文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
热点03 航天系列
（热点解读+情境预测+限时检测）
北京时间2024 年4 月26 日05 时04 分，在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门”，
欢迎远道而来的神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。随后，两个航天员乘组拍下“全家福”，共同向牵
挂他们的全国人民报平安。后续，两个航天员乘组将在空间站进行在轨轮换。期间，6 名航天员将共同在
空间站工作生活约5 天时间，完成各项既定工作。
北京时间2024 年4 月30 日17 时46 分，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医
监医保人员确认航天员汤洪波、唐胜杰、江新林身体状态良好，神舟十七号载人飞行任务取得圆满成功。
航天员在微重力、高辐射、昼夜节律紊乱等极端环境下的生理适应机制，涉及人体稳态调节、细胞代
谢、遗传物质保护等生物学核心问题，是高考命题的重要素材。
考点1 教材考点梳理
一、必修一《分子与细胞》
1.细胞呼吸
微重力环境下骨骼肌细胞无氧呼吸增强，导致乳酸积累（无氧呼吸第二阶段不释放能量）
有氧呼吸与无氧呼吸的比较：葡萄糖分解产物、能量释放量、酶系统差异
2.物质跨膜运输
红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖（载体蛋白 GLUT1）
主动运输：离子泵维持细胞内外离子浓度差（如 Na⁺-K 泵）
⁺
3.细胞器功能
线粒体：能量代谢中心，微重力可能影响线粒体分布与功能
溶酶体：分解受损细胞器，辐射可能导致溶酶体膜通透性改变
4.细胞增殖与分化
太空辐射诱发基因突变（碱基对替换、增添或缺失）
干细胞分化：造血干细胞在微重力下分化方向可能改变
二、必修二《遗传与进化》
1.基因突变与修复
辐射导致 DNA 双链断裂，激活 ATM 激酶启动修复通路
错配修复机制：MutS 蛋白识别错配碱基，MutH 内切酶切割
2.基因表达调控
微重力环境下 mRNA 稳定性改变（如 HIF-1α 基因表达上调应对低氧）
表观遗传修饰：DNA 甲基化影响基因转录效率
三、选择性必修一《稳态与调节》
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
1.内环境稳态
水分平衡：抗利尿激素（ADH）分泌减少→尿量增加→血容量下降
血糖调节：肾上腺素分泌增加→肝糖原分解→血糖升高
体温调节：舱内恒温环境削弱体温调节中枢的适应性
2.神经调节
前庭系统：耳石器官在微重力下失去重力参考，引发空间定向障碍
自主神经调节：交感神经兴奋增强（心率加快、血压升高等）
3.激素调节
甲状腺激素：代谢率下降时分泌减少
生长激素：肌肉萎缩可能与生长激素分泌节律改变有关
4.免疫调节
辐射抑制 T 淋巴细胞增殖（IL-2 分泌减少）
免疫球蛋白合成下降（B 淋巴细胞活性受抑制）
考点 2 高考考点拓展
1.微重力对循环系统的影响
知识点整合：
血量减少：微重力下体液向头部转移→心肺感受器抑制→ADH 分泌减少
红细胞减少：促红细胞生成素（EPO）分泌下降→骨髓造血功能抑制
血压变化：心输出量减少→颈动脉窦压力感受器敏感性降低
2.辐射对 DNA 的损伤与修复
知识点整合：
损伤类型：碱基氧化（如 8-oxoG）、DNA 链断裂
修复机制：
碱基切除修复（BER）：糖苷酶切除受损碱基
同源重组修复（HR）：依赖姐妹染色单体模板
易错修复：非同源末端连接（NHEJ）可能导致染色体畸变
3.骨骼肌萎缩的分子机制
知识点整合：
基因表达变化：MuRF-1 和 Atrogin-1 基因上调→泛素化降解肌蛋白
线粒体功能异常：微重力导致线粒体自噬增强→能量代谢障碍
细胞信号通路：IGF-1/PI3K/Akt 通路活性下降→蛋白质合成减少
（建议用时：40 分钟）
一、单选题
1．2023 年10 月26 日，神舟十七号载人飞船发射取得圆满成功。航天员能在太空进行科学研究和生活。
下列叙述正确的是（ ）
