山西省太原市2020届高三模拟考试（三）理综生物试题 Word版含解析

山西省太原市2020届高三模拟考试（三）理综生物试题 Word版含解析

- 1 - 太原市 2020 年高三年级模拟试题（三） 理科综合能力测试 生物部分 一、选择题 1.下列有关生物学上酒精作用的叙述，错误的是（ ） A. 体积分数 95%的酒精与质量分数为 15%盐酸混合可用于解离植物根尖细胞 B. 无水酒精的消毒效果要优于 75%的酒精 C. 无水乙醇可直接用于提取绿叶中的色素 D. 苏丹 III 染液检测生物组织中的脂肪的实验中可用体积分数为 50%的酒精洗去浮色 【答案】B 【解析】 【分析】 酒精是生物实验常用试剂之一，如检测脂肪实验中需用体积分数为 50%的酒精溶液洗去浮色； 观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为 95%的酒精 对材料进行解离；绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水酒精来提取色素；果酒和果醋制 作实验中可用体积分数为 70%的酒精进行消毒；DNA 的粗提取和鉴定中可以体积分数为 95%的 冷酒精进一步纯化 DNA 等。 【详解】A、体积分数 95%的酒精与质量分数为 15%盐酸混合制成解离液可用于解离植物根尖 细胞，使细胞分散开，A 正确； B、75%的酒精消毒效果最佳，B 错误； C、叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，所以可用无水乙醇提取绿叶中的色素，C 正确； D、检测脂肪的过程中可用体积分数为 50%的酒精洗去浮色，以免影响对实验现象的观察，D 正确。 故选 B。 2.绿叶海蜗牛能从它的藻类食物中“偷”来叶绿体，并吸收入自己的细胞内。首次捕食绿藻 后，这种软体动物体内便存在叶绿体并可以进行光合作用。在光学显微镜下观察绿叶海蜗牛 的细胞，可以分辨的结构有（ ） A. 叶绿体和核糖体 B. 叶绿体和细胞壁 C. 叶绿体和细胞核 D. 细胞核和细胞壁 【答案】C - 2 - 【解析】 【分析】 绿叶海蜗牛是软体动物，无细胞壁，捕食藻类后，细胞内存在叶绿体。 光学显微镜下能够分辨的细胞器有线粒体、叶绿体、细胞壁、液泡、细胞核、染色后的染色 体等细胞的显微结构。 【详解】A、光学显微镜下无法分辨核糖体，A 错误； B、绿叶蜗牛有叶绿体，但无细胞壁，B 错误； C、绿叶蜗牛有叶绿体和细胞核，且这两种结构均能在光学显微镜下分辨，C 正确； D、绿叶蜗牛是软体动物，有细胞核但无细胞壁，D 错误 故选 C。 3.如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析正确的是( ) A. 人体成熟的红细胞中只进行①②过程，而不进行③④过程 B. X1 与 X2 的区别主要是脱氧核苷酸排列顺序的不同 C. 人体衰老引起白发的原因是③④过程不能完成 D. 如图反映了基因通过控制蛋白质的结构及酶的合成来控制生物的性状 【答案】D 【解析】 【分析】 - 3 - 分析图示可知，①③为转录过程，②④为翻译过程，X1 和 X2 为转录形成的 mRNA。 【详解】A、人体成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，①②③④过程均不能进行，A 错误； B、X1 与 X2 为转录形成的 RNA，RNA 的组成单位是核糖核苷酸，故 X1 与 X2 的区别主要是核糖核 苷酸排列顺序的不同，B 错误； C、人体衰老引起白发的原因是酪氨酸酶活性降低，不是酪氨酸酶不能合成，C 错误； D、图示反映了基因通过控制蛋白质的结构及酶的合成来控制生物的性状，D 正确。 故选 D。 4.下列有关“神经—体液—免疫调节”的相关叙述中，错误的是（ ） A. 人潜水憋气露出水面后呼吸运动会加深加快，原因是二氧化碳浓度过高刺激呼吸中枢 B. 胰岛 A 细胞和 B 细胞表面有神经递质的受体 C. 