世纪金榜生物教师用书配套选修第三章

第三章生物科学与健康 考点一合理使用抗生素1 抗药性 1 印章法证明抗生素对细菌抗药性的选择实验 在A培养皿的正常培养基上接种细菌 培养后 培养基上密布菌落 用一块与A培养皿内径相同的灭菌绒布 盖到培养基上 使绒布面黏上细菌菌落 做成 印章 将绒布盖到一系列含青霉素的培养基上 使菌落按原来的位置接种到新的培养基上 经培养后如果长出菌落 说明这些菌落是具有抗药性的 且可以查明这些菌落在A培养皿中的位置 将A培养皿中相应位置上的菌落 没有接触过青霉素 接种到含青霉素的培养基上 如果这些菌落仍能生长 表明这些菌落的抗药性不是抗生素诱导出来的 是原来已存在的 2 抗药性的根本来源 基因突变 3 青霉素的作用原理 青霉素是通过抑制细菌细胞壁的生物合成而起杀菌作用的 4 抗药性的原理 或是因其细胞壁或细胞膜的结构不同于敏感细菌 使青霉素不能进入菌体发挥作用 或是能产生某种酶 使青霉素失去作用 5 抗药基因的频率极低 因为限制细菌生长的因素有很多 6 抗药性增强的原因 随意地使用抗生素 不按正确剂量使用抗生素 任意缩短使用抗生素的时间 2 菌群失调和毒副作用 1 菌群失调 如果长期或大剂量使用抗生素 尤其是广谱抗生素 抗生素在杀死有害细菌的同时 也会把一些有益的细菌杀灭 破坏正常菌群间的平衡 使正常菌群中各细菌的比例发生变化 造成菌群比例失调 此时 原来对人体无害的细菌往往会转变成危害人体的有害细菌 2 毒副作用 某些人对青霉素过敏 所以在注射或口服青霉素前都要做皮肤试验 耳毒性抗生素 庆大霉素 链霉素 卡那霉素 妥布霉素 新霉素等氨基糖甙类抗生素 3 抗生素的合理使用 三不原则 一不自行购买 二不主动要求 三不随便停药 思维拓展 合理使用抗生素的原因分析 1 强调安全有效是合理使用抗生素的基本原则 抗生素的合理使用是指在全面了解患者 病原菌和抗生素三者基本情况与相互联系的基础上 安全有效地使用抗生素 使患者冒最小的用药风险 获得最大的治疗效果 2 应避免抗生素的滥用 病原菌在生长和繁殖过程中 通过基因突变 产生抗药性个体和不抗药性个体 抗生素的使用 会起到选择作用 使抗药性个体保留下来 经逐代积累加强 产生抗药性 考点二器官移植以 获得合适的供体器官 器官保存和移植手术 防止免疫排异 为线索 以 问题 解决 为核心 进行知识整合梳理 思维拓展 器官移植与免疫排异反应 1 同种器官移植排异反应在本质上是受者免疫系统针对同种异体移植抗原的免疫反应 2 器官移植的最大障碍是免疫排异反应 避免或减弱免疫排异反应是移植成功的关键 3 进行器官移植后 使用全身免疫抑制剂来抑制排异反应 可以延长移植器官的存活期 4 合理正确地应用免疫抑制剂 是器官移植中一个非常重要的环节 组织配型和免疫抑制技术较好地解决了器官移植过程中的免疫排异问题 考点三避孕的原理和方法1 原理 1 阻止精子和卵子结合 2 抑制排卵和精子的形成 3 阻碍受精卵着床 2 方法 高考警示 受精和受精完成标志的区别 1 在受精作用中 卵子的成熟分裂即减数第二次分裂 是在精子和卵子结合的过程中完成的 卵子只有完成减数第二次分裂才能与精子的核融合 2 受精的标志是第二极体的形成 受精完成的标志是雌雄原核的融合 所以受精的标志和受精完成的标志不同 类型一合理使用抗生素 典例1 细菌对各种抗生素的药敏程度实验方法如图 将含有一定浓度不同抗生素的滤纸片放置在已接种被检菌的固体培养基表面 抗生素向周围扩散 如果抑制生长 则在滤纸片周围出现抑菌圈 图中里面的圈 结果如图所示 1 衡量本实验结果的指标是 