2025屆高考生物二輪復習【第2部分短平快增分練】新情境熱點練3關注前沿科技注重科技創(chuàng)新(新教材)

3．關注前沿科技，注重科技創(chuàng)新(限時：40分鐘)一、選擇題1．(2023·香坊區(qū)三模)據報道，科學家發(fā)現了一種可以合成植物葉綠素的動物——海蛞蝓。海蛞蝓可能是從其吃掉的顫藍細菌等生物身上獲取了合成葉綠素的基因。下列有關敘述不合理的是()A．顫藍細菌等原核生物和真核生物都具有DNA和RNA兩種核酸B．顫藍細菌與海蛞蝓遺傳信息傳遞的過程相同C．與顫藍細菌相似，海蛞蝓體細胞可能也具有溶酶體和葉綠體D．未合成葉綠素的海蛞蝓不能將光能轉化為化學能，但仍能合成ATP解析：C顫藍細菌等原核生物和真核生物都具有DNA和RNA兩種核酸，A合理；顫藍細菌與海蛞蝓遺傳物質都是DNA，遺傳信息傳遞的過程相同，B合理；顫藍細菌為原核生物，不含有溶酶體和葉綠體，海蛞蝓是一種動物，其可能是從其吃掉的顫藍細菌等身上獲取了合成葉綠素的基因，但不能具有葉綠體，C不合理；未合成葉綠素的海蛞蝓不能將光能轉化為化學能，但仍能通過呼吸作用合成ATP，D合理。2．(2023·韶關二模)我國科學家許曉東團隊發(fā)現一種由桿狀病毒所編碼的某種因子LEF-10為朊病毒(不含核酸而僅由蛋白質構成)，此項研究將朊病毒存在的范圍從細胞生物拓展至病毒界。下列說法錯誤的是()A．桿狀病毒和朊病毒的元素組成都含C、H、O、N、PB．桿狀病毒和朊病毒進行正常的生命活動都離不開細胞C．高溫處理LEF-10后，用雙縮脲試劑檢測有顯色反應D．此項研究為朊病毒廣泛存在的假說提供了有力的證據解析：A桿狀病毒是DNA病毒，其元素組成為C、H、O、N、P，朊病毒不含核酸而僅由蛋白質構成，其元素組成主要為C、H、O、N，A錯誤；病毒無細胞結構，不能獨立生活，必須寄生在活細胞中才能進行各種生命活動，B正確；朊病毒不含核酸而僅由蛋白質構成，高溫處理LEF-10后，其空間結構被破壞，但是肽鍵沒有被破壞，用雙縮脲試劑檢測依然有顯色反應，C正確；朊病毒不含核酸而僅由蛋白質構成，此項研究將朊病毒存在的范圍從細胞生物拓展至病毒界，故此項研究為朊病毒廣泛存在的假說提供了有力的證據，D正確。3．(2023·昌平區(qū)二模)科學家將相關基因導入體細胞，使其成為誘導多能干細胞(iPSC)。將iPSC與心肌細胞融合，獲得雜交細胞(Hybridcell)。一定條件下分別誘導iPSC和雜交細胞向心肌細胞分化，統(tǒng)計其分化率，結果如圖。下列相關說法不正確的是()A．向心肌細胞分化是基因選擇性表達的結果B．誘導多能干細胞和雜交細胞都具有分化能力C．誘導20d后iPSC和雜交細胞都不再分化D．臨床使用前需評估兩種細胞致癌的風險解析：C細胞分化的實質是基因的選擇性表達，即向心肌細胞分化是基因選擇性表達的結果，A正確；結合圖示iPSC和Hybridcell的分化率可知，誘導多能干細胞和雜交細胞都具有分化能力，且iPSC的分化率較高，B正確；誘導20d后iPSC和雜交細胞都具有較高的分化率，還可以再分化，C錯誤；iPSC是將相關基因導入體細胞而獲得，雜交細胞是iPSC與心肌細胞的融合細胞，引入機體都具有一定的風險，臨床使用前需評估兩種細胞致癌的風險，D正確。4．(2023·保定一模)目前科學家較為認可的衰老機制是線粒體學說。該學說的內容是：在衰老過程中，線粒體產生的大量氧自由基不僅會對細胞造成直接損傷，還能啟動一系列的信號轉導途徑，促進細胞衰老；線粒體呼吸酶復合物的活性隨年齡增長而下降，導致ATP生成減少，細胞能量代謝功能下降，從而導致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用，科學家發(fā)現在許多組織細胞的線粒體內均存在雌激素受體。