当人从温暖室内到寒冷室外后，通过调节使身体产热量增加 D. 通过反射，神经系统能感受病原体的侵入并启动免疫反应 【答案】D 【解析】 【分析】 1、体液调节是指某些化学物质，如激素、CO2、H+等，通过体液的运输而对人体生理活动所进 行的调节称为体液调节。体液调节中激素调节起主要作用。 2、血糖调节既有神经调节又有体液调节。 【详解】A、人在尽力憋气后呼吸运动会加深加快，其原因是二氧化碳浓度过高刺激了呼吸中 枢，A 正确； B、下丘脑的传出神经可直接支配胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞，所以胰岛 A 细胞和 B 细胞表面有 神经递质的受体，B 正确； C、当人从温暖室内到寒冷室外后，通过神经和体液调节使身体产热量增加，同时通过神经调 节使机体的散热量减少，最终使产热量和散热量相等，C 正确； D、神经系统不能通过反射感受病原体的侵入，D 错误。 故选 D。 5.下列关于人体对病毒免疫的说法，正确的是（ ） A. 对侵入机体的病毒，机体只发生细胞免疫 B. 冠状病毒的遗传物质为 DNA C. 病毒侵入肺泡细胞，首先要突破人体的第一道和第二道防线 - 4 - D. 医院采集康复患者捐献的血浆，原因是血浆中有大量记忆细胞 【答案】C 【解析】 【分析】 1、体液免疫过程为：感应阶段：除少数抗原可以直接刺激 B 细胞外，大多数抗原被吞噬细胞 摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给 T 细胞，再由 T 细胞呈递给 B 细胞；反应阶段：B 细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆 细胞；效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。 2、细胞免疫过程为：感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将 抗原呈递给 T 细胞；反应阶段：T 细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应 T 细胞， 同时 T 细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能；效应阶段：效应 T 细胞发挥效应。 【详解】A、对侵入机体的病毒，机体既会发生体液免疫又会发生细胞免疫，A 错误； B、冠状病毒的遗传物质为 RNA，B 错误； C、病毒侵入肺泡细胞，首先要突破人体的第一道和第二道防线，C 正确； D、医院采集康复患者捐献的血浆，原因是血浆中有大量能够杀灭新型冠状病毒的抗体，D 错 误。 故选 C。 6.实现可持续发展离不开对生态学基本原理的掌握。下列有关叙述错误的是（ ） A. 种群是一个动态开放的生命系统，区别不同种群的重要特征是丰富度 B. 在进行野生动物的野外放归实验时，原始投放数量的大小会影响该种群达到 K 值的时间 C. 实施全面二孩政策，主要目的是通过提高出生率来改善人口年龄组成 D. 群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等方面 【答案】A 【解析】 【分析】 1、种群的特征： （1）数量特征（核心问题）： ①种群密度：种群最基本的数量特征； ②出生率和死亡率、迁入率和迁出率：决定种群数量变化的主要因素； ③年龄结构和性别比例：预测种群数量变化的主要依据（一般根据年龄结构）。 - 5 - （2）空间特征：指组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。 2、生物群落： 生物群落的概念：在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物种 群的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。