2021年新高考高中生物二輪復習科技前沿作業(yè)

情境專項練4科技前沿一、單項選擇題1.(2020山東泰安6月模擬)許多研究結果和電鏡觀察表明,細胞內的線粒體是由原來的線粒體分裂或出芽形成的。下列有關線粒體的敘述正確的是()A.線粒體在增殖過程中無DNA分子復制B.線粒體形成過程體現了生物膜的結構特點C.線粒體中的蛋白質均是線粒體DNA指導合成的D.在光學顯微鏡下可觀察到線粒體具有雙層膜2.(2020山東濰坊二模)我國科學家覃重軍及其團隊成功地將釀酒酵母的16條染色體“濃縮”為1條染色體,合成的染色體刪除了研究者認為無用的DNA片段,加入了人工接頭。該酵母菌能正常生存,可作為染色體疾病、癌癥和衰老等研究的模型。下列敘述錯誤的是()A.選擇酵母菌為實驗材料的原因之一是它的染色體結構相對簡單,便于操作B.單染色體酵母可以維持酵母菌正常生存說明其他染色體是多余的C.合成人工染色體需要氨基酸和脫氧核苷酸作為原料D.釀酒酵母在此過程中發(fā)生了染色體變異3.(2020山東濟寧3月一模)2019年初,中科院對機體發(fā)熱在清除病原體感染中的主要作用及其機制做出了全新闡述。研究發(fā)現當機體溫度達到高熱(38.5℃)及以上水平時,熱刺激會促使免疫細胞中的熱休克蛋白90表達并轉移到細胞膜上,該蛋白質與alpha4整合素結合后會加速免疫細胞“運動”到感染部位發(fā)揮作用。該發(fā)現讓人們對發(fā)熱的作用及退熱藥的使用有了新的認識。下列說法錯誤的是()A.熱休克蛋白90與alpha4整合素結合并使免疫細胞做出應答,體現了細胞膜的信息交流功能B.退熱藥可能是作用于下丘腦體溫調節(jié)中樞,從而發(fā)揮作用C.該研究提示我們,在病人身體條件許可的情況下,可以讓病人體溫維持在38.5℃以上一段時間,然后再吃退燒藥D.機體清除外來病原體體現了免疫系統(tǒng)的監(jiān)控和清除功能4.(2020山東煙臺6月模擬2)《自然》載文:科研人員從一種溶桿菌屬的細菌中提取一種新型抗生素(LjrsocinE),它能對抗常見抗生素無法對付的超級細菌——耐甲氧西林金黃色球菌,下列相關敘述不正確的是()A.長期濫用抗生素對突變細菌進行了定向選擇,使該種群抗藥性增強B.“超級細菌”的出現增加了該種群的遺傳多樣性C.這一“超級細菌”的形成意味著該種群一定發(fā)生了進化D.施用LjrsocinE會使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群滅絕5.(2020山東青島6月三模)脊椎動物在胚胎發(fā)育過程中產生了過量的運動神經元,它們彼此競爭靶細胞(如肌肉細胞)分泌的神經生長因子。只有接受了足量神經生長因子的神經元才能生存,并與靶細胞建立鏈接,其他的則發(fā)生凋亡。下列有關敘述正確的是()A.脊椎動物細胞的凋亡僅發(fā)生在胚胎發(fā)育的各個時期B.神經元的凋亡是不受內外環(huán)境影響的細胞程序性死亡C.凋亡后的神經細胞被吞噬細胞清除的過程屬于體液免疫D.神經元與靶細胞間可通過化學信號進行雙向的信息傳遞6.(2020山東青島6月三模)研究發(fā)現T細胞表面的PD-1和癌細胞表面的PD-L1結合后,T細胞的活性會受到抑制,使其無法識別癌細胞,導致癌細胞的免疫逃逸。來那度胺是一種新型免疫調節(jié)劑,臨床用于腫瘤的治療。研究人員利用HepG2細胞(一種肝癌細胞)對來那度胺的作用機理進行了相關研究。