2021高考生物二轮复习 情境专项练4 科技前沿（含解析）.docx

1、情境专项练4科技前沿一、单项选择题1.(2020山东泰安6月模拟)许多研究结果和电镜观察表明,细胞内的线粒体是由原来的线粒体分裂或出芽形成的。下列有关线粒体的叙述正确的是()A.线粒体在增殖过程中无DNA分子复制B.线粒体形成过程体现了生物膜的结构特点C.线粒体中的蛋白质均是线粒体DNA指导合成的D.在光学显微镜下可观察到线粒体具有双层膜2.(2020山东潍坊二模)我国科学家覃重军及其团队成功地将酿酒酵母的16条染色体“浓缩”为1条染色体,合成的染色体删除了研究者认为无用的DNA片段,加入了人工接头。该酵母菌能正常生存,可作为染色体疾病、癌症和衰老等研究的模型。下列叙述错误的是()A.选择酵母

2、菌为实验材料的原因之一是它的染色体结构相对简单,便于操作B.单染色体酵母可以维持酵母菌正常生存说明其他染色体是多余的C.合成人工染色体需要氨基酸和脱氧核苷酸作为原料D.酿酒酵母在此过程中发生了染色体变异3.(2020山东济宁3月一模)2019年初,中科院对机体发热在清除病原体感染中的主要作用及其机制做出了全新阐述。研究发现当机体温度达到高热(38.5 )及以上水平时,热刺激会促使免疫细胞中的热休克蛋白90表达并转移到细胞膜上,该蛋白质与alpha4整合素结合后会加速免疫细胞“运动”到感染部位发挥作用。该发现让人们对发热的作用及退热药的使用有了新的认识。下列说法错误的是()A.热休克蛋白90与a

3、lpha4整合素结合并使免疫细胞做出应答,体现了细胞膜的信息交流功能B.退热药可能是作用于下丘脑体温调节中枢,从而发挥作用C.该研究提示我们,在病人身体条件许可的情况下,可以让病人体温维持在38.5 以上一段时间,然后再吃退烧药D.机体清除外来病原体体现了免疫系统的监控和清除功能4.(2020山东烟台6月模拟2)自然载文:科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取一种新型抗生素(LjrsocinE),它能对抗常见抗生素无法对付的超级细菌耐甲氧西林金黄色球菌,下列相关叙述不正确的是()A.长期滥用抗生素对突变细菌进行了定向选择,使该种群抗药性增强B.“超级细菌”的出现增加了该种群的遗传多样性C.这一“超

4、级细菌”的形成意味着该种群一定发生了进化D.施用LjrsocinE会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群灭绝5.(2020山东青岛6月三模)脊椎动物在胚胎发育过程中产生了过量的运动神经元,它们彼此竞争靶细胞(如肌肉细胞)分泌的神经生长因子。只有接受了足量神经生长因子的神经元才能生存,并与靶细胞建立链接,其他的则发生凋亡。下列有关叙述正确的是()A.脊椎动物细胞的凋亡仅发生在胚胎发育的各个时期B.神经元的凋亡是不受内外环境影响的细胞程序性死亡C.凋亡后的神经细胞被吞噬细胞清除的过程属于体液免疫D.神经元与靶细胞间可通过化学信号进行双向的信息传递6.(2020山东青岛6月三模)研究发现T细胞表面的PD-

5、1和癌细胞表面的PD-L1结合后,T细胞的活性会受到抑制,使其无法识别癌细胞,导致癌细胞的免疫逃逸。来那度胺是一种新型免疫调节剂,临床用于肿瘤的治疗。研究人员利用HepG2细胞(一种肝癌细胞)对来那度胺的作用机理进行了相关研究。下列说法错误的是()A.HepG2细胞中的遗传物质可能受到损伤,细胞的增殖失去控制B.当体内出现癌细胞时,机体主要通过细胞免疫发挥免疫防卫功能C.HepG2细胞表面的糖蛋白减少,其细胞中可能发生多个基因突变D.来那度胺可能减少了PD-1和PD-L1的结合进而增强了T细胞的活性二、不定项选择题7.(2020山东青岛4月一模)科学家设计了仅1 nm宽的分子转子,该转子由紫外