物种丰富度：群落中物种数目的 多少。物种丰富度是描述群落中物种多样性的主要指标。 【详解】A、群落是一个动态开放的生命系统，区别不同群落的重要特征是物种组成，A 错误； B、在进行野生动物的野外放归实验时，原始投放数量的大小会影响该种群达到环境容纳量的 时间，原始投放数量越大，该种群达到环境容纳量的时间越短，B 正确； C、实施全面二孩政策，幼年个体增多，目的是通过提高出生率来改善我国人口的年龄组成， C 正确； D、群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等方面，D 正确。 故选 A。 二、非选择题 7.甜菜是常用的糖料作物，下图表示在一定光照强度下甜菜叶肉细胞的部分代谢过程示意图 （图中 a～g 为物质，①～⑥为反应过程），据图回答下列问题： （1）图中①表示根对水分的吸收，其主要方式为______________，物质 f 是______________。 据图分析涉及能量转化的反应过程有______________（用图中数字表示）。 （2）甜菜根被水淹没一段时间，叶片会缺 Mg2+变黄，原因是________________。 （3）引种甜菜时，常选择日照较长，昼夜温差较大的地区栽培，原因是 __________________________。 【答案】 (1). 渗透吸水（或被动运输或自由扩散） (2). NADP+（或 NADP++H+） (3). ②③⑤或者②③⑤⑥ (4). 水淹后根部进行无氧呼吸供能少，导致通过主动运输吸收的 - 6 - Mg2+不足，而 Mg2+是合成叶绿素的必需元素，所以叶片发黄（合理给分） (5). 白天日照长， 温度高，光和作用强，糖分积累多；晚上温度低，呼吸作用弱，糖分消耗少 【解析】 【分析】 光合作用的具体的过程： ①光反应阶段：场所是类囊体薄膜 a．水的光解：2H2O  光能 4[H]+O2 b．ATP 的生成：ADP+Pi  酶 ATP ②暗反应阶段：场所是叶绿体基质 a．CO2 的固定：CO2 +C5  酶 2C3 b．三碳化合物的还原：2C3  酶 （CH2O）+C5+H2O 题图分析，图中 a～g 表示的物质依次为色素、氧气、ATP、ADP、NADPH、NADP+、二氧化碳； ①～⑥为反应过程依次为渗透吸水、ATP 生成、水的光解、二氧化碳固定、C3 还原、合成有机 物。 【详解】（1）图中①表示根对水分的吸收过程，其主要方式为渗透吸水（或被动运输或自由 扩散），物质 f 是 NADP+，即氧化态的辅酶 II。据图分析涉及能量转化的反应过程有②③⑤， 分别是 ATP 生成、水的光解和 C3 还原。 （2）甜菜根被水淹没一段时间，会导致根部缺氧进行无氧呼吸，无氧呼吸供能少，同时产生 的酒精对根部有毒害作用，因此会导致根部通过主动运输吸收的 Mg2+不足，而 Mg2+是合成叶绿 素的必需元素，所以叶片发黄。 （3）日照较长，温度高，光合作用强，制造的有机物多，昼夜温差较大意味着夜间温度低， 呼吸作用减弱，消耗的有机物少，因此将甜菜引种到日照较长，昼夜温差较大的地区栽培， 能使甜菜积累较多的有机物，进而糖分增多。 【点睛】熟知光合作用的过程是解答本题的关键！能运用光合作用的基本原理解答生活中的 实际问题是解题的另一关键！ 8.根据基因位于染色体上的位置，将遗传方式分为伴性遗传和常染色体遗传，其中伴性遗传 又分为伴 X 遗传（基因仅位于 X 染色体的非同源区段上）、伴 Y 遗传（基因仅位于 Y 染色体的 非同源区段上）和 XY 同源区段遗传（基因位于 X 与 Y 染色体的同源区段上）。果蝇酒精耐受 性性状有酒精不敏感型和酒精敏感型，某研究人员从世代连续培养的酒精不敏感型果蝇种群 中分离出雌、雄各一只酒精敏感型突变体，并进行了以下实验。请分析回答： 实验①：酒精敏感型雌果蝇×酒精不敏感型雄果蝇→F1 均为酒精不敏感型→F1 雌雄相互交配得 - 7 - F2，F2 中酒精不敏感型：酒精敏感型=3：1 实验②：酒精敏感型雄果蝇×酒精不敏感型雌果蝇→F1 均为酒精不敏感型→F1 雌雄相互交配得 F2，F2 中酒精不敏感型：酒精敏感型=3：1。 （1）根据上述实验结果可确定果蝇酒精耐受性的遗传不可能是伴 Y 遗传和伴 X 遗传，确定的 依据分别是 ________________________________________________________________________________ _______。 （2）研究人员提出了控制果蝇酒精耐受性的基因位于 X、Y 染色体同源区段的假设（假设 1）。 你认为果蝇耐受性基因的位置还可以提出哪一种假设（假设 2）。___________________。 （3）为了判断上述何种假设成立，需要对实验①、②的结果做进一步的观察统计，则支持上 述假设 1 的观测结果是__________________________________________________。 【答案】 (1). 若果蝇酒精耐受性的遗传为伴 Y 遗传，则实验①的 F1 和 F2 中所有雄性果蝇 的均表现为酒精不敏感型；实验②的 F1 和 F2 中所有雄性果蝇的酒精耐受性均表现为酒精敏感 型，而实际杂交结果与之不符。若果蝇酒精耐受性的遗传是伴 X 遗传，则实验①F1 应为酒精不 敏感型：酒精敏感型=1：1，F2 也应为酒精不敏感型：酒精敏感型=1：1，与实际杂交结果不符 (2). 控制果蝇酒精耐受性基因位于常染色体上 (3). 实验①F2 中酒精敏感型果蝇性别是 雌性，实验②F2 中酒精敏感型果蝇性别是雄性 【解析】 【分析】 基因在染色体上的位置有以下可能：位于常染色体；位于 X 染色体的非同源区段；位于 XY 的 同源区段；位于 Y 染色体，可假设控制该性状的基因为 B、b。实验①和②为正反交，正反交 的子一代均为酒精不敏感型，说明酒精不敏感型为显性性状。 【详解】（1）伴 Y 遗传只传给雄性，若果蝇酒精耐受性的遗传为伴 Y 遗传，则实验①的 F1 和 F2 中所有雄性果蝇均表现为酒精不敏感型；实验②的 F1 和 F2 中所有雄性果蝇的酒精耐受性均 表现为酒精敏感型，而实际杂交结果与之不符。若果蝇酒精耐受性的遗传是伴 X 遗传，根据 酒精不敏感型为显性性状，则实验①酒精敏感型雌果蝇（XbXb）×酒精不敏感型雄果蝇（XBY） 的 F1 应为酒精不敏感型（XBXb）∶酒精敏感型（XbY）=1∶1，F2 也应为酒精不敏感型（XBXb、XBY）∶ 酒精敏感型（XbXb、XbY）=1∶1，与实际杂交结果不符。所以果蝇酒精耐受性的遗传不可能是 伴 Y 遗传和伴 X 遗传。 （2）根据题意，该性状不可能位于 Y 染色体及仅位于 X 染色体，所以控制果蝇酒精耐受性的 - 8 - 基因除可能位于 X、Y 染色体的同源区段，还可能位于常染色体上。 （3）为了判断果蝇酒精耐受性的基因是位于 XY 的同源区段还是位于常染色体上，可对实验 ①、②中雌、雄的表现型分别统计，若酒精耐受性的基因位于 XY 的同源区段，则实验①亲本 基因型为 XbXb×XBYB，子一代基因型为 XBXb、XbYB，F2 中酒精敏感型果蝇性别是雌性（XbXb），实 验②亲本基因型为 XBXB×XbYb，子一代基因型为 XBXb、XBYb，F2 中酒精敏感型果蝇性别是雄性 （XbYb）。 【点睛】本题考查判断基因在染色的位置的知识点，要求学生掌握判断基因在染色体上的位 置的方法，把握基因分离定律和伴性遗传的应用及其特点是解决问题的关键，能够利用题干 的条件结合伴 X 或者伴 Y 遗传进行实验结果的推导，进而对基因位置做出正确的判断。 9.胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用，为探究胰高血糖素的生理作用，以小白鼠 为实验材料设计实验。 （1）实验原理：①正常小白鼠的尿液中不含有还原性糖（葡萄糖），血糖含量________的小 白鼠的尿液中含有还原性糖（葡萄糖）；②还原性糖与斐林试剂作用，生成砖红色沉淀。 （2）实验材料：生理状况相似的小白鼠 20 只，胰高血糖素溶液，斐林试剂等。 （3）实验步骤：①将小白鼠分成 2 组，每组 10 只，分别确定为甲组、乙组。②将甲组小白 鼠注射一定量的胰高血糖素溶液，乙组小白鼠注射等量的生理盐水（均采用腹腔注射）。 ③取两组试管共 20 只，一段时间后，分别对两组小白鼠取尿，分别加入对应的两组管中。④ 各加入等量的斐林试剂，水浴加热观察两组试管中溶液的颜色。 （4）实验结果预测及结论： ①_________________________________________________________。 ②_________________________________________________________。 （5）本实验的目的是探究“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，实验的自变量是 ________，因变量是________，对照组可用等量的生理盐水来进行实验。 【答案】 (1). 过高 (2). 若甲组试管均出现砖红色沉淀，而乙组试管均不出现砖红 色沉淀，说明甲组小白鼠尿液中含有还原性糖，乙组小白鼠尿液中不含有还原性糖。甲组小 白鼠血糖升高，超过一定数值而出现糖尿，说明胰高血糖素具有升高血糖浓度的生理作用 (3). 若甲组和乙组试管均不出现砖红色沉淀，说明甲组和乙组小白鼠尿液中均不含还原性糖 （葡萄糖）说明胰高血糖素不具有升高血糖浓度的生理作用 (4). 是否注射胰高血糖素 (5). 尿液中是否含有还原糖（葡萄糖） 【解析】 - 9 - 【分析】 由题意可知，本实验是探究“胰高血糖素的生理作用”，实验的自变量是胰高血糖素，因变 量是血糖浓度的变化，对照组可用等量的生理盐水来进行。由于胰高血糖素具有升高血糖的 作用，故实验的结果应为：实验组因注射了一定量的胰高血糖素，而胰高血糖素具有升高血 糖的生理作用，使得实验鼠血糖升高，超过一定数值而出现糖尿。对照组因注射的是生理盐 水，血糖浓度正常，尿液中不含葡萄糖，斐林试剂检测时不会出现砖红色沉淀，仍为斐林试 剂的颜色。 【详解】（1）实验原理：①正常小白鼠的尿液中不含有还原性糖（葡萄糖），血糖含量过高的 小白鼠的尿液中含有还原性糖（葡萄糖）；②还原性糖与斐林试剂作用，生成砖红色沉淀。 （4）根据上述分析可知，若胰高血糖素能升高血糖，当血糖浓度超过正常值后，小鼠会出现 尿糖，而对照组不会出现尿糖；若胰高血糖素不能升高血糖，则实验组的小鼠不会出现尿糖， 所以实验结果预测及结论为：若甲组试管均出现砖红色沉淀，而乙组试管均不出现砖红色沉 淀，说明甲组小白鼠尿液中含有还原性糖，乙组小白鼠尿液中不含有还原性糖。甲组小白鼠 血糖升高，超过一定数值而出现糖尿，说明胰高血糖素具有升高血糖浓度的生理作用。若甲 组和乙组试管均不出现砖红色沉淀，说明甲组和乙组小白鼠尿液中均不含还原性糖（葡萄糖）， 说明胰高血糖素不具有升高血糖浓度的生理作用。 （5）根据分析可知，本实验的自变量为是否注射胰高血糖素，因变量为尿液中是否含有还原 糖（葡萄糖），对照组可用等量的生理盐水来进行实验。 【点睛】本题考查探究“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”实验的有关内容，意在考查 考生综合运用所学知识进行生物实验的能力。 10.科学家在对某种野外鼠类研究时发现内分泌系统也能调节自身种群密度。如图是该调节机 制的示意图。请分析回答： （1）野外调查该鼠类种群密度应采用_________法；图示 B、C 是与种群密度变化直接相关的 种群数量特征，它们分别是_________和________。 （2）根据上图来看，内分泌系统中参与调节的重要器官 A 应是_________；激素调节该鼠类 种群密度的机制是__________，该机制也是生态系统自我调节能力的基础。 - 10 - （3）研究发现，野外该鼠类的部分种群会将社群压力以信息的形式“感染”给地理位置相近、 种群密度较大的另一些种群，引起相同的生态效应。综上所述，生态系统中________和 _________离不开信息传递。 【答案】 (1). 