2019届湖南省长沙市岳麓区湖南师大附中高三一模考试理综生物试题（解析版）

湖南师大附中2019届高考模拟卷（一）

理科综合能力测试

1. 下列关于生物体中化合物的叙述，正确的是

A. 葡萄糖可存在于叶绿体和线粒体中

B. 磷脂是所有细胞必不可少的脂质

C. RNA聚合酶起作用时，细胞一定发生了分化

D. 在载体蛋白的协助下，浆细胞消耗ATP分泌抗体

【答案】B

【解析】

试题分析：葡萄糖是光合作用产物，可以存在于叶绿体中，但是不能进入线粒体，A错误；磷脂是细胞膜的组成成分，所以磷脂是所有细胞必不可少的脂质，B正确；细胞分裂过程中也有蛋白质的合成，需要RNA聚合酶的催化，C错误；浆细胞分泌抗体是胞吐方式，不需要载体的协助，D错误。

考点：本题考查组成生物体的化合物的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

2.ATP 是细胞的能量“通货”，细胞内还有与 ATP 结构类似的 GTP、CTP 和 UTP 等高能磷酸化合物，但 ATP 用途较为广泛。下列有关叙述中，错误的是（ ）

A. ATP 分子能在细胞膜上某些蛋白质的催化下水解

B. CTP 中高能磷酸键全部水解后的产物能作为合成 DNA 分子的原料

C. GTP 的合成常伴随放能反应，而吸能反应不一定伴随 GTP的水解

D. UTP分子中含有3个磷酸基团、2个高能磷酸键

【答案】B

【解析】

【分析】

由题意可知，GTP、CTP 和 UTP分别是三磷酸鸟苷、三磷酸胞苷、三磷酸尿苷的英文缩写，且他们的结构与ATP类似，均含有3个磷酸基团、2个高能磷酸键。

【详解】A、ATP 分子能在细胞膜上某些蛋白质的催化下水解，如钠钾泵可催化ATP水解，A正确；

B、根据题意可知，CTP与ATP的结构类似，因此CTP中高能磷酸键全部水解后的产物为胞嘧啶核糖核苷酸，是合成RNA的原料，而合成DNA的原料是脱氧核糖核苷酸，B错误；

C、GTP的合成常伴随放能反应，而吸能反应不一定伴随GTP的水解，也可能是ATP、CTP等的水解，C正确；

D、UTP是三磷酸尿苷的英文缩写，且UTP与ATP的结构类似，故UTP分子中含有3个磷酸基团、2个高能磷酸键，D正确。

故选B。

【点睛】根据题干明确GTP、CTP 和 UTP的结构组成是解答本题的关键。

3. 下列关于基因表达的叙述，错误的是

A. 具有相同基因的细胞转录出的mRNA不一定相同

B. 改变基因的结构，生物的性状不一定发生改变

C. 根据氨基酸序列可以写出确定的mRNA碱基序列

D. 中心法则各途径的进行会受到蛋白质的影响

【答案】C

【解析】

试题分析：同一生物体不同细胞中基因是选择性表达的，所以具有相同基因的细胞转录出的mRNA不一定相同，A正确；基因的结构改变导致遗传密码改变，但是控制合成的蛋白质不一定改变，所以生物性状不一定发生改变，B正确；一个氨基酸可能有多个密码子，所以根据氨基酸序列不能确定mRNA的碱基序列，C错误；中心法则各途径的进行都需要酶的催化，所以会受到蛋白质的影响，D正确。

考点：本题考查基因的表达的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

4.下列关于高等动物细胞增殖的叙述，错误的是

A. 细胞周期中染色质存在的时间比染色体的长

B. 间期结束时已经形成了1对中心体，在有丝分裂前期形成纺锤体

C. 果蝇的性原细胞进行减数分裂，减II后期染色体数和DNA分子数分别为8和8

D. 若前期某染色体的1个DNA分子发生片段缺失，则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞均含有该异常DNA

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A、染色质存在于分裂间期，而染色体存在于分裂期，分裂期持续的时间远小于分裂间期，A正确；

