Question

回答下列Ⅰ、Ⅱ两个小题．
Ⅰ．将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞（命名为M细胞），再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠（胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠）体内，然后测量小鼠的血糖浓度，结果如图1所示（虚线表示正常小鼠的血糖浓度值）．请回答相关问题：

（1）实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用

 

酶将其分散成单个细胞．
（2）根据实验结果可以判定M细胞已具有

 

细胞的功能．说明判定的理由

 

．
（3）用胰岛素基因片段做探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测．请在下表的空格中填上检测结果（用“+”表示能检测到，用“-”表示不能检测到）．

用探针检测细胞的DNA		用探针检测细胞的RNA
胚胎干细胞	M细胞	胚胎干细胞	M细胞

上述实验结果表明，胚胎干细胞通过

 

定向分化为M细胞．
（4）若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞能否分化为其他类型细胞？

 

，请说明理由

 

．
Ⅱ．夏季晴朗无云的某天，某种C₃植物光合作用强度变化曲线如图所示．请回答下列问题：
（1）该植物一天中有机物积累最多的时刻是

 

．
（2）在12：00左右出现光合作用强度“低谷”，此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多．请比较图2中B、C两个点对应的时刻，

 

时刻叶肉细胞之间的CO₂浓度相对较高，

 

时刻叶肉细胞叶绿体中C₅化合物的含量相对较大．
（3）研究发现，在其他环境因子相对稳定时，植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关闭的主要因素．请据此推测图中C、D两个点对应的时刻中，

 

时刻根系部位土壤溶液的浓度较高．
（4）研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X．有人推测根部合成X运输到叶片，能调节气孔的开闭．他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中．一段时间后，测得的有关数据如下表所示．（注：气孔导度越大，气孔开启程度越大）

分组 测量指标	培养液中X的浓度/mol?m-3
	5×10-5	5×10-4	5×10-3
叶片中X的浓度/mol?g-1（鲜重）	2.47	2.97	9.28
叶片中的气孔导度/mol?m-2?a-1	0.54	0.43	0.27

①以上方案有不完善的地方，请指出来并加以修正．

 

②若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，随着培养液中X的浓度增大，叶片蒸腾作用强度

 

．

Answer 1

考点：胚胎干细胞的来源及分化,影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：从图1中曲线可以看出，移植组的血糖浓度能够恢复到正常小鼠的血糖浓度，说明此时小鼠体内存在了降低血糖的机制，而根据动物体内唯一降低血糖浓度的激素为胰岛素，可知M细胞内已经具有了胰岛B细胞．
图2中CO₂的吸收速率代表净光合速率，其中A点和E点代表光合速率等于呼吸速率．

解答： 解：Ⅰ（1）动物细胞间质主要成分为蛋白质，所以进行动物细胞培养时，常采用胰蛋白酶将其分散成单个细胞．
（2）从图中可以看出，移植组小鼠的血糖浓度已经降至正常水平，而只有胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素，说明M细胞已具有胰岛B细胞的功能．
（3）细胞在分化的过程中，遗传物质（DNA）并不发生改变，只是基因选择性表达，所以两细胞内均能用探针检测到胰岛素基因，但胰岛素基因只在M细胞内转录和翻译，故只能在M细胞内检测到RNA．
（4）因为细胞核内含有该物种生长发育所需的全套基因，所以该重组细胞能分化为其他类型的细胞．
Ⅱ（1）图中植物从A点开始积累有机物一直到E点，所以该植物一天中有机物积累最多的时刻是E点（19：30）．
（2）在12：00（C点）左右出现光合作用强度“低谷”，此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多，CO₂不能进入细胞，所以此时CO₂浓度相对较低，即B点（或10：00）的CO₂浓度相对较高，C点（或12：00）时刻叶肉细胞叶绿体中C₃化合物的含量相对较大．
（3）根据题意C点时刻，气孔关闭，可知此时植物根系部位土壤相对缺水，即根系部位土壤溶液的浓度较高．
（4）若从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶进行实验，样本量太小，测得的数据具有偶然性，应“取叶片若干，等分为三组”．实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，而本实验缺乏空白对照，应增加1组空白对照（将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中）．
故答案为：
Ⅰ．（1）胰蛋白酶                                                        
（2）胰岛B             胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降血糖的激素                       
（3）

+

+

-

-

基因的选择性表达（胰岛素基因的表达）                        
（4）能    细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质（细胞核的全能性）           
Ⅱ（1）19：30（或E点）
（2）B点（或10：00）C点（或12：00）
（3）C点（或12：00）
（4）①a．样本量太小．应“取叶片若干，等分为三组”
b．缺乏空白对照．增加1组，将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中
②降低

点评：Ⅰ题以糖尿病的干细胞替代疗法为情景，将血糖的体液调节、细胞分化联系起来，考查考生对细胞分裂、胰岛素与血糖浓度的关系、细胞分化的机制、动物细胞核的全能性等生物学实施和概念的理解及运用．Ⅱ题结合光合作用曲线图，考查光合作用和相关实验设计，意在考查考生的审图能力、理解能力和实验探究能力．