6、光驱动,能以每秒200万300万的转速进行旋转,从而在单个细胞的膜上钻孔。当分子转子与特定的靶细胞结合后,就有望将治疗试剂运送到这些细胞中,或者直接诱导这些细胞死亡。下图为分子转子钻孔过程的示意图,下列有关说法正确的是()A.将治疗试剂运送到细胞中,分子转子需要钻开两层生物膜B.钻孔后才可以运送治疗试剂,说明了细胞膜具有选择透过性C.该过程体现出磷脂分子具有流动性,而蛋白质分子无流动性D.一个细胞是否能成为靶细胞,很可能与表面的糖蛋白有关8.(2020山东临沂4月一模)丝状温度敏感蛋白(FtsZ)是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质,几乎存在于所有病原细菌中。在细菌二分裂时,FtsZ能水解G

7、TP(鸟苷三磷酸),利用释放的化学能使自身聚集成Z环、环化收缩产生分裂力,驱动细菌分裂。下列说法正确的是()A.指导翻译FtsZ的mRNA需要通过核孔进入细胞质B.FtsZ有希望作为预防肺结核的专一性疫苗研制使用C.过酸或过碱会降低FtsZ的活性,抑制细菌分裂D.FtsZ抑制剂可作为广谱抗菌药物,不容易产生耐药性9.(2020山东泰安6月模拟)2020年4月14日,中国科技部生物中心副主任孙燕荣在北京表示,已在武汉完成超过200例干细胞治疗,从目前结果看,干细胞应用于新冠肺炎的临床治疗安全性良好。下列有关胚胎干细胞的叙述正确的是()A.胚胎干细胞是从原始性腺或囊胚期滋养层细胞中分离出来的一类细

8、胞B.胚胎干细胞在饲养层细胞上或添加抑制因子的培养液中能维持不分化的状态C.胚胎干细胞通过诱导分化可培育出人造组织器官用于器官移植,以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题D.胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显三、非选择题10.(2020山东威海4月一模)2019年1月24日,国家科学评论发表了上海科学家团队的一项重要成果,即先通过基因编辑技术切除猕猴受精卵中的生物节律核心基因BMAL1,再利用体细胞克隆技术,获得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴,这是国际上首次成功构建出了一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴模型,同时也是世界上首个体细胞克隆猴“中中”“华华”诞生后,体细胞

9、克隆猴技术的首次应用。基因编辑技术是上述研究中的核心技术,该技术中的基因编辑工具是经改造的CRISPR/Cas9系统。该系统由向导RNA和Cas9蛋白组成,由向导RNA引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割来完成基因的编辑过程,其工作原理如下图所示。请回答下列问题。(1)CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内,推测该系统在细菌体内的作用是。(2)由于Cas9蛋白没有特异性,用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1基因,向导RNA的识别序列应具有的特点是。(3)为了获得更多的受精卵,可对母猕猴注射激素,使其超数排卵,判断卵细胞受精成功的重要标志是。在个体水平鉴定BMAL1基因敲除成功的

10、方法是。(4)该团队利用一只BMAL1缺失的成年猕猴体细胞克隆出5只后代的实验中,体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是。(5)在人类生物节律紊乱机理研究方面,猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想,理由是。基因编辑后通过体细胞克隆得到的数只BMAL1缺失猕猴(A组),与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴(B组)比较,(填“A组”或“B组”)更适合做疾病研究模型动物,理由是。11.(2020山东一模)基因定点整合可替换特定基因,该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由PKU基因突变引起的,将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上

11、,替换突变基因,可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是:从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1和HB2,根据其碱基序列分别合成HB1和HB2,再将两者分别与基因HSV-tk1、HSV-tk2连接,中间插入正常PKU基因和标记基因neor,构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1和HB2序列发生交换,导致两者之间区域发生互换,如图所示。请回答下列问题。(1)构建重组载体时,常用的工具酶有。该实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞以培育出转基因小鼠,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞。(2)为获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的取出