2 上述图中最有效的是 培养皿中的抗生素 3 用上述最有效的抗生素对细菌进行处理 并测定细菌数量变化 如图所示 向培养基中加抗生素的时刻为 点 细菌种群的进化是定向的 而变异是 细菌的抗药性产生于环境变化之 填 前 中 或 后 抗生素对细菌变异的作用不是 诱导 而是 尽管细菌有抗药性基因存在 但使用抗生素仍然能治疗由细菌引起的感染 原因在于细菌种群中 解析 1 衡量实验的指标即对实验结果的表述 本实验是利用抗生素抑制细菌的生长来表述实验结果的 2 通过抑菌圈的大小来确定杀菌能力 即抑菌圈越大杀菌能力越强 3 抗生素会使细菌中不具抗药性的个体大量死亡而数量下降 所以b点是使用抗生素的起点 变异是不定向的 而在自然选择下进化是定向的 细菌的抗药性在环境变化之前就已经产生了 自然选择是性状的选择者 而不是诱导者 在细菌种群中 有抗药性基因的个体只占极少数 答案 1 抑菌圈的大小 2 B 3 b 不定向的前选择 有抗药性基因的个体占极少数 变式训练 下面是最早发现抗生素 青霉素的弗莱明先生所进行的探索过程 观察及对问题的认识 培养细菌的培养基中 偶然生出青霉菌 在其周围没有细菌生长 为什么会出现这种现象 进行实验 把青霉菌放在培养液中培养后 观察这些培养液对细菌生长的影响 结果 培养液阻止了细菌的生长和繁殖 结论 青霉菌可产生一种阻止细菌繁殖的物质 弗莱明在持续的研究中分离出了一种物质 分析出它的特征并将之命名为青霉素 根据上述探索过程 请回答下列问题 1 作为这一实验的假设 下列最为恰当的是 A 青霉菌能产生有利于人类的物质B 青霉菌污染了细菌生长的培养基C 青霉菌可能产生了有利于细菌繁殖的物质D 青霉菌可能产生了不利于细菌繁殖的物质 2 青霉菌和细菌的关系是 A 共生B 竞争C 捕食D 寄生 3 为了证明青霉素确实是由青霉菌产生的而不是培养液和培养基中产生的 则应进一步设计 实验 其实验方法是 若实验结果为 则能充分证明青霉菌确实能产生可阻止细菌繁殖的青霉素 4 青霉菌属于 菌 它与大肠杆菌的最主要区别是 5 最初使用较少的青霉素就有较好的杀菌效果 现在青霉素使用量常达到800万单位 说明细菌的抗药性增强了 这种抗药性的形成是 的结果 其根本原因是 解析 1 青霉菌的周围没有细菌生长 故可作出 青霉菌可能产生了不利于细菌繁殖的物质 的假设 2 青霉菌的周围没有细菌 可见二者是竞争的关系 3 为排除可能是培养液中的物质抑制细菌的生长 可设置一组没有放青霉菌的培养液加入培养基作为对照 如果发现细菌正常生长 说明青霉素是由青霉菌产生的 4 青霉菌是真菌 属于真核生物 而大肠杆菌是原核生物 二者的区别在于青霉菌有成形的细胞核 5 青霉素具有良好的杀菌作用 但变异是不定向的 细菌中可能产生抗药性变异 且由于青霉素的选择作用 抗药性会逐渐增强 答案 1 D 2 B 3 对照把没有放青霉菌的培养液加入培养基 观察对细菌生长的影响细菌正常生长 4 真有成形的细胞核 5 长期自然选择遗传变异 类型二器官移植 典例2 用A B C三个纯种品系的小鼠进行皮肤移植实验 移植时 在某小鼠背部切除部分皮肤 将其他个体的皮肤移植上去 实验过程如图所示 请据图回答下列问题 1 A2的皮肤片移植到A1上 皮肤片存活 这是因为它们属于 从遗传学角度看 它们的 相同 2 B1的皮肤片移植到A2上 移植后14天 皮肤片结痂脱落 这表明它们 因此 A2对B1皮肤片产生了 反应 这种反应属于 细胞免疫 主要是由细胞引起的 被生物细胞识别为异物的物质 称为 3 如果B2和C1的皮肤片同时移植到曾移植过B1皮肤片的A2上 