奇环境的冲动下,会重复进入开放臂玩耍。
(2)科研人员推测,I基因与N基因有相似的功能;为验证该推测,科研人员用相同方法得到I基因敲除风(I-KO鼠)和N基因、I基因双敲除小鼠(NI-KO鼠)。若推测正确,则I-KO鼠在图1所示迷官上的预制行为表现是_______________________________________________________;实验结果显示,I-KO鼠、NI-KO鼠与WT鼠的行为表现一致,这一实验结果与上述推测___________(选填“相符”或“不相符”)。由此推测I基因对小鼠产生焦虑情绪的作用是____________________________________________。
(3)研究发现,B区和C区是处理焦虑等情绪的两个关键脑区(如图2);科研人员将上述四种小鼠置于阁1所示迷宫上一段时间后,检测小鼠两个脑区中神经元的活跃度。得到图3所示结果。
①据图2、3可知,N-KO_____________,C区输出的抑制信号增强,导致出现焦虑行为。
②请对实验结果进行分析,解释NI-KO鼠与WT鼠行为一致的原因___________________________________。
(4)科研人员再选取上述小鼠进行实验,进一步验证I基因的功能,图4为实验方案。
①请在图4中正确选择a、b、c或物质d、e填人I-IV处。Ⅰ__________;Ⅱ________;Ⅲ________;Ⅳ______________。
②预期1-4:组小鼠在高架十字迷宫实验中的运动轨迹依次为图5中的_________、_________、________、________。
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科研人员通过对缺少H蛋白的癌细胞进行研究,发现染色体在一些关键位置处于展开状态,激活了一系列基因,使癌细胞“永生”,癌细胞因此持续分裂。下列叙述相关不正确的是( )
A. 肿瘤的发生可能与染色体解螺旋有关
B. 癌细胞无限增殖与基因表达调控无关
C. 在癌细胞中H蛋白基因可能处于关闭状态
D. 提高癌细胞H蛋白合成的药物有助于攻克癌症
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科研人员通过对缺少H蛋白的癌细胞进行研究,发现染色体在一些关键位置处于展开状态,激活了一系列基因,使癌细胞“永生”,癌细胞因此持续分裂。下列相关叙述不正确的是
A. 肿瘤的发生可能与染色体解螺旋有关
B. 癌细胞无限增殖与基因表达调控无关
C. 在癌细胞中H蛋白基因可能处于关闭状态
D. 提高癌细胞H蛋白合成的药物有助于攻克癌症
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水稻叶片有宽、窄两种类型,为探究水稻叶片宽度的遗传机理,科研人员进行了相关实验。请回答以下问题:
(1)科研人员对野生型宽叶水稻进行诱变处理,获得窄叶突变体。据此判断,这对相对性状中,显性性状是____________(填“宽叶”、“窄叶”或“不确定”)。
(2)下图为科研人员检测获得的实验结果据此判断,决定水稻叶片宽度的因素主要是____________。该次诱变得到的窄叶突变体是____________导致的。
(3)科研人员将窄叶突变体与野生型宽叶水稻杂交所得F1均为宽叶,F1自交,统计F2得宽叶118株,窄叶41株。据此判断叶片宽窄受____________对等位基因控制。
(4)通过对F2的多株窄叶突变体做基因测序分析,科研人员发现都是基因Ⅱ和Ⅲ同时发生突变,如下表所示。
突变基因 | Ⅱ | Ⅲ |
碱基变化 | C→T | CTT→C |
根据以上信息,有同学认为杂交实验结果与基因测序结果不匹配,应是结果有误。请写出你的判断:____________。
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