Question

科學家發現一種叫“熊蟲”的動物，能耐受零下271℃的冰凍數小時（這時它的代謝率幾乎降至0）．此時，它們的體內會大量產生一種叫做海藻糖的二糖．實驗證明該動物體液中的海藻糖可以使組織細胞避免因低溫而造成的損傷．
請回答下列問題：
（一）對于“熊蟲”種群而言，具有產生大量海藻糖，耐受低溫這種特征是

 

的結果；對“熊蟲”個體而言，具有這種特征的根本原因是

 

．
（二）為探究海藻糖對普通哺乳動物組織細胞是否也具有上述保護作用，某生物興趣小組設計了如下實驗，請將其補充完整．
（1）實驗材料：
①海藻糖；
②細胞培養液及其他相關材料；
③適量哺乳動物細胞．
為了確保實驗的科學性和準確性，從化學組成及生理功能看，該細胞應具有

 

的特點．
（2）操作過程：
①取適量哺乳動物細胞，等分成甲、乙兩組（以甲組為實驗組），向甲組細胞中添加

 

，向乙組細胞中添加

 

．
②

 

．
③觀察并記錄兩組細胞的生活狀況．
（3）預期結果及相應結論：
該實驗結果會有

 

種可能性，如果實驗結果是

 

，則說明該海藻糖在低溫下對普通哺乳動物組織細胞具有保護作用．

Answer 1

考點：糖類的種類和作用的綜合

專題：

分析：本題是對二糖海藻糖對組織細胞避免因低溫而造成的損傷的作用的探究性實驗，分析題干明確實驗的目的和原理，分析出實驗的自變量、因變量和無光變量，按照實驗設計的單一變量原則和對照原則，完善實驗步驟、預期實驗結果并獲取結論．

解答： 解：（一）由題意知，“熊蟲”的動物體含有大量海藻糖（一種二糖），海藻糖可以使組織細胞避免因低溫而造成的損傷，因此“熊蟲”的動物，能耐受零下271℃的冰凍數小時，現代生物進化理論認為“熊蟲”具有產生大量海藻糖而耐受低溫是由于長期自然選擇的結果；“熊蟲”具有產生大量海藻糖的根本原因是“熊蟲”體內含有控制合成海藻糖的基因．
（二）該實驗的目的是探究海藻糖對普通哺乳動物組織細胞是否也具有抵抗低溫，防止因低溫而造成的損傷的作用，由實驗目的可知，實驗的自變量是細胞培養液中是否含有海藻糖．
（1）實驗材料
為了消除細胞自身產生海藻糖對實驗結果的影響，選用的作為實驗材料的細胞不能合成海藻糖，也不含有海藻糖．
（2）該實驗的目的是探究海藻糖對普通哺乳動物組織細胞是否也具有抵抗低溫，防止因低溫而造成的損傷的作用，實驗的自變量是細胞培養液中是否含有海藻糖；因變量是低溫條件下細胞的活性．按照實驗設計的單一變量原則和對照原則，實驗步驟如下：
①取適量哺乳動物細胞，等分成甲、乙兩組（以甲組為實驗組、乙組為對照組），向甲組細胞中添加含海藻糖的細胞培養液，向乙組細胞中添加等量的不加海藻糖的細胞培養液．
②將甲、乙兩組細胞均控制在零下271℃的條件下冰凍數小時
③觀察并記錄兩組細胞的生活狀況
（3）預期結果和結論
可能的結果及結論是：甲乙兩組細胞的活性相同，說明海藻糖對于普通哺乳動物組織細胞不具有使組織細胞避免因低溫而造成的損傷；假如甲組細胞均生活良好，乙組細胞均（或大部分）死亡，則說明該海藻糖在低溫下對普通哺乳動物組織細胞具有保護作用．
故答案應為：
（一）自然選擇　該生物細胞內具有參與海藻糖合成的相關基因
（二）（1）③自身不含海藻糖且不能合成海藻糖
（2）①含海藻糖的細胞培養液　等量的細胞培養液
②將甲、乙兩組細胞均控制在零下271℃的條件下冰凍數小時
（3）2　甲組細胞均生活良好，乙組細胞均（或大部分）死亡

點評：本題的知識點是海藻糖的作用，現代生物進化理論內容，分析題干分析出實驗目的、原理、自變量和因變量，是解題的突破口，對于現代生物進化理論內容的理解和對實驗設計的單一變量原則和對照原則的理解應用及預期實驗結果并獲取結論是本題考查的重點．