B、在高等动物细胞的细胞周期中，间期的G2期便已出现1对中心体，纺锤丝出现在分裂前期，B正确；

C、果蝇的体细胞含有8条染色体，8个DNA分子。果蝇的性原细胞进行减数分裂，减II后期染色体数目、DNA含量与体细胞的相同，故染色体数和DNA分子数分别为8和8，C正确；

D、在前期每条染色体含有2个DNA分子，若某染色体的1个DNA分子发生片段缺失，则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞中只有1个含有该异常DNA，D错误。

故选D。

【点睛】识记动物有丝分裂和减数分裂各个时期的主要特点，及染色体、DNA含量的变化规律是解答本题的关键。

5.图中A、B表示人体某过程中产热量或散热量的变化曲线。据图分析正确的是

A. 该图可表示从温暖环境到寒冷环境，再回到温暖环境的过程，A表示产热量，B表示散热量

B. 该图可表示从寒冷环境到温暖环境，再回到寒冷环境的过程，A表示产热量，B表示散热量

C. 该图可表示从安静到运动，再停止运动的过程，A表示散热量，B表示产热量

D. 该图可表示开始发烧并持续一段时间又退烧的过程，A表示产热量，B表示散热量

【答案】D

【解析】

【分析】

由题文描述和图示信息可知：该题考查学生体温调节的过程的相关知识的识记和理解能力，以及识图分析能力。

【详解】人体体温的稳定是在神经和体液的调节下，使得产热量与散热量处于动态平衡的结果。当人体从温暖环境到寒冷环境，产热量与散热量均增加，但产热量与散热量相等，体温保持稳定，当人体从寒冷环境到温暖环境，产热量与散热量均减少，但产热量与散热量也相等，体温仍然保持稳定，A、B错误；从安静状态到运动的初期，有机物氧化分解加快，机体产热量增加且大于散热量，体温略微上升，而后通过调节，机体产热量与散热量处于动态平衡，体温在略微升高的水平上保持稳定，当停止运动的初期，有机物氧化分解减少，产热量减少且小于散热量，体温略微下降，而后通过调节，机体产热量与散热量处于动态平衡，体温回归到运动前的安静状态，因此A表示产热量，B表示散热量，C错误；开始发烧时机体产热量大于散热量，体温上升，在发烧持续的一段时间内，机体的产热量与散热量处于动态平衡，但体温高于正常体温，在退烧的过程中，产热量小于散热量，体温下降至正常体温，可见，该图可表示开始发烧并持续一段时间又退烧的过程，A表示产热量，B表示散热量，D正确。

6.下列关于生物学实验的说法，错误的是

A. 搭建6个碱基对的DNA双螺旋结构，需要磷酸与脱氧核糖连接物24个

B. 根尖成熟区细胞用龙胆紫染色，不能观察到染色体的形态变化

C. 性状分离模拟实验中代表雌、雄配子的2个小桶中彩球总数可以不同

D. 检测酵母菌培养过程中产生CO2速率可判断其呼吸方式

【答案】A

【解析】

【分析】

1、DNA分子的结构特点

（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

（2）DNA分子中的脱氧核酸和磷酸通过磷酸二酯键交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。

（3）两条链上的碱基按照碱基互补配对原则通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。其中，A一定与T配对，C一定与G配对。

2、甲乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官，甲乙两小桶内的彩球分别代表雌雄配子，用不同彩球的随机结合，模拟生物在生殖过程中，雌雄配子的随机组合。

【详解】A、搭建6个碱基对的DNA双螺旋结构，则每条脱氧核苷酸链由6个脱氧核苷酸组成，其中5个脱氧核苷酸的脱氧核糖与2个磷酸相连，1个脱氧核苷酸的脱氧核糖与1个磷酸相连，故需要磷酸与脱氧核糖连接物为(5×2+1)×2=22个，A错误；