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．现场观看飞船发射的人们副交感神经兴奋，肠胃蠕动减弱
B．航天员参与体温调节的温度感受器可存在于皮肤和下丘脑
C．航天员的成熟红细胞呼吸产生的CO2不会显著影响酸碱度
D．航天员在无菌的太空舱中生活，内环境稳态的维持无需免疫系统参与
【答案】B
【分析】正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活 动，共同维持内环境的相对稳定状态叫作稳
态。
【详解】A、现场观看飞船发射的人们情绪激动，处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，
支气管扩张，血管收缩，但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱，A 错误；
B、航天员参与体温调节的温度感受器可存在于皮肤、内脏器官表面和下丘脑，B 正确；
C、成熟的红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，无氧呼吸不会产生二氧化碳，C 错误；
D、即使太空中细菌很少甚至无菌，但宇航员免疫系统也会行使功能清除衰老、损伤及突变的细胞进行自
身调节以维持内环境的稳态，D 错误。
2．2023 年10 月26 日，神舟十七号发射取得圆满成功。神舟十七号航天员必须穿上特制的航天服，乘坐
专门的载人航天器，才能在太空中安全地生活和工作。下列有关叙述错误的是（ ）
A．航天服、航天器能为宇航员提供呼吸用氧，并能控制压力和温度
B．宇航员所吃食物中的碱性物质与新陈代谢产生的酸性物质所构成的缓冲对调节了血浆PH
C．宇航员的内环境维持稳态，生命活动不一定能正常进行
D．除了宇航员个体水平，生命系统的各个层次上也都普遍存在着稳态
【答案】B
【分析】关于“内环境稳态的调节”应掌握以下几点：
（1）实质：内环境的渗透压、温度、pH 等理化特性及各种成分呈现动态平衡的过程；
（2）定义：在神经系统和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境相对稳定的
状态；
（3）调节机制：神经—体液—免疫调节网络；
（4）层面：水、无机盐、血糖、体温等的平衡与调节；
（5）意义：机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】A、航天服、航天器能为宇航员提供呼吸用氧，并能控制压力和温度，并清除CO2、臭味、湿气
等，在人体周围创造适宜人生存和工作的微小气候环境，有利于宇航员维持机体内环境的稳态，A 正确；
B、缓冲对存在于血浆中，不是由食物中的碱性物质与新陈代谢产生的酸性物质构成的，B 错误；
C、内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，但不是唯一条件，C 正确；
D、稳态是生命科学的一大基本概念，普遍存在于生命系统的各个层次上，D 正确。
3．2023 年 10 月 26 日神舟十七号载人飞船发射成功，3 名航天员执行飞行任务。航天员的航天服具备生
命保障系统，对航天服内的气体成分和温度进行调控。下列叙述错误的是（ ）
A．与O2结合的血红蛋白属于内环境的组成成分
B．若不及时清除航天服中的CO2会影响人体内环境的酸碱平衡
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．太空环境中，航天服可帮助航天员维持正常体温来保证体内酶的活性
D．航天员需摄入足够的蛋白质和无机盐以维持细胞外液渗透压的平衡
【答案】A
【分析】1、由细胞外液构成的液体环境叫作内环境，内环境的组成成分主要包括血浆、组织液和淋巴液。
2、内环境稳态是指正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状
态。神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
【详解】A、血红蛋白存在于红细胞中，不属于内环境的组成成分，A 错误；