下列敘述錯誤的是()A．線粒體產生的氧自由基可間接導致細胞中水分減少、細胞核體積增大B．在線粒體產生的氧自由基促進細胞衰老過程中會發(fā)生信息交流C．線粒體合成ATP的能力與呼吸酶復合物的活性有關，ATP合酶只存在于線粒體中D．推測雌激素可能通過與線粒體內的受體結合來保護線粒體，發(fā)揮其抗細胞衰老的作用解析：C由題意可知，在衰老過程中，線粒體產生的大量氧自由基能間接促進細胞衰老，而細胞中水分減少、細胞核體積增大都是細胞衰老的特點，A正確；由題意可知，在衰老過程中，線粒體產生的大量氧自由基能啟動一系列的信號轉導途徑，促進細胞衰老，說明在線粒體產生的氧自由基促進細胞衰老過程中會發(fā)生信息交流，B正確；線粒體合成ATP的能力與呼吸酶復合物的活性有關，細胞質基質中也含有ATP合酶，C錯誤；由題意推測，許多組織細胞的線粒體內均存在雌激素受體，雌激素可能通過與線粒體內的受體結合來保護線粒體，從而發(fā)揮其抗細胞衰老的作用，D正確。5．(2023·浙江二模)真核細胞表面有多種G蛋白受體(GPCR)，它們都具有七重跨膜結構。這類受體可介導多種胞外信號的細胞應答。信號過強或作用時間過長會使GPCR成為脫敏態(tài)，從而解除信號分子作用，如圖所示。下列敘述正確的是()A．不同GPCR的氨基酸排列順序相同B．GPCR的水溶性部分形成跨膜結構C．抑制蛋白使GPCR不能向細胞內傳遞信號D．胞外信號消失后脫敏態(tài)的GPCR將恢復為活化態(tài)解析：C蛋白質的不同在于氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈盤曲折疊的方式不同，故不同GPCR的氨基酸排列順序可能不同，A錯誤；細胞膜兩側都是水環(huán)境，親水性部分在膜兩側，形成跨膜結構的部分應是GPCR的脂溶性部分，B錯誤；據圖可知，抑制蛋白與GPCR蛋白細胞內的信號傳遞部位結合，阻斷了GPCR向細胞內傳遞信號，C正確；據圖可知，胞外信號消失后脫敏態(tài)的GPCR將恢復為感受態(tài)，D錯誤。6．(2023·遼寧三模)降鈣素基因相關肽(CGRP)是人類用分子生物學方法發(fā)現的第一個活性多肽。最新研究發(fā)現，辣椒素刺激傷害性感受器后分泌的CGRP可促進造血干細胞由骨髓進入血液，這有利于造血干細胞移植中造血干細胞的采集。下列相關敘述錯誤的是()A．CGRP中一定含有C、H、O、N四種元素B．辣椒素會導致神經纖維膜電位變化而產生興奮C．CGRP是一種在突觸小泡內合成、運輸的神經遞質D．分泌CGRP的細胞具有細胞膜、細胞質和細胞核等結構解析：CCGRP是一種多肽，一定含有C、H、O、N四種元素，A正確；辣椒素刺激傷害性感受器，使其分泌CGRP，據此推知辣椒素會導致神經纖維膜電位變化而產生興奮，B正確；CGRP是在核糖體上合成的，C錯誤；分泌CGRP的細胞應為真核細胞，具有細胞膜、細胞質和細胞核等結構，D正確。7．(2023·汕頭模擬)2020年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了三位在發(fā)現丙肝病毒(HCV)及應對血液傳染性肝炎方面作出了決定性貢獻的科學家。HCV是一種正鏈RNA病毒(＋RNA病毒)，整個病毒體呈球形，在核衣殼外包含有衍生于宿主細胞的脂雙層膜(即包膜)，膜上插有病毒基因組編碼的糖蛋白，能侵染人肝細胞導致丙型病毒性肝炎(丙肝)，威脅著人類的健康。緊密連接蛋白Claudin-1是HCV入侵細胞的重要受體之一，使用siRNA敲掉Sec24C或抑制劑削弱COPⅡ運輸通路均能減少Claudin-1在細胞表面的定位。