B、根尖成熟区细胞为高度分化的细胞，不具有分裂能力，因此用龙胆紫染色，不能观察到染色体的形态变化，B正确；

C、自然界中，雄性个体产生的雄配子数目通常远远多于雌性个体产生的雌配子数目，因此，性状分离模拟实验中代表雌、雄配子的2个小桶中彩球总数可以不同，C正确；

D、酵母菌属于兼性厌氧型菌，既可以进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的反应式为C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量，无氧呼吸的反应式为 C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量，可检测酵母菌培养过程中产生CO2速率可判断其呼吸方式，D正确。

故选A。

【点睛】易错点：本题容易错认为每个脱氧核糖都连接两个磷酸而错选A。

7.水稻光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物，被称为C3植物；玉米光合作用中同化二氧化碳的最初产物是四碳化合物，被称为C4植物；与C3植物相比，C4植物叶肉细胞中含有PEP羧化酶（对CO2的亲和力很高），故可利用细胞间隙中很低的CO2进行光合作用。请回答下列相关问题：

（1）夏季晴朗的中午，____________（填“玉米”或“水稻”）具有较强光合作用，其原因是____________。

（2）将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5min测定一次小室中的CO2浓度，结果如下图所示。

①若A、B两种植物其中一种为C3植物，一种为C4植物，则为C4植物的是_________________；若A植物在5min时光照强度突然下降，C5含量将____________。

②当CO2浓度为M点对应的CO2浓度时，A、B两植物净光和作用强度的关系是____________；30min后两条曲线最终不再变化的原因是________________________。

【答案】    (1). 玉米    (2). 气孔关闭，植物体内CO2浓度降低，玉米含有PEP羧化酶，相比水稻可在CO2浓度较低条件下固定更多CO2进行光合作用    (3). B植物    (4). 降低    (5). A＜B    (6). CO2浓度不断降低使光合作用强度不断减弱，最终光合作用强度等于呼吸作用强度

【解析】

【分析】

根据题意和图示分析可知： 0～10min，A植物所在的密闭小室中CO2浓度减少速率大于B植物，A植物比B植物具有更强的同化CO2的能力。10min~20min，B植物所在的密闭小室中CO2浓度减少速率大于A植物，B植物比A植物具有更强的同化CO2的能力。A植物：0～20min时，密闭小室中CO2浓度减少，说明这段时间内，植物光合作用强度大于呼吸作用强度；20min之后，密闭小室中CO2浓度保持相对稳定，说明光合作用强度等位呼吸作用强度。B植物：0～25min时，密闭小室中CO2浓度减少，说明这段时间内，植物光合作用强度大于呼吸作用强度；25min之后，密闭小室中CO2浓度保持相对稳定，说明光合作用强度等于呼吸作用强度。

【详解】（1）夏季晴朗的中午，光照增强，温度过高，气孔关闭，植物体内CO2浓度降低。与水稻相比，玉米含有PEP羧化酶，可在CO2浓度较低条件下固定更多CO2进行光合作用，故玉米具有较强光合作用。

（2）①从曲线图可知，0~10min，CO2浓度较高，A植物比B植物具有更强的同化CO2的能力，而10min~20min，CO2浓度较低，B植物比A植物具有更强的同化CO2的能力，故B植物为C4植物。若A植物在5min时光照强度突然下降，光反应合成的ATP和[H]减少，C3还原生成的C5减少，而CO2固定消耗的C5基本不变，导致C5含量将降低。

②M点时，B植物所在的密闭小室中CO2浓度等于A植物的，而M点后，B植物所在的密闭小室中CO2浓度小于A植物的，说明在M点对应的CO2浓度时，B植物的净光合作用强度大于A植物的。30min后两条曲线最终不再变化的原因是密闭小室中的CO2浓度不断降低，导致光合作用强度不断减弱，最终光合作用强度等于呼吸作用强度。