B、若不及时清除航天服中的CO2，会导致航天员有氧呼吸受到抑制，无氧呼吸增强，产生较多的乳酸会
影响人体内环境的酸碱平衡，B 正确；
C、酶活性会受到温度的影响，航天员的航天服可以对航天服内的温度进行调控，在太空环境中，可帮助
航天员维持正常体温，以保证体内酶的活性，C 正确；
D、细胞外液渗透压与蛋白质和无机盐有关，航天员需摄入足够的蛋白质和无机盐以维持细胞外液渗透压
的平衡，防止细胞形态、结构与功能受到影响，D 正确。
4．2022 年12 月4 日20 时09 分，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十四号载人飞
行任务取得圆满成功。宇航员进入太空后，由于脱离了地心引力，血液上浮，头部血量增加。机体误认为
身体中水量过多，从而引起身体排尿增加造成脱水。下列有关人体内环境和稳态的叙述，正确的是（ ）
A．头部血量增加时，血浆中的血红蛋白会引来更多的氧气，可以保证脑细胞的有氧呼吸
B．排尿增加可导致大量水分丢失，可能会使细胞外液渗透压升高，抗利尿激素增加
C．肾小管细胞能够选择性地表达抗利尿激素基因来维持内环境稳态
D．失重环境中航天员会出现体位翻转症状，经过专业训练可通过位于脑干的神经中枢的调节，增强机
体的平衡能力减轻症状
【答案】B
【分析】抗利尿激素由下丘脑相关细胞合成、分泌，由垂体释放，作用于肾小管和集合管，促进肾小管和
集合管对水的重吸收，从而减少尿量。
【详解】A、血红蛋白位于红细胞内部，血浆中含有的为血浆蛋白，A 错误；
B、抗利尿激素促进肾小管和集合管对水的重吸收，从而减少尿量，排尿增加可导致大量水分丢失，可能
会使细胞外液渗透压升高，抗利尿激素增加，B 正确；
C、抗利尿激素由下丘脑相关细胞合成、分泌，由垂体释放，作用于肾小管和集合管，故下丘脑相关细胞
能够选择性地表达抗利尿激素基因来维持内环境稳态，C 错误；
D、增强机体的平衡中枢位于小脑而非脑干，D 错误。
5．2023 年10 月26 日，“神舟十七号”载人飞船点火升空，将3 名中国航天员送往“天宫”空间站。太空
环境是一个高真空环境，人必须穿上特制的航天服，乘坐专门设计的载人航天器，才能在太空中安全地生
活和工作。航天器和航天服都具备维持机体内环境稳态的生命保障系统。下列相关叙述错误的是（ ）
A．航天服中的氧源不仅会影响航天员内环境的成分，也会影响其理化性质
B．宇航服中的隔热和保温层，有利于航天员在太空中维持适宜的体温
C．CO2是航天员细胞呼吸产生的废物，不参与维持内环境的稳态
D．航天员内环境的稳态是其机体进行正常生命活动的必要条件
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】C
【分析】关于“内环境稳态的调节”应掌握以下几点:(1)实质：体内渗透压、温度、pH 等理化特性和化学
成分呈现动态平衡的过程；(2)定义：在神经系统和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同
维持内环境相对稳定的状态；(3)调节机制：神经-体液-免疫调节网络；(4)层面：水、无机盐、血糖、体温
等的平衡与调节；(5)意义：机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】A、氧气是内环境的成分，航天服中的氧源会影响航天员内环境的成分，如果航天员所处的环境
供氧不足，组织细胞就会进行无氧呼吸，产生乳酸，乳酸过多会影响内环境的酸碱度，A 正确；
B、宇航服中的隔热和保温层，有利于航天员在太空中维持适宜的体温，B 正确；
C、CO2是航天员细胞呼吸产生的废物，如果CO2不能及时排出体外，会影响内环境的pH，因此CO2参与
了内环境稳态的维持，C 错误；
D、航天员内环境的稳态是其机体进行正常生命活动的必要条件，D 正确。
6．2023 年10 月26 日，神舟十七号载人飞船发射取得圆满成功，人们欢呼跳跃。航天员必须穿上特制的
航天服，乘坐专门的载人航天器，才能在太空中安全地生活和工作。下列叙述正确的是（ ）
A．现场观看飞船发射的人副交感神经活动占据优势
B．与O2结合的血红蛋白不属于内环境的组成成分
C．若航天员出现组织水肿现象，可能是其体内血浆渗透压上升导致