下列說法不正確的是()A．HCV的RNA和包膜均含有磷元素B．HCV中的基因能指導緊密連接蛋白Claudin-1的合成C．HCV侵染人體肝細胞，而不侵染人體的其他細胞的根本原因是不同細胞的遺傳信息執(zhí)行情況不同D．使用siRNA敲掉Sec24C或抑制劑削弱COPⅡ運輸通路能抑制HCV的入侵解析：BRNA的元素組成為C、H、O、N、P，HCV的包膜為衍生于宿主細胞的脂雙層膜，含有磷脂，磷脂的元素組成為C、H、O、N、P，故HCV的RNA和包膜均含有磷元素，A正確；“緊密連接蛋白Claudin-1是HCV入侵細胞的重要受體之一”，則該蛋白是位于宿主細胞膜上的，是由宿主的基因指導合成的，B錯誤；由同一個受精卵發(fā)育而來的不同細胞中遺傳信息都相同，HCV侵染人體肝細胞，而不侵染其他細胞的根本原因是不同細胞的遺傳信息的執(zhí)行情況不同，即發(fā)生了基因的選擇性表達，C正確；HCV病毒侵入機體需要借助細胞膜的識別作用，使用siRNA敲掉Sec24C或抑制劑削弱COPⅡ運輸通路均能減少Claudin-1在細胞表面的定位，通過阻止HCV與細胞膜的識別而抑制HCV的入侵，D正確。8．(2023·廣東模擬)我國科學家通過刺激雌鼠甲的卵細胞有絲分裂，培養(yǎng)了卵生胚胎干細胞，然后修改該細胞的基因，使這些細胞具備精子的功能，最后將這些細胞注入雌鼠乙的卵細胞，由此產生了一批具有兩個“母親”的小鼠。已知小鼠有20對染色體。以下敘述錯誤的是()A．得到的子代都是雌性B．該方法繁殖產生的小鼠體細胞中有40條染色體C．正常情況下，受精卵中的染色體一半來自精子，一半來自卵細胞D．正常情況下，每個卵細胞繼承了初級卵母細胞四分之一的細胞質解析：D由于子代小鼠是由兩個卵細胞結合形成的，其性染色體組成為XX，因此得到的子代都是雌性，A正確；小鼠有20對染色體，該方法繁殖產生的小鼠是由兩個卵細胞結合形成的細胞發(fā)育形成的，因此其體細胞中有20對、40條染色體，B正確；正常情況下，受精卵中的染色體一半來自精子，一半來自卵細胞，C正確；由于初級卵母細胞和次級卵母細胞的分裂都是不均等的，因此正常情況下，每個卵細胞繼承了大于初級卵母細胞四分之一的細胞質，D錯誤。9.(2023·濟南模擬)我國科學家在研究水稻雜種不育現象時發(fā)現，品種甲7號染色體上緊密連鎖的基因ORF2和ORF3分別編碼毒蛋白和解毒蛋白，它們分別在花粉母細胞的減數分裂過程、花粉細胞中表達，解毒蛋白會自動消除毒蛋白的毒害作用，使花粉細胞順利完成發(fā)育；水稻品種乙7號染色體相應位點上只有編碼無毒蛋白的基因orf2而無基因ORF3及其等位基因。品種甲、乙的雜交種(如圖)雖具有明顯的雜種優(yōu)勢，但部分花粉不育(不考慮突變和互換)。下列有關敘述正確的是()A．水稻品種甲與乙之間存在生殖隔離B．ORF2、orf2與ORF3是一組復等位基因C．F1產生的含基因orf2的花粉可育D．F1產生的含基因ORF2的花粉可育解析：D據題干分析可知，品種甲、乙雜交能產生可育后代，因此不存在生殖隔離，A錯誤；基因ORF2與orf2是等位基因(同源染色體相同位置)，ORF2與ORF3是非等位基因(同一條染色體不同位置)，B錯誤；F1的花粉母細胞中因含有基因ORF2，因此其產生的花粉中都含有毒蛋白(減數分裂過程已表達)，含基因orf2的花粉因不能表達解毒蛋白而不育，C錯誤；F1產生的含基因ORF2的花粉同時含有ORF3及其表達的解毒蛋白，故而可育，D正確。10．(2023·山東模擬)蜂毒中包含一種蜂毒肽，蜂毒肽既能溶于水又能溶于甲醇等有機溶劑。蜂毒肽可以融合病毒的外膜包被，對HIV及其他病毒進行包被、打孔，從而破壞HIV的外膜，促使HIV崩解?？