移植后 B2皮肤片6天脱落 而C1皮肤片14天脱落 产生这两种现象的原因分别是 解析 1 不发生免疫排异 说明免疫系统识别的抗原特征是 自己 的 这是由遗传信息决定的 A1和A2属于同一品系 在皮肤移植的有关抗原特征上具有相同的基因型 2 发生免疫排异 说明免疫系统识别的抗原特征是 非己 的 A2和B1属于不同品系 在皮肤移植的有关抗原特征上具有不同的基因型 器官移植的免疫排异属于细胞免疫 主要是由T淋巴细胞引起的 特异性免疫识别的 非己 物质称为抗原 3 因为A2曾移植过B1皮肤片 所以B2的皮肤片移植到A2上发生的免疫排异属于二次免疫 二次免疫更快 更强 答案 1 同一品系基因型 2 品系不同 或基因型不同 排异T淋巴抗原 3 因为A2曾移植过B1皮肤片 体内已经产生对B品系的记忆T淋巴细胞 因此当B2皮肤片移植上去时 很快引起免疫应答 所以排异反应出现快 而C1皮肤片是第一次移植到A2上 A2体内没有能够识别C品系的T淋巴细胞 所以需要较长时间 才能引起免疫应答 类型三避孕的原理及方法 典例3 如图为人类受精 着床 胚胎发育和分娩的全过程 请据图回答以下问题 1 若某人采用安全期避孕法 其生物学原理是 2 为使一些不孕不育夫妇实现生儿育女的愿望 常用的辅助生殖技术手段有 和 两者的相同点是都需要促进 和确定 3 孕育期使用抗生素会对胎儿的健康造成影响 试简述滥用抗生素的危害 解析 1 安全期避孕法的原理是阻止精子和卵子结合 2 常用的辅助生殖技术有人工受精和试管婴儿 两者都需要促进卵泡成熟 排卵和确定排卵期 3 滥用抗生素可造成菌群的抗药性增强 破坏人体内正常菌群间的平衡 且某些抗生素有较强的毒副作用 答案 1 阻止精子和卵子结合 2 人工受精试管婴儿卵泡成熟 排卵排卵期 3 造成菌群抗药性增强 破坏人体内正常菌群间的平衡 某些抗生素有较强的毒副作用 互动探究 1 除题目涉及的避孕法 还有哪些避孕方法 提示 器具阻隔 体外射精 绝育手术等 2 针对 典例3 3 小题中的危害 在日常生活中要注意哪些问题 提示 不自行购买抗生素 要凭医生处方购买 不主动要求医生开抗生素处方 不随便停药 根据医生处方按时服药 直到疗程结束 1 依据相关材料 回答有关问题 利用无菌技术将某种细菌接种到培养皿内的培养基上 以不同方式处理培养皿 图中阴影部分表示有细菌 1 步骤1和步骤2的实验结果不同 其原因是 2 步骤4和步骤5的结果也不同 其原因是步骤4 步骤5 3 根据步骤3的实验结果判断 同时使用抗生素P和抗生素Q治疗这种细菌引起的疾病 疗效如何 为什么 4 试说明滥用抗生素治疗细菌感染的疾病有哪些危害 解析 1 步骤1和步骤2分别使用两种抗生素处理培养基 但是步骤2中的细菌数量少 说明抗生素Q的杀菌能力较抗生素P强 2 步骤4和步骤5是在两种温度下培养 37 时适合细菌生长 3 步骤3中将抗生素P和Q混合使用 可见抗生素P和抗生素Q的重叠部分有阴影 说明疗效降低 4 长期使用抗生素会定向选择出抗药性强的菌株 而降低抗生素效果 另外混用多种抗生素 由于抗生素之间的相互作用 也会使抗生素失去部分杀菌能力 答案 1 抗生素P和抗生素Q都能抑制细菌生长 但抗生素Q的杀菌 抑菌 能力比抗生素P的强 2 温度适宜 细菌生长迅速温度太低 细菌不能生长 3 抗菌效果不好 疗效明显降低 因为抗生素P和抗生素Q的重叠部分有阴影 说明有细菌生长 原因是抗生素P和抗生素Q的相互作用 使二者都失去了部分杀菌能力 4 由于抗生素对细菌中抗药性强的变异个体的定向选择作用 长期使用抗生素 会导致抗药性强的菌株存活并繁衍 