D．航天员呼吸作用产生的CO2不参与维持内环境的稳态
【答案】B
【分析】1、内环境的组成及其化学成分：
（1）组成：
。
（2）内环境的成分：人体内的液体叫体液，可以分成细胞内液和细胞外液，其中细胞外液是人体细胞直
接生存的环境，又叫内环境。内环境主要由组织液、血浆、淋巴组成，内环境是细胞与外界环境进行物质
交换的媒介，消化道、呼吸道、生殖道等都是直接与外界相通的，不属于内环境。在内环境中，有CO2、
水、各种无机盐离子、葡萄糖、氨基酸、血浆蛋白、尿素以及运输的激素等，但细胞内特有的成分，如呼
吸酶、血红蛋白等不属于内环境的成分，属于细胞内液，其次细胞膜上的成分不属于内环境。
2、内环境稳态的实质：内环境的渗透压、温度、pH 等理化特性及各种成分呈现动态平衡的过程。
3、自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成，它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态
时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱；而当人处
于安静状态时，副交感神经活动则占据优势，此时，心跳减慢，但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强，有
利于食物的消化和营养物质的吸收。
【详解】A、现场观看飞船发射的人情绪激动，处于兴奋状态，心跳加快，支气管扩张，此时交感神经活
动占据优势，A 错误；
B、血红蛋白位于红细胞内，属于细胞内的成分，不属于内环境的组成成分，B 正确；
C、若航天员出现组织水肿现象，可能是其体内血浆渗透压下降导致，导致局部组织液增多引起水肿，C
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
错误；
D、CO2是航天员细胞呼吸产生的废物，如果CO2不能及时排出体外，会影响内环境的pH，因此CO2参与
了内环境稳态的维持，D 错误。
二、多选题
7．航天员叶光富老师在“天宫课堂”展示了太空细胞学研究实验：在荧光显微镜下，叶老师利用心肌细
胞自身的生物电激发显微镜中的荧光物质，发出“一闪一闪”的荧光，让大家看到了失重状态下跳动的心
肌细胞。下列有关叙述正确的是（ ）
A．心肌细胞能维持形态，并有节律性运动，与细胞骨架有关
B．若观察离体的心肌细胞，需将其置于高于细胞质浓度的培养液中培养
C．心肌细胞跳动过程中会产生CO2，部位是细胞质基质和线粒体基质
D．研究心肌细胞在太空中的生理变化，可以帮助人们涉足更远的太空
【答案】AD
【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细
胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
【详解】A、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与心肌细胞形态维持及节律性运动等生命活动的
正常进行有关，A 正确；
B、离体的心肌细胞需要置于与细胞质的浓度相同的培养液中进行观察，若培养液浓度过低，会导致心肌
细胞吸水膨胀，若培养液浓度过高，会导致心肌细胞失水皱缩，B 错误；
C、心肌细胞在有氧呼吸第二阶段产生CO2，故心肌细胞跳动过程中产生CO2的部位是线粒体基质，C 错误；
D、研究心肌细胞在太空中的生理变化，为人们涉足更远的太空提供理论基础，D 正确。
8．2022 年4 月我国神舟十三号载人飞船圆满完成航天任务，随航天员返回地球的，还有22 株用于航天育
种实验的人体肠道益生细菌。下列有关叙述错误的是（ ）
A．返回地球的益生细菌体内的染色体数目或结构可能发生改变
B．航天育种能缩短育种时间是因为太空环境能提高菌株变异频率
C．益生细菌的遗传物质是RNA，受到太空辐射易发生基因突变
D．航天育种的优点是能诱导益生细菌定向产生有利于人类健康的变异
【答案】ACD
【分析】细菌属于原核生物，原核生物没有染色体；基因突变的特点：普遍性、随机性、低频性、不定向
性等。