蒲腥藛T構建了蜂毒納米運載顆粒，作用于患癌小鼠，發(fā)現不僅對原位腫瘤有很好的治療效果，還可以起到類似腫瘤疫苗的作用，提高機體免疫功能。下列分析錯誤的是()A．蜂毒肽是一種多肽，不具有特定的空間結構B．蜂毒肽可與病毒外膜包被結合進而插入脂雙層中，改變病毒外膜包被的結構使病毒崩解C．蜂毒納米運載顆?？赡苷T導激活了機體的體液免疫，抑制腫瘤的生長或促進腫瘤消退D．蜂毒納米運載顆粒應用于臨床治療腫瘤前需要進一步實驗，以免產生過敏反應解析：C蜂毒肽是一種多肽，由氨基酸構成，具有特定的氨基酸序列，不具有空間結構，A正確；蜂毒肽既能溶于水又能溶于甲醇等有機溶劑，具有兩親性，可與病毒外膜包被結合進而插入脂雙層中改變病毒外膜包被的結構使病毒崩解，B正確；對癌細胞起作用的是細胞免疫中的細胞毒性T細胞，蜂毒納米運載顆粒起到類似腫瘤疫苗的作用，可能誘導激活了機體的細胞免疫，作用于腫瘤細胞，C錯誤；蜂毒肽對人類是一種外源蛋白，人體可能會產生過敏反應，臨床治療腫瘤前需要進一步實驗，D正確。二、非選擇題11．(2023·山東濰坊預測)杜氏肌營養(yǎng)不良癥(DMD)是單基因遺傳病，此病會造成患者全身肌肉退化。研究發(fā)現大約13%DMD患者的致病基因D在外顯子45和50之間的區(qū)域有突變(真核生物基因的編碼區(qū)中對應成熟RNA的序列被稱為外顯子，每個基因有多個外顯子)，這會使外顯子51及之后的序列表達異常，從而阻止正常D蛋白的產生。研究人員為探索DMD的臨床治療方案，對一種DMD模型犬進行基因編輯。該DMD模型犬缺失外顯子50(△Ex50)導致外顯子51中出現終止密碼子對應的序列。研究人員利用基因編輯技術CRISPR/Cas9對DMD模型犬外顯子51進行切割，以期跳過外顯子51，產生一個縮短但仍有功能的D蛋白，如圖1。圖1圖2(1)研究發(fā)現，不同DMD患者的D基因可在不同位置發(fā)生堿基替換、增添或缺失，說明此類變異具有__________________的特點。(2)CRISPR/Cas9復合體由兩部分組成，一部分是可以切割基因的“手術刀”Cas9蛋白，另一部分是gRNA。由圖1推知，Cas9蛋白斷開的化學鍵是__________，gRNA的主要功能是____________________________。(3)將帶有CRISPR/Cas9相應DNA序列的腺病毒注射進DMD模型犬的骨骼肌中，6周后進行檢測，結果如圖2。圖中結果為___________________________________________________________________________________________________________________________________________________；肌肉檢測發(fā)現，基因編輯犬的肌肉萎縮癥狀明顯減輕。綜上說明___________________________________________________________________________________________________________________________。(4)研究人員的最終目的是修正全身的肌肉組織，通過靜脈注射將帶有CRISPR/Cas9相應DNA序列的腺病毒運送到全身，CRISPR/Cas9相應DNA序列需使用肌肉特異性啟動子驅動表達，原因是__________________________。解析：(1)不同DMD患者的D基因可在不同位置發(fā)生堿基替換、增添或缺失，說明此變異類型具有隨機性或不定向性的特點。(2)Cas9蛋白是切割基因的“手術刀”，類似于限制酶，因此Cas9蛋白可催化DNA分子中磷酸二酯鍵的斷裂；據圖1可知，gRNA的主要功能是通過堿基互補配對原則特異性結合目標DNA序列。