Question

17．回答下列有關(guān)動物細胞乃至個體實驗研究問題．
在胚胎干細胞培養(yǎng)過程中加入適當誘導物后，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)的細胞呈胰島樣細胞的變化．下列系列實驗，以檢測該細胞是否具有胰島B細胞的生理功能．

（1）胰島素釋放實驗：控制培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度，檢測細胞分泌的胰島素的量．圖甲表示所得實驗結(jié)果，據(jù)此分析胚胎干細胞誘導成功，得到此結(jié)論的依據(jù)是調(diào)節(jié)血糖濃度，在糖濃度高時，胰島素分泌多，在糖濃度低時，胰島素分泌少．
（2）體內(nèi)移植實驗：將細胞移植到患糖尿病小鼠體內(nèi)，測小鼠血糖，結(jié)果如圖乙所示．細胞移植實驗是否支持胰島素釋放實驗的結(jié)論？支持．理由是移植組血糖顯著低于非移植組．
（3）某些小鼠肝細胞膜上的胰島素受體數(shù)目減少，即使移植上述實驗細胞，血糖濃度還是偏高，其主要原因是小鼠體內(nèi)胰島素的受體較少或敏感度下降，胰島素不起作用．
    兩棲類中某些蛙的性別決定類型與人類相似．現(xiàn)把某種蛙的蝌蚪置于在20℃左右的條件下生長發(fā)育，其雌雄比例約為1：1．但如果把此蛙的蝌蚪放在30℃左右的條件下生長發(fā)育，不管它們原來具有何種性染色體，則全部發(fā)育成雄性．那么，較高的溫度是改變了發(fā)育著的雌性蝌蚪的性染色體而使之改變性狀，還是只改變了性別的表現(xiàn)型呢？請完成相關(guān)實驗設計．
材料、用具：
一對雙親產(chǎn)生的適量的蛙受精卵、相同的飼料、顯微鏡、各種試劑等．
實驗步驟：
（4）取一對雙親產(chǎn)生的足量的受精卵，隨機分成兩組，分別接受如下處理：
實驗組 甲：在30℃條件下將其培養(yǎng)成成蛙．
對照組 乙：在20℃條件下將其培養(yǎng)成成蛙．
（5）在每個組中隨機選取若干只成蛙編號（如1～20，要求樣本足夠大），分別從其體內(nèi)選取具有分裂能力的細胞進行處理，制成裝片．
（6）在顯微鏡下觀察性染色體組成并進行統(tǒng)計．
（7）預期的結(jié)果與分析：
A．若甲、乙兩組實驗的裝片被觀察到的性染色體組成均是XX：XY≈1：1，則說明較高溫度只改變了性別的表現(xiàn)型．
B．若甲組蛙細胞的性染色體組成都是XY，乙組蛙細胞的性染色體組成是XX：XY≈1：1，則說明較高溫度使發(fā)育著的蝌蚪（XX）性染色體組成變成XY，從而改變了性別的表現(xiàn)型．
（8）若其中含XX的雄蛙與正常條件下發(fā)育成的雌蛙交配，在20℃環(huán)境下發(fā)育的后代性別有1種．

Answer 1

分析 1、分析圖甲可知，通過控制培養(yǎng)液中的葡萄糖的濃度來測定胰島素的分泌量．可知，在糖濃度高時，胰島素分泌多，在糖濃度低時，胰島素分泌減少．
2、分析曲線圖乙可知，移植組的血糖濃度最終恢復穩(wěn)定到正常值，而未移植組血糖濃度依然較高，說明了胰島素移植實驗支持胰島素釋放實驗的結(jié)論．
3、在兩棲類的某些蛙中，雄性個體的性染色體組成是XY，雌性個體的性染色體組成是XX．如果讓它們的蝌蚪在20℃左右發(fā)育時，雌雄比率約為1：1．如果讓這些蝌蚪在30℃左右發(fā)育時，不管它們原來具有何種性染色體，全部發(fā)育成雄性．出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是較高的溫度是改變了發(fā)育著的蝌蚪（XX）的性染色體而使之改變性狀，也可能是較高溫度改變了雌性個體性別的表現(xiàn)型．到底是其中哪一種原因可以通過設計探究實驗來說明，實驗設計時需要遵循對照原則和單一變量原則，該實驗的自變量是溫度，因變量是性染色體是否改變，這可以通過顯微鏡觀察到．