【详解】A、细菌为原核生物，不含有染色体，A 错误；
B、太空环境中微重力、宇宙射线等，使得DNA 复制过程中碱基更易出错，从而提高了菌株变异频率，使
得在一个育种周期内有更多变异品种供选择，从而缩短育种时间，B 正确；
C、益生细菌是细胞生物，细胞生物的遗传物质是DNA，C 错误；
D、航天育种的主要原理基因突变，基因突变具有不定向性的特点，D 错误。
三、非选择题
9．经研究绿茶含有丰富的儿茶素，被认为在延缓细胞衰老中发挥着重要作用。科学家为探索儿茶素的抗
衰老机制，以EGCG（一种儿茶素）为研究对象，进行了相关研究。在“天宫课堂”第一课，神舟十三号
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
乘组航天员叶光富老师展示了太空细胞学研究实验。回答下列问题：
(1)动物的正常生长发育，离不开细胞的增殖、生长和 等过程。与动物细胞的有丝分裂相比，植物细
胞在分裂末期的不同之处是 。
(2)关于细胞衰老的机制，自由基学说认为机体代谢产生的自由基积累过多，会攻击和破坏细胞内各种执行
正常功能的生物分子，例如使细胞呼吸酶的活性 ，导致有氧呼吸第 阶段氧不能有效利用，从而
产生更多的自由基，加速细胞衰老。
(3)前期研究发现，在失重条件下，心肌细胞培养96h 后凋亡率显著增加。为探究其机制，科学家检测了模
拟失重条件下培养96h 的心肌细胞中相关基因的表达情况，结果如图1 所示。请根据实验结果推测，失重
条件下心肌细胞凋亡的原因： 。
(4)为了研究模拟失重条件下槲皮素（Q）对心肌细胞收缩力的保护作用，用不同浓度的槲皮素处理模拟失
重条件下的细胞，结果如图2 所示，该结果表明： （至少答两点）。
(5)儿茶素一直被认为是一种抗氧化剂，可以中和或防止由氧自由基（ROS）引起的氧化应激反应，从而发
挥抗衰老的作用。为验证上述观点的准确性，研究者将秀丽隐杆线虫随机分为4 组，利用BHA（常用的抗
氧化剂）和EGCG 进行相关实验：
①定期检测秀丽隐杆线虫的生存率，结果如下图3 所示。图中对照组培养在 的培养基中。
②据图推测EGCG 不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用，公众认知可能被颠覆，请说明理由。
。
【答案】(1) 分化 细胞板向四周扩展为细胞壁
(2) 下降 三
(3)c-mye 基因相对表达量增加和转录因子CATA-4 的表达量降低
(4)槲皮素对于心肌收缩有保护作用，且在一定范围内，随槲皮素浓度的增加，该保护作用增强
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(5) 不含BHA 和EGCG BHA 和EGCG 组的作用效果不同；且同时添加BHA 和EGCG 后，效果
与对照组相似
【分析】衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固
缩，染色加深；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；
（4）有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。
【详解】（1）动物的正常生长发育，离不开细胞的增殖、生长和分化等过程。植物细胞与动物细胞在有
丝分裂末期的区别是，植物细胞会形成细胞板，细胞板向四周扩展为细胞壁，而动物细胞膜向内凹陷，将
一个细胞缢裂为两个子细胞。
（2）衰老细胞的呼吸速度减慢，新陈代谢减慢，所以细胞呼吸酶的活性下降，有氧呼吸的第三阶段氧气
和还原氢结合形成水，所以细胞呼吸酶的活性下降，导致有氧呼吸第三阶段氧不能有效利用，从而产生更
多的自由基，加速细胞衰老。
（3）分析题图可知，与对照相比，模拟失重组的c-mye 基因相对表达量升高，而转录因子CATA-4 的表达
量降低，故推测失重条件下心肌细胞凋亡的原因是cmyc 基因相对表达量增加和转录因子CATA-4 的表达量
降低。
（4）分析题意可知，本实验目的是模拟失重条件下槲皮素（Q）对心肌细胞收缩力的保护作用，实验的自
变量是槲皮素的浓度，因变量是心肌细胞的收缩力，据图可知，与对照组相比，实验组的心肌细胞收缩力