【点睛】识记光合作用和呼吸作用的具体过程，掌握影响光合作用速率的环境因素，根据曲线图中的信息进行解题便可。

8.下图1表示人体水盐平衡调节的部分过程，其中甲、乙、丙表示结构，A、B表示物质，表示促进或抑制。图2表示人体单位时间内产生的尿液量、汗液量与所处的外界环境温度之间的关系曲线。

（1）图1中结构甲表示___________，物质B表示_____________，它是由________________细胞分泌，通过___________运送到结构丙，影响细胞的代谢活动。

（2）根据图1所示信息，结合所学知识分析，以下说法正确的是___________（多选）。

A.物质A是促肾上腺皮质激素释放激素，能促进乙的分泌活动

B.结构乙的不同部位能分泌不同的激素

C.急性大出血促进肾脏的重吸收，有助于维持血压

D.喝酒可通过影响物质B的分泌引起尿量减少

（3）图2显示，在25—35℃时，人体单位时间内产生的尿液量很低，造成此现象的原因是_______________________________________________________。

【答案】    (1). 垂体    (2). 抗利尿激素（或ADH）    (3). 下丘脑    (4). 血液循环（或体液）    (5). BC    (6). 25—35℃时，人体大量出汗，使血浆渗透压升高，渗透压感受器兴奋，下丘脑分泌到血液中的抗泌尿激素增加，肾小管和集合管对水分的重吸收增强，使尿量减少

【解析】

【分析】

水平衡调节的过程为：当机体缺水或进食过咸食物时，血渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感受器兴奋，兴奋传至大脑皮层产生渴觉，引起主动饮水，同时下丘脑合成并分泌的抗利尿激素增加，促进垂体后叶释放更多的抗利尿激进入血浆，抗利尿激素作用于肾，肾小管和集合管对水分的重吸收加强，最终使血浆渗透压降低，水分平衡。

【详解】（1）由左图可知，甲表示垂体，乙表示肾上腺，丙表示肾。物质B（抗利尿激素）由下丘脑的细胞分泌，经下丘脑垂体束到达神经垂体后叶后释放出来，通过血液循环运送到丙（肾），影响细胞的代谢活动。

（2）A、物质A是腺垂体释放的激素，作用于肾上腺，故物质A是促肾上腺皮质激素，A错误；

B、结构乙是肾上腺，由皮质和髓质两部分组成。肾上腺的髓质细胞主要分泌肾上腺素和去甲肾上腺素；肾上腺的皮质细胞主要分泌盐皮质激素和糖皮质激素，B正确；

C、急性大出血导致体液流失，促进肾脏的重吸收，有助于维持血压，C正确；

D、喝酒后，酒精抑制抗利尿激素的分泌，使肾小管和集合管对水分的重吸收减弱，导致尿量增加，D错误。

故选BC。

（3）25~35℃时，人体大量出汗，使血浆渗透压升高，渗透压感受器兴奋，下丘脑分泌到血液中的抗泌尿激素增加，肾小管和集合管对水分的重吸收增强，使尿量减少。

【点睛】识记和理解人体水平衡的调节过程和体温的调节过程是解答本题的关键。

9.某自然保护区占地面积1133hm2，科研人员对一块0.2hm2样地的乔木层进行多次调查，部分种群数量变化如表：（单位：株）

据表回答下列问题： 

（1）云南银柴与厚壳桂的种间关系是__________________________。 

（2）该群落中植物的分层现象为动物创造了多种多样的____________（答两点），因此，动物也有类似的分层现象。

（3）调查该样地锥栗种群数量_____________（“可以”或“不可以”）采用逐个计数法。 

（4）据表估算该样地2002年云南银柴的种群密度为____________。若用该数据代表当年自然保护区内云南银柴的种群密度，是否不可靠？____________。若可靠，请说明理由；若不可靠，请说出应如何操作才能获得可靠的结果。_________________________________。

（5）图是该自然保护区中部分食物网，图中A—E代表各种不同的生物。若一种生物被下一个营养及生物摄食，默认被同化比例相等，则C每增加30千克，最少需要消耗生产者______________千克。