标志重捕 (2). 出生率 (3). 死亡率 (4). 垂体 (5). （负） 反馈调节 (6). 生命活动的正常进行 (7). 生物种群的繁衍 【解析】 【分析】 1、估算种群密度常用标志重捕法和样方法，其中标志重捕法适用于活动能力强、活动范围广 的动物，样方法适用于活动能力弱、活动范围小的动物和植物。 2、垂体能分泌生长激素、多种促激素等。 3、信息传递在生态系统中的作用：（1）个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。（2） 种群：生物种群的繁衍，离不开信息传递。（3）群落和生态系统：能调节生物的种间关系， 并维持生态系统的稳定。 【详解】（1）鼠的活动能力强、活动范围大，因此调查其种群密度应该采用标志重捕法；决 定种群密度大小的种群特征是出生率和死亡率，图中性激素减少会导致 B 出生率降低、抵抗 力下降会导致 C 死亡率升高。 （2）生长激素是由垂体分泌的，因此图中内分泌系统中参与调节的重要器官 A 应是垂体；激 素调节该鼠类种群密度的机制是负反馈调节，该机制也是生态系统自我调节能力的基础。 （3）根据题意“某种野外鼠类的内分泌系统也能调节自身种群密度”以及“野外该鼠类的部 分种群会将社群压力以信息的形式“感染”给地理位置相近、种群密度较大的另一些种群， 引起相同的生态效应”可知，生态系统中生命活动的正常进行和生物种群的繁衍离不开信息 传递。 【点睛】本题考查种群、动物激素调节和生态系统中信息传递，要求考生识记种群的特征； 识记动物体内主要的内分泌腺及其分泌的激素的种类及功能；识记生态系统中信息传递的作 用，能结合图中信息准确答题。 【生物——选修 1：生物技术实践】 11.（1）榨取果汁时，可以加入__________提高果汁的出汁率，在该物质的作用下，果胶分 解成可溶性的________。 （2）制备固定化酵母细胞之前，需要在干酵母中加入________进行活化，目的是 ________________。 - 11 - （3）制备固定化酵母细胞时，将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，加入__________混合 均匀，然后转移到注射器中以恒定的速度缓慢地滴加到适宜浓度的 CaCl2 溶液中，形成 ________。待固定化结束后，将其用_________洗涤 2~3 次。 （4）用固定化酵母细胞发酵时，将固定好的酵母细胞转移到适宜浓度的________中，在 25℃ 下发酵 24 h。 （5）凝胶色谱法是根据________分离蛋白质的有效方法。 【答案】 (1). 果胶酶 (2). 半乳糖醛酸 (3). 蒸馏水 (4). 使酵母菌恢复正 常生活状态 (5). 活化的酵母细胞 (6). 凝胶珠 (7). 蒸馏水 (8). 葡萄糖溶 液 (9). 相对分子质量的大小 【解析】 【分析】 固定化细胞的相关知识点，制作过程中的注意事项： （1）酵母细胞的活化。（2）配置氯化钙溶液：要用蒸馏水配置。（3）配制海藻酸钠溶液：小 火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。（4）海藻酸钠溶液与酶母细胞 混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。（5）制备固定化酵母细胞：高度适宜， 并匀速滴入。 【详解】（1）果胶酶能够较果胶分解为半乳糖醛酸而使浑浊的果汁变得澄清。所以榨取果汁 时，可以加入果胶酶提高果汁的出汁率和澄清度。 （2）制备固定化酵母细胞之前，需要在干酵母中加入蒸馏水进行活化，目的是使酵母菌恢复 正常生活状态。 （3）制备固定化酵母细胞时，将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，加入活化的酵母细胞 混合均匀，然后转移到注射器中以恒定的速度缓慢地滴加到适宜浓度的 CaCl2 溶液中，形成凝 胶珠。待固定化结束后，将其用蒸馏水洗涤 2~3 次。 （4）用固定化酵母细胞发酵时，将固定好的酵母细胞转移到适宜浓度的葡萄糖溶液中，在 25℃ 下发酵 24h。 （5）凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。 【点睛】本题考查果胶酶的作用、酵母细胞的固定化和蛋白质分离的原理，意在考查考生对 所学知识的识记能力。 【生物选修 3：现代生物科技专题】 12.干细胞技术在再生医学中具有广泛的应用前景。我国科学家利用胚胎干细胞通过靶向编辑 - 12 - 单个能够助人长寿的某个基因（FOXO3）产生了世界上首例遗传增强的人类血管细胞。这些血 管细胞与野生型血管细胞相比，能延缓细胞衰老和增强心血管稳态。请回答： （1）哺乳动物的胚胎干细胞是由________中分离出来的一类细胞，这类细胞在饲养层细胞上 培养时，能够维持_________状态，为科学研究提供良好素材。 （2）研究人员利用基因编辑技术置换了人类胚胎干细胞中 FOXO3，基因的两个核苷酸，从而 使 FOXO3 控制的物质发生改变，使其磷酸化和降解过程受到抑制。这一研究属于__________工 程的范畴；由此推断经过基因编辑的胚胎干细胞能延缓衰老的直接原因最可能是 _________________________________________。 （3）胚胎干细胞在培养时除了必须的营养条件外，还需要的气体环境是___________；为防 止代谢产物对细胞造成危害，应采取的措施是______________________。 （4）研究人员在培养液中加入___________，可以诱导胚胎干细胞形成不同的血管细胞，这 一过程的实质是____________。 【答案】 (1). 早期胚胎或原始性腺 (2). 可以增殖而不发生分化（不分化） (3). 蛋白质 (4). 细胞中 FOXO3 蛋白的磷酸化和降解受到了抑制，发挥作用的时间延长 (5). 95%的空气和 5%的二氧化碳 (6). 定期更换培养液 (7). 分化诱导因子 (8). 基因 的选择性表达 【解析】 【分析】 1、胚胎干细胞的特点：有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显； 在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培 养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。 2、动物培养条件： （1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清 除代谢废物。 （2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天 然物质。 （3）温度和 pH。 （4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和 5%的 CO2（维持培养液的 pH）。 【详解】（1）胚胎干细胞可从早期胚胎或原始性腺获取，功能上具有具有发育的全能性。这 类细胞在饲养层细胞上培养时，能够维持不分化状态，为科学研究提供了良好素材。 - 13 - （2）利用基因编辑技术置换了人类胚胎干细胞中 FOXO3 基因的两个核苷酸，从而使 FOXO3 蛋白 结构改变，即改变基因使得蛋白质结构发生改变，属于蛋白质工程；经过基因编辑的胚胎干 细胞能延缓衰老的直接原因最可能是细胞中 FOXO3 蛋白结构改变磷酸化和降解过程受到抑制， 发挥作用的时间延长。 （3）培养胚胎干细胞需要的气体环境是 95%空气加 5%CO2；定期更换培养液可防止代谢产物对 细胞造成危害。 （4）在培养液中加入分化诱导因子，可以诱导胚胎干细胞形成不同的血管细胞，细胞分化的 实质是基因的选择性表达。 【点睛】本题考查了蛋白质工程、细胞工程、胚胎工程等有关知识，要求考生能够识记动物 细胞培养的条件，识记胚胎干细胞的特点，掌握蛋白质工程的实质，并结合所学知识准确答 题。 - 14 -