均有所增加，说明槲皮素对于心肌收缩有保护作用，且在一定范围内，随槲皮素浓度的增加，该保护作用
增强。
（5）分析题干可知，实验的自变量是抗氧化剂的种类，所以对照组培养在不含BHA 和EGCG 的培养基中。
BHA 是常用的抗氧化剂，但是分析题图可知BHA 组和EGCG 组的作用效果不同；且同时添加BHA 和
EGCG 后，效果与对照组相似，所以推测EGCG 不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用。
10．资料1：在“天宫课堂”，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授
课。航天员在执行任务期间会出现多尿、面部和上身浮肿、太空“晕车”等问题。
资料2：航天员叶向富向我们介绍了太空中的细胞学研究，并向我们展示了心肌细胞样品，我们看到心肌
细胞有规律的发出荧光。心肌细胞具有自动节律收缩的特性，所以显微镜下可以观察到它们有节律地跳动。
资料3：为了研究垂体对机体生理功能的作用与调节，某同学取幼年大鼠若干只，称重后随机分成甲组和
乙组，其中乙组切除垂体。两组大鼠分别置于适宜条件下饲养，每周测定体重（g），3 周后处死大鼠，取
出甲状腺、肾上腺，并测定其质量（g）。
根据以上资料回答下列问题：
(1)航天员出现多尿的原因是 。
(2)在太空站内需维持一定的CO2浓度目的是 。
(3)前期研究发现，在失重条件下，心肌细胞培养96h 后凋亡率显著增加。为探究其机制，科学家检测了模
拟失重条件下培养96h 的心肌细胞中相关基因的表达情况，结果如图1 所示。请根据实验结果推测，失重
条件下心肌细胞凋亡的原因： 。
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(4)为了研究模拟失重条件下槲皮素（Q）对心肌细胞收缩力的保护作用，结果如图2 所示，该结果表明：
（至少答两点）。
(5)根据资料3 设计一个表格，以记录各组数据的平均值。
【答案】(1)细胞外液渗透压下降，肾小管和集合管对水的重吸收减弱，尿量增多
(2)尽可能地模拟体内环境
(3)c-myc 基因相对表达量增加和转录因子CATA-4 的表达量降低
(4)槲皮素对于心肌收缩有保护作用，且在一定范围内，随着槲皮素浓度的增加，该保护作用增强
(5)
【分析】1、动物细胞培养的过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细
胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，
制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。2、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 值）。
【详解】（1）太空中失重，血浆含量降低，细胞外液渗透压降低，抗利尿激素分泌减少，肾小管和集合
管对水的重吸收减弱，尿量增多。
（2）在太空站内，为了尽可能与体内环境相似，因此培养动物细胞时需提供适宜的温度和一定浓度的CO2
（95%空气+5%CO2）。
（3）分析题图可知，与对照相比，模拟失重组的c-myc 基因相对表达量升高，而转录因子CATA-4 的表达
量降低，故推测失重条件下心肌细胞凋亡的原因是c-myc 基因相对表达量增加和转录因子CATA-4 的表达
量降低。
（4）分析题意可知，本实验目的是模拟失重条件下槲皮素（Q）对心肌细胞收缩力的保护作用，实验的自
变量是槲皮素的浓度，因变量是心肌细胞的收缩力，据图可知，与对照组相比，实验组的心肌细胞收缩力
均有所增加，说明槲皮素对于心肌收缩有保护作用，且在一定范围内，随槲皮素浓度的增加，该保护作用
增强。
（5）根据资料3，表格设计如下。见答案
11．2024 年10 月30 日，中国三名航天员乘神舟飞船进驻中国空间站。航天员在飞船升空时会出现心率加
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
快、呼吸频率提高等应激反应，驻留空间站期间要进行科学运动和休息，避免生物节律紊乱
回答下列问题：