（6）该自然保护区受到一定程度的干扰，仍维持相对稳定状态，这是由于生态系统的_____________稳定性。

【答案】    (1). 竞争    (2). 栖息空间和实物条件    (3). 可以    (4). 1150株/hm2    (5). 不可靠    (6). 应该随机选取若干个样方，然后取平均值    (7). 1000    (8). 抵抗力

【解析】

【分析】

1、种间关系包括捕食、竞争、寄生、互利共生等。

2、调查种群密度的常用方法是样方法和标志重捕法。样方法适用于调查活动能力较弱、活动范围较小的生物种群，如植物、蚜虫、跳蝻等。标志重捕法适用于调查活动能力较强、活动范围较大的生物种群。

【详解】（1）云南银柴与厚壳桂生存在同一地区，相互争夺阳光、水分、养料等，二者的种间关系是竞争。

（2）云南银柴、厚壳桂与锥栗在垂直方向上具有明显的分层现象，具有垂直结构。植物的垂直结构为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，所以动物也有垂直结构。

（3）因为锥栗数量较少，个体大，所以可以用逐个计数法调查。

（4）根据表格可知，该0.2hm2样地2002年云南银柴有230株，因此该植物的种群密度=230÷0.2=1150株/hm2。由于该密度是根据一个样方的云南银柴的数目计算而得，因此用该数据代表当年自然保护区内云南银柴的总群力度不可靠，要获得可靠的结果应该随机选取若干个样方，然后取平均值。

（5）由题干可知若一种生物被下一营养及多种生物摄食且被摄食量相等可知，E的能量平分为两部分传给D、A；A的能量平分为两部分传给B、C；问最少需消耗生产者多少，所以按最高传递效率20%计算。设最少需生产者X千克，则1/2X×20%×20%为E经D传给C的能量；1/2X×20%为A得到的能量；(1/2X×20%)×1/2×20%则为经A传给C的能量。列方程：1/2X×20%×20%+(1/2X×20%)×1/2X×20%=30，解得X=1000千克。

（6）由于生态系统具有抵抗力稳定性，所以该自然保护区受到一定程度的干扰，仍维持相对稳定状态。

【点睛】了解种间关系、调查种群密度的常用方法及能量的传递过程，结合题意进行分析解答便可。

10.某男性遗传病患者与正常女性结婚，生育了3个孩子，分别是1个正常女儿、1个患病女儿和1个患病儿子，该遗传病有一对等位基因控制。据此回答下列问题。

（1）若正常女性携带致病基因，则可判断该病为_____________（填“显性”或“隐性”）遗传病，已知儿子的致病基因仅来自母亲，则该致病基因位于_____________染色体上，再生育一个患病孩子的概率是_____________。

（2）若正常女性不携带致病基因，则该病的遗传方式为_____________（填“常染色体显性”、“伴X显性”、“伴Y”或“XY同源区段的显性”）遗传。判断的理由是__________________________________。患病女儿和患病儿子基因型（有关此遗传病的基因）相同的概率是_____________。若正常女儿和另一家族正常男性婚配，为避免生育该遗传病的孩子，合理的建议是______________________________________。

（3）经过基因和染色体检测，发现该正常女性不携带致病基因，但是其部分染色体如下图所示，该_______（填“能”或“不能”）在光学显微镜下观察到，该变异称为____________。

【答案】    (1). 隐性    (2). X    (3). 1/2    (4). 常染色体显性    (5). 正常女性不携带致病基因，生出正常和患病的孩子，因此该病为显性病。因为有女儿患病，所以不可能位于Y染色体异源区。因为女性的正常，一儿子患病，所以不可能是伴X染色体显性。因为后代女儿、儿子均有患病的，所以不可能是XY同源区，因此只可能是常染色体显性    (6). 100%    (7). 后代不可能患该病，所以不需要进行针对此遗传病的检查    (8). 能    (9). 易位