12、,并用处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为。(3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时,会出现PKU基因错误整合。错误整合时,载体的两个HSV-tk中至少会有一个与neor一起整合到染色体DNA上。已知含有neor的细胞具有G418的抗性,HSV-tk1、HSV-tk2的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是的胚胎干细胞,理由是。(4)将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,从个体生物学水平检测,若小鼠,说明PKU基因成功表达。参考答案情

13、境专项练4科技前沿1.B解析线粒体是半自主复制的细胞器,在增殖过程中有DNA分子的复制,A项错误;线粒体是由原来的线粒体分裂或出芽形成的,体现了生物膜具有一定流动性的结构特点,B项正确;线粒体中的蛋白质是由线粒体DNA和细胞核DNA共同指导合成的,C项错误;在光学显微镜下不能观察到线粒体具有双层膜,D项错误。2.B解析酵母菌是常用的遗传学材料,其染色体结构相对简单,便于操作,A项正确;将酿酒酵母的16条染色体“浓缩”为1条染色体,并不能说明其他染色体是多余的,B项错误;染色体主要由DNA和蛋白质组成,合成人工染色体需要氨基酸(蛋白质的原料)和脱氧核苷酸(DNA的原料)作为原料,C项正确;酿酒酵

14、母在此过程中发生了染色体变异,研究者将酿酒酵母的16条染色体“浓缩”为1条属于染色体数目变异,合成的染色体删除了研究者认为无用的DNA片段属于染色体结构变异,D项正确。3.D解析热休克蛋白90与alpha4整合素结合并使免疫细胞做出应答,体现了细胞膜的信息交流功能,A项正确;退热药可能是作用于下丘脑体温调节中枢,从而发挥作用,B项正确;在病人身体条件许可的情况下,可以让病人体温维持在38.5以上一段时间,主要为了提高机体的免疫功能,然后再吃退烧药,C项正确;机体清除外来病原体体现了免疫系统的防卫功能,D项错误。4.D解析长期滥用抗生素对突变细菌进行了定向选择,使该种群抗药性增强,A项正确;根据

15、分析,超级细菌出现的过程中发生了变异,会增加遗传多样性,B项正确;根据分析可知,种群的基因频率发生了变化,所以该种群一定发生了进化,C项正确;施用LjrsocinE会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群的基因频率发生定向改变,并不一定灭绝,D项错误。5.D解析脊椎动物细胞凋亡发生在个体发育的各个时期,A项错误;神经元凋亡受基因的控制,也受环境的影响,B项错误;凋亡后的神经细胞被吞噬细胞清除的过程属于非特异性免疫,C项错误;神经元与靶细胞间可通过化学信号(神经生长因子及神经递质)进行双向的信息传递,D项正确。6.B解析HepG2细胞产生的根本原因是原癌基因和抑癌基因突变,导致细胞的增殖失去控制,A项正

16、确;体内出现癌细胞时,机体主要通过细胞免疫发挥免疫监控和清除作用,B项错误;HepG2细胞产生的根本原因是原癌基因和抑癌基因突变,导致癌细胞表面抗原表达量降低,C项正确;来那度胺是一种新型免疫调节剂,可能减少了PD-1和PD-L1的结合进而增强了T细胞的活性,从而用于肿瘤的治疗,D项正确。7.BD解析将治疗试剂运送到细胞中只需要经过细胞膜一层生物膜,两层磷脂分子层,A项错误;正常情况下,治疗试剂不能进入细胞,而钻孔破坏细胞膜后治疗试剂进入细胞,说明细胞膜具有选择透过性,B项正确;磷脂分子和蛋白质分子都有流动性,C项错误;糖蛋白具有识别功能,分子转子与特定靶细胞的识别依靠细胞膜上的糖蛋白,D项正