下列說法錯誤的是()A.HepG2細胞中的遺傳物質可能受到損傷,細胞的增殖失去控制B.當體內出現癌細胞時,機體主要通過細胞免疫發(fā)揮免疫防衛(wèi)功能C.HepG2細胞表面的糖蛋白減少,其細胞中可能發(fā)生多個基因突變D.來那度胺可能減少了PD-1和PD-L1的結合進而增強了T細胞的活性二、不定項選擇題7.(2020山東青島4月一模)科學家設計了僅1nm寬的分子轉子,該轉子由紫外光驅動,能以每秒200萬~300萬的轉速進行旋轉,從而在單個細胞的膜上鉆孔。當分子轉子與特定的靶細胞結合后,就有望將治療試劑運送到這些細胞中,或者直接誘導這些細胞死亡。下圖為分子轉子鉆孔過程的示意圖,下列有關說法正確的是()A.將治療試劑運送到細胞中,分子轉子需要鉆開兩層生物膜B.鉆孔后才可以運送治療試劑,說明了細胞膜具有選擇透過性C.該過程體現出磷脂分子具有流動性,而蛋白質分子無流動性D.一個細胞是否能成為靶細胞,很可能與表面的糖蛋白有關8.(2020山東臨沂4月一模)絲狀溫度敏感蛋白(FtsZ)是細菌中一種含量豐富且結構穩(wěn)定的蛋白質,幾乎存在于所有病原細菌中。在細菌二分裂時,FtsZ能水解GTP(鳥苷三磷酸),利用釋放的化學能使自身聚集成Z環(huán)、環(huán)化收縮產生分裂力,驅動細菌分裂。下列說法正確的是()A.指導翻譯FtsZ的mRNA需要通過核孔進入細胞質B.FtsZ有希望作為預防肺結核的專一性疫苗研制使用C.過酸或過堿會降低FtsZ的活性,抑制細菌分裂D.FtsZ抑制劑可作為廣譜抗菌藥物,不容易產生耐藥性9.(2020山東泰安6月模擬)2020年4月14日,中國科技部生物中心副主任孫燕榮在北京表示,已在武漢完成超過200例干細胞治療,從目前結果看,干細胞應用于新冠肺炎的臨床治療安全性良好。下列有關胚胎干細胞的敘述正確的是()A.胚胎干細胞是從原始性腺或囊胚期滋養(yǎng)層細胞中分離出來的一類細胞B.胚胎干細胞在飼養(yǎng)層細胞上或添加抑制因子的培養(yǎng)液中能維持不分化的狀態(tài)C.胚胎干細胞通過誘導分化可培育出人造組織器官用于器官移植,以解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題D.胚胎干細胞在形態(tài)上表現為體積小、細胞核大、核仁明顯三、非選擇題10.(2020山東威海4月一模)2019年1月24日,《國家科學評論》發(fā)表了上海科學家團隊的一項重要成果,即先通過基因編輯技術切除獼猴受精卵中的生物節(jié)律核心基因BMAL1,再利用體細胞克隆技術,獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴,這是國際上首次成功構建出了一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂的獼猴模型,同時也是世界上首個體細胞克隆猴“中中”“華華”誕生后,體細胞克隆猴技術的首次應用?；蚓庉嫾夹g是上述研究中的核心技術,該技術中的基因編輯工具是經改造的CRISPR/Cas9系統(tǒng)。該系統(tǒng)由向導RNA和Cas9蛋白組成,由向導RNA引導Cas9蛋白在特定的基因位點進行切割來完成基因的編輯過程,其工作原理如下圖所示。請回答下列問題。(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細菌體內,推測該系統(tǒng)在細菌體內的作用是。