(3)實驗操作為“將帶有CRISPR/Cas9相應DNA序列的腺病毒注射進DMD模型犬的骨骼肌中”結合柱形圖可知，該實驗的自變量為不同類型的犬(正常犬、DMD模型犬和基因編輯犬)，DMD模型犬(△Ex50)肌肉組織的D蛋白含量很低，基因編輯犬的D蛋白表達量顯著高于DMD模型犬，但低于正常犬；若基因編輯犬的肌肉萎縮癥狀明顯減輕，說明D蛋白表達有助于緩解肌肉萎縮癥狀。(4)CRISPR/Cas9相應DNA序列需使用肌肉特異性啟動子驅動表達，原因是靜脈注射CRISPR/Cas9表達系統(tǒng)只在肌肉組織細胞中發(fā)揮作用，避免傷害到其他細胞的基因組。答案：(1)隨機性或不定向性(2)磷酸二酯鍵通過堿基互補配對原則特異性結合目標DNA序列(3)DMD模型犬(△Ex50)肌肉組織的D蛋白含量很低，基因編輯犬的D蛋白表達量顯著高于DMD模型犬，但低于正常犬D蛋白表達有助于緩解肌肉萎縮癥狀(4)靜脈注射CRISPR/Cas9表達系統(tǒng)只在肌肉組織細胞中發(fā)揮作用，避免傷害到其他細胞的基因組12．(2023·菏澤二模)“腦彩虹”是一項最新的大腦成像技術，通過熒光蛋白“點亮”大腦內的神經元，幫助科學家了解大腦。(1)loxP序列具有方向性，結構如圖1所示，其中決定方向的序列是________(填序號)。圖1圖2(2)Cre酶是該技術的關鍵酶，它能催化如圖2所示的反應，即隨機識別DNA分子上同向排列的兩個相同的loxP序列，并在圖1的②中特定位點切斷DNA雙鏈，切口被重新連接后，保留片段________________，從而實現目標基因的敲除。若經Cre酶作用使得2個loxP位點間的序列發(fā)生反轉，其原因可能是___________________________________________________________。(3)研究者需先用_______________________酶處理三種熒光蛋白基因、兩種loxP序列，將它們與腦組織特異表達啟動子M相連接，構建圖3所示的基因表達載體，再用顯微注射法將該基因表達載體導入小鼠的____________中，進而得到僅含一個圖3所示片段的轉基因小鼠，再經過進一步篩選，獲得純合的轉基因小鼠a。注：僅表達與啟動子相鄰的熒光蛋白基因。圖3圖4(4)圖3所示序列的兩個loxP1之間或兩個loxP2之間的基因，只會被Cre酶識別并切割一次。為使腦組織細胞中Cre酶的表達受調控，研究者將Cre酶基因與啟動子N(由信號分子X開啟)連接，獲得純合轉基因小鼠b，將圖4所示純合小鼠a和b雜交，得到F1。①無信號分子X作用時，F1腦組織和其他組織細胞的顏色分別是_________。②有信號分子X作用時，F1出現“腦彩虹”，請闡述機理：_______________。(5)研究者希望具有更豐富的顏色組合，即在一個細胞內隨機出現兩種或兩種以上顏色疊加，形成更多顏色的“腦彩虹”，請依據題目信息，簡要寫出設計思路：_____________________________________________________________。解析：(1)①和③的堿基序列在兩條鏈上是回文序列，不具有方向性，②中的序列在兩條鏈上不是回文序列具有方向，因此決定方向的是序列②。(2)Cre酶能催化如圖2所示的反應，即隨機識別DNA分子上同向排列的兩個相同的loxP序列進行切除，片段1自身環(huán)化且?guī)в写贸?，因此保留片?，從而實現目標基因的敲除，如果兩個loxP位點位于同一條DNA上且方向相反，Cre酶會使loxP間的序列反轉(反向連接)。(3)基因表達載體構建過程