17、确。8.CD解析FtsZ是细菌中的蛋白质,细菌是原核生物,没有细胞核,A项错误;FtsZ几乎存在于所有的病原细菌中,所以不能用来制备专一性肺结核杆菌的疫苗,B项错误;FtsZ是一种蛋白质,主要参与细菌的分裂过程,过酸或过碱会降低FtsZ的活性,从而抑制细菌的分裂,C项正确;由于FtsZ几乎存在于所有的病原细菌中,主要参与细菌的分裂过程,所以FtsZ抑制剂可作为广谱抗菌药物,不容易产生耐药性,D项正确。9.BCD解析胚胎干细胞是从原始性腺或早期胚胎中分离出来的一类细胞,A项错误;胚胎干细胞体外培养需要培养在饲养层细胞上或添加抑制因子的培养液中,以维持不分化的状态,B项正确;由于胚胎干细胞具有分化

18、的全能性,因此对胚胎干细胞通过诱导分化可培育出人造组织器官用于器官移植,以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题,C项正确;由分析可知,胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显的特点,D项正确。10.答案(1)切割外源DNA,保护自身(2)能与BMAL1基因特定序列通过碱基互补配对结合(3)促性腺在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体猕猴表现为生物节律紊乱(4)体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难(5)猕猴与人类亲缘关系更近,猕猴生物节律性与人类相近A组A组遗传背景一致(生物节律紊乱程度一致),提高了科学研究的可靠性和可比性(B组可能存在遗传背景(基因编辑成功率)差异,降低科学

19、研究的可靠性和可比性)(或从遗传背景的一致性角度的其他合理表述)解析由图可知,向导RNA会与DNA上特定部位的碱基发生互补配对,引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割。(1)CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内,该系统的作用可能是切割外源DNA,保护自身。(2)用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1基因,向导RNA能与BMAL1基因特定序列通过碱基互补配对结合。(3)可对母猕猴注射促性腺激素,使其超数排卵,以获得更多的受精卵。判断卵细胞受精成功的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。在个体水平上,可以观察到猕猴表现为生物节律紊乱,说明BMAL1基因敲除成功。(4)体细

20、胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,故体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(5)由于猕猴与人类亲缘关系更近,猕猴生物节律性与人类相近,故在人类生物节律紊乱机理研究方面,猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想。基因编辑后通过体细胞克隆得到的数只BMAL1缺失猕猴(A组),与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴(B组)比较,A组遗传背景一致,提高了科学研究的可靠性和可比性,故A组更适合做疾病研究模型动物。11.答案(1)限制酶(限制性核酸内切酶)和DNA连接酶全能性强(2)内细胞团胰蛋白酶(或:胶原蛋白酶)细胞贴壁(或:贴壁生长)(3)PKU基因正确整合(或:PKU基因定点整

21、合)在含有G418的培养液中培养时,不含neor的细胞全部死亡,含有PKU基因的细胞可以存活下来;在含有G418和DHPG的培养液中培养时,错误整合的细胞因含HSV-tk而死亡(4)不患苯丙酮尿症解析(1)构建基因表达载体的工具酶有:“分子手术刀”限制酶(限制性核酸内切酶)和“分子缝合针”DNA连接酶。胚胎干细胞细胞分裂能力强,细胞分化程度低,恢复全能性相对容易,更容易培育成转基因小鼠。(2)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。为获得胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的内细胞团取出,用胰蛋白酶处理,进行培养,动物细胞紧贴培养瓶的表面生长的现象,称为细胞贴壁。(3)依据题干信息,由于PKU基因错误整合而会出现导入三种重组载体、或的细胞,因为含有neor的细胞具有G418的抗性,HSV-tk1、HSV-tk2的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡,所以在含有G418、同时含有G418和DHPG的培养液中依次培养,只有PKU基因正确整合的胚胎干细胞可以存活。(4)小鼠体内无苯丙酮酸积累,说明目的基因正常表达,不患苯丙酮尿症。