(1)宇航员升空状态下，自主神经系统中的 神经活动占据优势，使心率加快，呼吸频率提高，
(2)生物节律紊乱会导致精神抑郁、睡眠障碍、心脏功能异常等多种病理变化控制生物节律和心脏功能的神
经中枢分别位于 和 。
(3)抑郁与突触间隙中5-羟色胺（5-HT）含量下降密切相关，其含量与糖皮质激素的调节和MAO 的催化有
关（如图所示）。
①已知科学运动能抑制糖皮质激素分泌。据图分析，科学运动减少抑郁发生的原因是 。
②科研人员研发抗抑郁的药物，除影响糖皮质激素外，请根据图示说明药物可能的作用机理有 。
（答出2 点即可）
【答案】(1)交感
(2) 下丘脑 脑干
(3) 科学运动抑制糖皮质激素分泌，使突触前膜5-HT 转运蛋白数量减少，增加了突触间隙5-HT 的浓
度 作用于5-HT 转运蛋白，使其活性受抑制，阻止5-HT 的回收；抑制MAO 的活性﹐使5-HT 转化为
5-羟色醛减少；促进含5-HT 的囊泡与细胞膜融合
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具
体的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号)，递质作用于突触
后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号)，从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】（1）宇航员升空状态下，人体处于兴奋状态，自主神经系统中的交感神经占据优势，使心率加
快，呼吸频率提高。
（2）控制生物节律的中枢是下丘脑，控制心脏活动的中枢是脑干。
（3）①据图可知，糖皮质激素能够促进具5-HT 转运蛋白的囊泡向突触前膜的运输，使突触前膜上的5-
HT 转运蛋白增多，进而促进对5-HT 的回收，使突触间隙中5-HT 减少，而科学运动能抑制糖皮质激素分
泌，抑郁与突触间隙中5-羟色胺（5-HT）含量下降密切相关，据此可知，科学运动之所以能减少抑郁的发
生，是由于科学运动能抑制糖皮质激素分泌，使突触前膜5-HT 转运蛋白数量减少，对5-HT 的回收减少，
即增加了突触间隙5-HT 的浓度。
②据图，抗抑郁抑郁药物，除了影响糖皮质激素外，其还可能：①作用于5-HT 转运蛋白，抑制5-HT 转运
蛋白的活性，阻止5-HT 的回收；②MAO 可以催化5-HT 转化为5-羟色醛，所以抗抑郁药物还可以通过抑
制MAO 的活性﹐使5-HT 转化为5-羟色醛减少来实现；③还可以促进含5-HT 的囊泡与细胞膜融合，加快
5-HT 的释放。
12．下列是有关动物细胞工程方面知识点，本题分为两部分，请作答。
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（一）人体中血清白蛋白在临床上应用广泛，但从人体中直接提取的血清白蛋白含量少，且易受污染，生
物反应器可以解决此项难题。回答下列问题：
(1)从人体获取的血清白蛋白基因扩增后与启动子、终止子和标记基因等构建成 载体。构建乳
腺生物反应器时选用的是乳腺蛋白基因的启动子，其目的是 。
(2)科学家将构建好的载体通过 技术导入奶牛的受精卵中。受精卵继续培养至胚胎。当胚胎发育
至 阶段，取其 做
分析来进行性别鉴定，筛选出发育状态良好的雌性胚胎进行
移植。
(3)有人提议将乳腺蛋白基因的启动子换成uroplakinⅡ基因启动子（高效促进目的蛋白在膀胱特异性表达及
分泌），可增加血清白蛋白的产量。请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因 （答出
两点即可）。
（二）神舟十三号乘组航天员在“天空课堂”完成了国际上首例实验：将人体肾上皮细胞诱导成具有多种
功能的干细胞，又使其分化成为心肌细胞。通过基因编辑技术将荧光蛋白基因导入心肌细胞，在荧光显微
镜下观测记录了在心肌细胞收缩过程中荧光信号的闪烁过程，通过比对心肌细胞在重力条件下和失重条件
下的收缩过程可更好地解读失重对人类的影响。
(4)干细胞诱导分化成为心肌细胞的根本原因是 。
(5)在太空进行哺乳动物心肌细胞培养时，需要给细胞提供的气体环境是 ，培养过程中我们需要