【解析】

【分析】

单基因遗传病的类型：

【详解】（1）若正常女性携带致病基因，则可判断该病为隐性遗传病。儿子的致病基因仅来自母亲，则说明该致病基因不可能位于常染色体上，则该致病基因位于X染色体上。因此，该病是伴X隐性遗传病，假设控制该病的基因为A/a，则男性遗传病患者的基因型为XaY，正常女性的基因型为XAXa，他们再生育一个患病孩子的概率1/2。

（2）若正常女性不携带致病基因，生出正常和患病的孩子，因此该病为显性病。因为有女儿患病，所以致病基因不可能位于Y染色体异源区。因为一女儿正常，一女儿、一儿子患病，所以不可能是伴X染色体显性。又因为后代女儿、儿子均有患病的，所以不可能是XY同源区。因此，该病的遗传方式为常染色体显性遗传。患病女儿和患病儿子均是致病基因来自父亲，正常基因来自母亲，二者的基因型100%相同。由于该病的遗传方式为常染色体显性遗传，正常女儿和正常男性均无致病基因，二者婚配，后代不可能患该病，所以不需要进行针对此遗传病的检查。

（3）由题图可知，一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上，属于易位，可在光学显微镜下观察到。

【点睛】识记常见人类遗传病的类型、特点及实例是解答本题的关键。

11.甘薯俗称“红薯”，它含有丰富的糖、蛋白质、纤维素和多种纤维素。就总体营养而言，甘薯可谓是粮食和蔬菜中的佼佼者。民间常用甘薯酿酒，从而提高其经济价值。请回答：

（1）为提高甘薯的利用率，在工业化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶，其中果胶酶可将果胶分解为____________。

（2）利用酵母菌发酵甘薯汁，常需要将温度控制在____________。

（3）为了提高酵母菌的利用率，研究人员对酵母菌进行了固定化，过程如下：

酵母细胞活化→            →配置海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞

①请将酵母细胞固定化过程补充完整：________________________。

②海藻酸钠溶化时，最好采用________________________的方法。

③上述固定酵母细胞的方法称为____________法，制备固定化某酶则最好用_______________对其进行固定化。

（4）研究人员发现甘薯发酵液中存在一种活性蛋白，可提高酒精的产量。研究人员欲采用电泳法分离该蛋白质，其原理是根据蛋白质的________________________、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离。除电泳法外，请你写出另一种分离蛋白质的方法：___________________________________，该方法是根据________________________________________________________________________使蛋白质得以分离。

【答案】    (1). 半乳糖醛酸    (2). 18—25℃    (3). 配制CaCl2溶液    (4). 小火间断加热    (5). 包埋    (6). 化学结合或物理吸附法    (7). 带电性质的差异    (8). 凝胶色谱法（或分配色谱法）    (9). 相对分子质量的大小

【解析】

【分析】

1、固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。

2、制备固定化酵母细胞的实验步骤是：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶夜→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。

【详解】（1）为提高甘薯的利用率，在工业化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶，其中果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解为半乳糖醛酸，淀粉酶可催化淀粉水解为糊精。

（2）酵母菌酒精发酵的最适温度是18～25℃，因此利用酵母菌发酵甘薯汁，常需要将温度控制在18～25℃。

（3）①制备固定化酵母细胞的实验步骤是：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。

②为防止发生焦糊，溶解海藻酸钠时最好采用小火或间断加热的方法。

③上述过程将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶中，其固定酵母细胞的方法称为包埋法。由于个小的酶容易从包理材料中漏出，因此制备固定化某酶则最好用化学结合或物理吸附法对其进行固定化。

（4）电泳法分离蛋白质的原理是根据蛋白质的带电性质的差异、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离。除电泳法外，还可以采用凝胶色谱法分离蛋白质，其原理是依据蛋白质分子的相对分子质量大小使蛋白质得以分离。