使原有抗生素的杀菌 抑菌 效果降低 同时使用多种抗生素 也会使各种抗生素都失去部分杀菌能力 杀菌效果降低 2 要成功进行器官移植 除了需要获得移植用的健康器官外 最重要的是确保移植器官存活并迅速恢复功能 这需要解决移植器官的供血 防止免疫排异等一系列问题 1 为了减轻器官移植过程中免疫排异反应的程度 必须进行 以保证供体器官与受体病人之间的 差异尽可能小 器官移植到受体体内后 会发生不同程度的免疫排异反应 为了降低排异反应的强度 就要在手术前后抑制病人的免疫水平 目前一般用 来解决 2 若供体器官不在进行手术的医院附近 一般采用 保存技术保存器官以保证离体器官的活力 3 器官移植技术的成功使很多患者看到了康复的希望 但移植技术的成熟并不能解决所有的问题 除了费用昂贵外 目前还有一个重要的问题是 这是导致其不能广泛应用的最大问题 解析 1 必须检查病人和供体器官间的人白细胞抗原 HLA 的差异性 需要对移植的器官进行组织配型 尽可能选择与病人HLA差异小的器官进行移植 免疫抑制剂 环孢菌素 较好地解决了免疫抑制问题 2 低温灌洗保存技术为器官移植赢得了足够的时间 3 除了免疫抑制问题 供血问题和器官保存问题以外 供体器官缺乏也是一个重要的问题 答案 1 组织配型人白细胞抗原 HLA 免疫抑制剂 环孢菌素 2 低温灌洗 3 供体器官缺乏 3 美国医学会杂志 周刊2007年10月16日刊登的一份政府调查报告说 被称为 超级病菌 的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 MRSA 在美国国内正呈蔓延趋势 每年预计有超过9万人严重感染这一病菌 请回答下列有关 超级病菌 的问题 1 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 MRSA 属于 生物 其可遗传变异的来源是 2 抗生素在超级病菌进化过程中起到了 作用 使病菌的 发生定向改变 3 请设计一个实验 证明 抗生素诱导金黄色葡萄球菌产生了适应性的变异 的观点是错误的 材料和器具 青霉素 培养皿以及对青霉素敏感的普通金黄色葡萄球菌 将实验完善 实验步骤 步骤1 取培养皿A若干个 A1 A2 A3 加入普通细菌培养基 取培养皿B若干 B1 B2 B3 加入 的细菌培养基 步骤2 将适量细菌培养液涂在培养皿A1的培养基表面 放在适宜的条件下培养一段时间 培养基表面会出现一些细菌菌落 步骤3 用灭菌后的丝绒包上棉花制成一枚 印章 在A1上轻盖一下 再在B1上轻盖一下 这样A1中的细菌就按一定的位置正确地 复制 到B1之中 将B1培养一段时间后 B1中的一定部位出现了少量菌落 步骤4 根据B1中菌落出现的方位 将A1中对应位置的菌落取出 均匀涂抹在A2表面 培养一段时间后 培养基表面又会出现许多菌落 反复重复步骤3 4 预期结果 本实验的原理 4 根据现代生物进化理论 结合你的生活经验 谈谈如何减缓超级病菌的产生 解析 1 金黄色葡萄球菌属于细菌 无染色体 因此其变异只有基因突变 2 生物进化的内因是产生了可遗传的变异 外因是自然选择 自然选择使基因频率定向改变 3 在本次实验中 细菌抗青霉素特性的产生与青霉素的有无无关 青霉素只是起了自然选择作用 4 本实验告诫我们 不要滥用抗生素 滥用抗生素的结果是加快细菌抗药性进化速度 启示我们要尽快研制替代抗生素的药物 答案 1 原核基因突变 2 选择基因频率 3 含有浓度依次递增的青霉素 在B2 B3中也有少量菌落出现 A组细菌从未接触过抗生素 