定期更换培养液，目的是 （答出1 点即可）。
(6)基因编辑技术需要用到的工具酶有 。
(7)叶光富老师展示了荧光显微镜下发出一闪一闪荧光的心肌细胞（已通过基因工程导入荧光蛋白基因）画
面。其原理是：自律性心肌细胞会由于 内流而自发产生动作电位，从而激发心肌细胞内的荧光
蛋白发出荧光，与维持心肌细胞形态及有节律收缩有关的细胞结构主要是 。
(8)前期研究发现，在失重条件下，心肌细胞培养96h 后凋亡率显著增加。为探究其机制，科学家检测了模
拟失重条件下培养96h 的心肌细胞中相关基因的表达情况，结果如图所示。请根据实验结果推测，失重条
件下心肌细胞凋亡的原因是 。
【答案】(1) 基因表达/表达 使目的基因在动物体内的乳腺细胞中表达，从而在乳汁中获取所需
产品
(2) 显微注射 囊胚 滋养层细胞
(3)雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的
分泌量大
(4)基因的选择性表达
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(5) 95％空气和5％
清除代谢产物，防止代谢产物积累，对细胞自身造成危害（为细胞提供
充足的营养）
(6)限制酶和DNA 连接酶
(7)
细胞骨架
(8)由于c-myc 基因表达量增多而转录因子GATA-4 表达的量减少，从而影响心肌细胞的正常代谢活动，致
使细胞凋亡增多
【分析】1、基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术
扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启
动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。
（4）目的基因的检测与鉴定。
2、动物细胞培养条件：（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：哺乳动物多以36.5℃为宜，最适pH 为7.2-7.4。（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）利用PCR 技术可扩增血清白蛋白基因。扩增后的血清白蛋白基因要与启动子、终止子、标
记基因等构建成基因表达载体，目的基因必须插入到启动子和终止子之间。由于基因的选择性表达，要想
基因特异性地只在乳腺细胞中表达，选用乳腺蛋白基因的启动子，其目的是使目的基因在动物体内的乳腺
细胞中表达，从而在乳汁中获取所需产品。
（2）将重组质粒导入动物细胞通常使用显微注射技术，所以基因表达载体通过显微注射技术导入奶牛的
受精卵中进行体外培养。受精卵继续培养至囊胚阶段，取滋养层细胞做DNA 分析来进行性别鉴定，由于
目的产物要从乳汁中获取，所以筛选出发育状态良好的雌性胚胎进行移植，使其生长发育成转基因动物。
（3）雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳
汁的分泌量大，因此将乳腺蛋白基因的启动子换成uroplakinⅡ基因启动子，可增加血清白蛋白的产量。
（4）干细胞经过诱导可以分化成为心肌细胞，是基因选择性表达的结果。
（5）哺乳动物心肌细胞培养时，需要给细胞提供的气体环境是95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2
（维持培养液的pH），为清除代谢产物，防止代谢产物积累，对细胞自身造成危害，培养过程中需要定
期更换培养液。
（6）基因编辑技术需要用到限制酶（切割目的基因和载体）和DNA 连接酶（连接目的基因和载体）。
（7）动作电位的产生主要与钠离子内流有关。细胞骨架可以维持细胞的正常形态结构，与细胞的运动有
密切关系，所以与维持心肌细胞形态及有节律收缩有关的细胞结构是细胞骨架。
（8）分析柱形图可知，由于c-myc 基因表达量增多而转录因子GATA-4 表达的量却减少从而影响心肌细胞
的正常代谢活动，致使细胞凋亡增多。
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
13