【点睛】掌握酵母菌细胞的固定化技术、固定化的过程及蛋白质分离的原理是解答本题的关键。

12.日本京都大学教授山中伸弥因对诱导多能干细胞（iPS）的研究而获得2012年诺贝尔生理或医学奖。在实验室中获得iPS细胞的过程是：把四种转录因子基因引入小鼠的成纤维细胞，可诱导这种细胞发生转化，产生iPS细胞。iPS细胞在形态、基因表达、分裂能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。这一研究成果为某些疾病的基础研究及其临床应用提供了一种新的解决途径，于是有人产生了用iPS细胞治疗某些人类疾病的设想。

（1）在实验室中，将四种转录因子基因必须与__________________________结合才能导入小鼠成纤维细胞中，其所需的工具酶有__________________________。

（2）iPS细胞与胚胎干细胞的相同之处是____________________________________________________，不同之处是_________________________________________________________________。

（3）若用患者自身细胞制备iPS细胞，在体外分化培养出某种组织细胞，并植入患者体内，治疗相应疾病，如果发现出现了免疫排斥现象，可能的原因是______________________________________________。如果没有出现免疫排斥现象，可能的原因是__________________________________________________。

（4）利用iPS细胞治疗镰刀细胞贫血症过程是首先自备患者的iPS细胞，再将其诱导形成造血干细胞，最终输给患者使其产生健康的血细胞。该过程是否能治疗镰刀细胞贫血症？__________________________。为什么？_________________________________________________________________。

【答案】    (1). 运载体（载体）    (2). 限制酶和DNA连接酶    (3). 形态、基因表达、分裂和分化能力，且都能分化成各种器官    (4). DNA不同，iPS细胞比胚胎干细胞多了4个转入因子基因，来源也不同    (5). 四个转入因子基因表达蛋白质释放到细胞外，可以被免疫细胞所识别，并免疫排斥    (6). 四个转录因子基因不表达蛋白质，或者表达的蛋白质不释放到细胞外，无法被免疫细胞识别    (7). 不能    (8). 因为患者体细胞的相应基因是突变的，制成iPS细胞仍然是突变的，分化成的细胞也是突变的，因此无法通过该方法治疗

【解析】

【分析】

1、基因工程的基本操作步骤：获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→得到转基因生物→目的基因检测与鉴定

2、构建表达载体的过程：①用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA，使目的基因和载体DNA的两端形成相同的粘性末端。②用DNA连接酶将目的基因和载体DNA连接在一起，形成表达载体。

3、由题意可知，iPS细胞在形态、基因表达、分裂能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。

【详解】（1）在实验室中，将四种转录因子基因必须与运载体结合形成重组DNA分子才能导入小鼠成纤维细胞中。首先用同一种限制酶切割含有转录因子基因的外源DNA分子和运载体，以产生相同的黏性末端，再用DNA连接酶将转录因子基因和运载体连接起来形成重组DNA分子。

（2）由题意可知，iPS细胞与胚胎干细胞在形态、基因表达、分裂能力、分化能力等方面相同。由于iPS细胞是由已引入四种转录因子基因小鼠的成纤维细胞诱导转化产生的，因此二者的不同之处是①DNA不同，iPS细胞比胚胎干细胞多了4个转入因子基因；②来源不同。

（3）由（2）可知，iPS细胞比胚胎干细胞多了4个转入因子基因。如果移植用患者自身细胞制备的iPS细胞分化培养的组织细胞，出现免疫排斥现象，可能是这4个转入因子基因表达的蛋白质释放到细胞外，可以被免疫细胞所识别，并免疫排斥。如果没有出现免疫排斥现象，可能是4个转录因子基因不表达蛋白质，或者表达的蛋白质不释放到细胞外，无法被免疫细胞识别。

（4）由于患者体细胞的相应基因是突变的，制成iPS细胞仍然是突变的，分化成的细胞也是突变的，因此无法通过该方法治疗镰刀细胞贫血症。

【点睛】分析题干获取iPS细胞的来源、特点等信息，结合基因工程的基本操作步骤和胚胎干细胞的特点进行答题便可。