解答 解：（1）分析圖甲可知胰島素具有降血糖功能，在糖濃度高時，胰島素分泌多；在糖濃度低時，胰島素分泌少．
（2）分析圖一可知移植組的血糖濃度明顯低于未移植組，與正常血糖濃度相比，移植組血糖濃度在正常值附近波動，說明移植進的細胞釋放了胰島素，實驗成功．
（3）移植上述實驗細胞，血糖濃度還是偏高，其主要原因是小鼠體內(nèi)胰島素的受體較少或敏感度下降，胰島素不起作用．
（4）本實驗的目的是探究較高的溫度是改變了發(fā)育著的蝌蚪（XX）的性染色體而使之改變性狀，還是只改變了性別的表現(xiàn)型．因此該實驗的自變量是溫度，因變量是性染色體是否改變，性染色體改變與否可以通過顯微鏡觀察到．因此取同一雙親產(chǎn)生的適量的蛙受精卵，平均分成兩份，處理：實驗組甲：在30℃條件下將其培養(yǎng)成成蛙，對照組乙：在20℃條件下將其培養(yǎng)成成蛙．
（5）在每個組中隨機選取若干只成蛙編號（如1-20，要求樣本足夠大），分別從其體內(nèi)選取有分裂能力的細胞進行處理，制成裝片；
（6）在顯微鏡下觀察性染色體組成并進行統(tǒng)計．
（7）預期的結(jié)果與分析：較高的溫度可能改變了發(fā)育著的蝌蚪（XX）的性染色體而使之改變性狀，也可能是改變了性別的表現(xiàn)型而使之改變性狀．
A、若甲乙兩組實驗的裝片被觀察到的蛙細胞的性染色體組成均是XX：XY≈1：1，說明較高的溫度只改變了性別的表現(xiàn)型，沒有改變性染色體；
B、甲組實驗的裝片（30℃條件下培養(yǎng)的成蛙）被觀察到的蛙細胞的性染色體組成都是XY．乙組實驗的裝片（20℃條件下培養(yǎng)的成蛙）被觀察到的蛙細胞的性染色體組成是XX：XY≈1：1，說明較高的溫度使發(fā)育著的蝌蚪（XX）性染色體組成變成XY，從而改變了性別的表現(xiàn)型．
（8）假如研究結(jié)果支持溫度只改變了蛙的表現(xiàn)型這一結(jié)論，則30℃條件下發(fā)育成的雄蛙在其減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，細胞中含有X染色體最多為2條，若其中含XX的雄蛙與正常條件下發(fā)育成的雌蛙交配，后代的性染色體組成都XX，因此在20℃環(huán)境下發(fā)育的后代性別有1種．
故答案為：
（1）調(diào)節(jié)血糖濃度，在糖濃度高時，胰島素分泌多，在糖濃度低時，胰島素分泌少  
（2）支持    理由是：移植組血糖顯著低于非移植組
（3）小鼠體內(nèi)胰島素的受體較少或敏感度下降，胰島素不起作用．（其它答案合理也可以）  
（4）甲：在30℃條件下將其培養(yǎng)成成蛙    乙：在20℃條件下將其培養(yǎng)成成蛙  
（5）分裂   
（6）性染色體組成（染色體組成，并進一步做染色體組型分析）   
（7）A：若甲、乙兩組實驗的裝片被觀察到的性染色體組成均是XX：XY≈1：1，則說明較高溫度只改變了性別的表現(xiàn)型；
B：若甲組蛙細胞的性染色體組成都是XY，乙組蛙細胞的性染色體組成是XX：XY≈1：1，則說明較高溫度使發(fā)育著的蝌蚪（XX）性染色體組成變成XY，從而改變了性別的表現(xiàn)型．
（8）1

點評 本題考查了動物細胞培養(yǎng)、基因與性狀的關(guān)系、伴性遺傳和探究實驗，要求考生掌握基因與性狀的關(guān)系，明確性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果；明確實驗的目的，掌握探究實驗的原則，能根據(jù)題干所給的材料、用具完善實驗過程，預期實驗結(jié)果，屬于考綱理解和應用層次的考查．