(2)由于Cas9蛋白沒有特異性,用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1基因,向導RNA的識別序列應具有的特點是。

(3)為了獲得更多的受精卵,可對母獼猴注射

激素,使其超數排卵,判斷卵細胞受精成功的重要標志是。在個體水平鑒定BMAL1基因敲除成功的方法是。

(4)該團隊利用一只BMAL1缺失的成年獼猴體細胞克隆出5只后代的實驗中,體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植,原因是

。

(5)在人類生物節(jié)律紊亂機理研究方面,獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動物更加理想,理由是

。

基因編輯后通過體細胞克隆得到的數只BMAL1缺失獼猴(A組),與僅通過基因編輯受精卵得到的數只BMAL1缺失獼猴(B組)比較,(填“A組”或“B組”)更適合做疾病研究模型動物,理由是

。

11.(2020山東一模)基因定點整合可替換特定基因,該技術可用于單基因遺傳病的治療。苯丙酮尿癥是由PKU基因突變引起的,將正常PKU基因定點整合到PKU基因突變的小鼠胚胎干細胞的染色體DNA上,替換突變基因,可用來研究該病的基因治療過程。定點整合的過程是:從染色體DNA上突變PKU基因兩側各選擇一段DNA序列HB1和HB2,根據其堿基序列分別合成HB1和HB2,再將兩者分別與基因HSV-tk1、HSV-tk2連接,中間插入正常PKU基因和標記基因neor,構建出如圖所示的重組載體。重組載體和染色體DNA中的HB1和HB2序列發(fā)生交換,導致兩者之間區(qū)域發(fā)生互換,如圖所示。請回答下列問題。(1)構建重組載體時,常用的工具酶有。該實驗用小鼠胚胎干細胞作為PKU基因的受體細胞以培育出轉基因小鼠,除了胚胎干細胞能大量增殖外,還因為胚胎干細胞。

(2)為獲得小鼠的胚胎干細胞,可將小鼠囊胚中的取出,并用處理使其分散成單個細胞進行培養(yǎng),培養(yǎng)過程中大部分細胞會貼附在培養(yǎng)瓶的表面生長,這種現象稱為。

(3)用圖中重組載體轉化胚胎干細胞時,會出現PKU基因錯誤整合。錯誤整合時,載體的兩個HSV-tk中至少會有一個與neor一起整合到染色體DNA上。已知含有neor的細胞具有G418的抗性,HSV-tk1、HSV-tk2的產物都能把DHPG轉化成有毒物質而使細胞死亡。轉化后的胚胎干細胞依次在含有G418及同時含有G418和DHPG的培養(yǎng)液中進行培養(yǎng),在雙重選擇下存活下來的是的胚胎干細胞,理由是