而细菌的抗药性不断增强 说明细菌抗药性的产生与抗生素无关 4 合理使用药物 避免长时间使用抗生素 使用一种抗生素可以治愈的不要使用第二种 因为病毒引起的感冒 没有炎症的时候不要使用抗生素 尽可能利用其他药物替代抗生素治疗疾病 只要回答合理即可 易错提醒 环境因素的作用会提高突变的频率 但任何情况下变异都是不定向的 所以环境不能起到定向诱导变异的作用 而是对不定向的变异进行定向选择 4 皮肤干细胞在皮肤修复和器官移植方面发挥着重要作用 对于该细胞的研究一直是科技热点问题 请完成下列问题 1 患者本人皮肤干细胞能 成为其皮肤细胞 这种潜能是细胞的全能性 其根本原因是 但皮肤干细胞在体内无法形成其他细胞 原因是 2 在皮肤干细胞培养过程中科研人员发现人工合成的激素Ry可能引起细胞癌变 下面是关于这一问题的探究实验 请完成相应内容 实验步骤 取一定量皮肤干细胞培养液 在B组皮肤干细胞培养液中 A组 将两组皮肤干细胞正常培养72小时 取样镜检 可观察 及 来判断癌变细胞的有无 结果与结论预测 B组出现了癌变细胞 说明 解析 1 皮肤干细胞具有分裂分化的能力 人工诱导下能够形成各种细胞 因为干细胞中含有该物种所有的遗传信息 但在生物体内由于基因的选择性表达 不能形成其他细胞 2 实验的目的是探究人工合成的激素Ry能否引起细胞癌变 自变量是人工合成的激素Ry 使用的方法是对皮肤干细胞进行人工培养 因变量是观察培养液中细胞形态变化及细胞贴壁生长情况 实验过程中还应设置对照组 答案 1 分裂并分化细胞核中有本物种完整的基因组 或细胞内有一套完整的遗传信息 基因进行选择性表达 2 平均分为2组 编号A B 添加少量的激素Ry不添加 细胞形态变化细胞贴壁生长情况 激素Ry能引起细胞癌变 A B两组均未出现癌变细胞 说明激素Ry不能引起细胞癌变 5 回答下列生物科学与健康的问题 1 滥用抗生素往往会导致细菌抗药性的产生 细菌抗药性变异的来源属于 尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因 但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染 原因在于菌群中 在抗生素的作用下 细菌往往只要一至二代就可以得到抗性纯系 而进行有性生殖的生物 淘汰一个原来频率较低的隐性基因 形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代 原因是 2 用表格整理避孕的原理和方法 解析 1 抗药性的根本来源是基因突变 因为限制细菌生长的因素有很多 自然状态下抗药基因的频率极低 有抗药性基因的个体占极少数 因此使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染 进行有性生殖的生物多是二倍体或多倍体 要形成显性纯合子组成的种群 就要逐代淘汰性状分离出现的隐性性状个体 隐性基因频率会逐代下降 但隐性基因可通过杂合子保存下来而不会很快被完全淘汰掉 所以需要很多代 2 器具阻隔最普遍使用的就是避孕套 排卵发生在第14天 考虑卵细胞从卵巢排出后在输卵管内能生存1 2天 而精子在女性的生殖道内可维持2 3天的受精能力 因此 一般认为排卵日的前5天和后4天 连同排卵日在内的10天是容易受孕的时期 而月经周期的其他时间就称为安全期 答案 1 基因突变有抗药性基因的个体占极少数 抗药性基因频率极低 隐性基因可通过杂合子保存下来 2 避孕套918输卵管输精管雌激素阻碍受精卵着床 6 能力挑战题 抗生素