。

(4)將篩選得到的胚胎干細胞培育成小鼠,從個體生物學水平檢測,若小鼠,說明PKU基因成功表達。

參考答案情境專項練4科技前沿1.B解析線粒體是半自主復制的細胞器,在增殖過程中有DNA分子的復制,A項錯誤;線粒體是由原來的線粒體分裂或出芽形成的,體現了生物膜具有一定流動性的結構特點,B項正確;線粒體中的蛋白質是由線粒體DNA和細胞核DNA共同指導合成的,C項錯誤;在光學顯微鏡下不能觀察到線粒體具有雙層膜,D項錯誤。2.B解析酵母菌是常用的遺傳學材料,其染色體結構相對簡單,便于操作,A項正確;將釀酒酵母的16條染色體“濃縮”為1條染色體,并不能說明其他染色體是多余的,B項錯誤;染色體主要由DNA和蛋白質組成,合成人工染色體需要氨基酸(蛋白質的原料)和脫氧核苷酸(DNA的原料)作為原料,C項正確;釀酒酵母在此過程中發(fā)生了染色體變異,研究者將釀酒酵母的16條染色體“濃縮”為1條屬于染色體數目變異,合成的染色體刪除了研究者認為無用的DNA片段屬于染色體結構變異,D項正確。3.D解析熱休克蛋白90與alpha4整合素結合并使免疫細胞做出應答,體現了細胞膜的信息交流功能,A項正確;退熱藥可能是作用于下丘腦體溫調節(jié)中樞,從而發(fā)揮作用,B項正確;在病人身體條件許可的情況下,可以讓病人體溫維持在38.5℃以上一段時間,主要為了提高機體的免疫功能,然后再吃退燒藥,C項正確;機體清除外來病原體體現了免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能,D項錯誤。4.D解析長期濫用抗生素對突變細菌進行了定向選擇,使該種群抗藥性增強,A項正確;根據分析,超級細菌出現的過程中發(fā)生了變異,會增加遺傳多樣性,B項正確;根據分析可知,種群的基因頻率發(fā)生了變化,所以該種群一定發(fā)生了進化,C項正確;施用LjrsocinE會使耐甲氧西林金黃色葡萄球菌種群的基因頻率發(fā)生定向改變,并不一定滅絕,D項錯誤。5.D解析脊椎動物細胞凋亡發(fā)生在個體發(fā)育的各個時期,A項錯誤;神經元凋亡受基因的控制,也受環(huán)境的影響,B項錯誤;凋亡后的神經細胞被吞噬細胞清除的過程屬于非特異性免疫,C項錯誤;神經元與靶細胞間可通過化學信號(神經生長因子及神經遞質)進行雙向的信息傳遞,D項正確。6.B解析HepG2細胞產生的根本原因是原癌基因和抑癌基因突變,導致細胞的增殖失去控制,A項正確;體內出現癌細胞時,機體主要通過細胞免疫發(fā)揮免疫監(jiān)控和清除作用,B項錯誤;HepG2細胞產生的根本原因是原癌基因和抑癌基因突變,導致癌細胞表面抗原表達量降低,C項正確;來那度胺是一種新型免疫調節(jié)劑,可能減少了PD-1和PD-L1的結合進而增強了T細胞的活性,從而用于腫瘤的治療,D項正確。7.BD解析將治療試劑運送到細胞中只需要經過細胞膜一層生物膜,兩層磷脂分子層,A項錯誤;正常情況下,治療試劑不能進入細胞,而鉆孔破壞細胞膜后治療試劑進入細胞,說明細胞膜具有選擇透過性,B項正確;磷脂分子和蛋白質分子都有流動性,C項錯誤;糖蛋白具有識別功能,分子轉子與特定靶細胞的識別依靠細胞膜上的糖蛋白,D項正確。8.CD解析FtsZ是細菌中的蛋白質,細菌是原核生物,沒有細胞核,A項錯誤;FtsZ幾乎存在于所有的病原細菌中,所以不能用來制備專一性肺結核桿菌的疫苗,B項錯誤;FtsZ是一種蛋白質,主要參與細菌的分裂過程,過酸或過堿會降低FtsZ的活性,從而抑制細菌的分裂,C項正確;由于FtsZ幾乎存在于所有的病原細菌中,主要參與細菌的分裂過程,所以FtsZ抑制劑可作為廣譜抗菌藥物,不容易產生耐藥性,D項正確。9.BCD解析胚胎干細胞是從原始性腺或早期胚胎中分離出來的一類細胞,A項錯誤;胚胎干細胞體外培養(yǎng)需要培養(yǎng)在飼養(yǎng)層細胞上或添加抑制因子的培養(yǎng)液中,以維持不分化的狀態(tài),B項正確;由于胚胎干細胞具有分化的全能性,因此對胚胎干細胞通過誘導分化可培育出人造組織器官用于器官移植,以解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題,C項正確;由分析可知,胚胎干細胞在形態(tài)上表現為體積小、細胞核大、核仁明顯的特點,D項正確。10.答案(1)切割外源DNA,保護自身(2)能與BMAL1基因特定序列通過堿基互補配對結合(3)促性腺在卵細胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體獼猴表現為生物節(jié)律紊亂(4)體細胞分化程度高,恢復其全能性十分困難(5)獼猴與人類親緣關系更近,獼猴生物節(jié)律性與人類相近A組A組遺傳背景一致(生物節(jié)律紊亂程度一致),提高了科學研究的可靠性和可比性(B組可能存在遺傳背景(基因編輯成功率)差異,降低科學研究的可靠性和可比性)(或從遺傳背景的一致性角度的其他合理表述)解析由圖可知,向導RNA會與DNA上特定部位的堿基發(fā)生互補配對,引導Cas9蛋白在特定的基因位點進行切割。(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細菌體內,該系統(tǒng)的作用可能是切割外源DNA,保護自身。(2)用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1基因,向導RNA能與BMAL1基因特定序列通過堿基互補配對結合。(3)可對母獼猴注射促性腺激素,使其超數排卵,以獲得更多的受精卵。判斷卵細胞受精成功的重要標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體。在個體水平上,可以觀察到獼猴表現為生物節(jié)律紊亂,說明BMAL1基因敲除成功。(4)體細胞分化程度高,恢復其全能性十分困難,故體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。(5)由于獼猴與人類親緣關系更近,獼猴生物節(jié)律性與人類相近,故在人類生物節(jié)律紊亂機理研究方面,獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動物更加理想?；?/p>