2023屆復(fù)習(xí) 二輪復(fù)習(xí)　微專題(六)　與生物學(xué)相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng) 課件 （24張）

生物技術(shù)與工程專題十與生物學(xué)相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)微專題(六)內(nèi)容索引情境預(yù)測知識鏈接對位訓(xùn)練情境預(yù)測諾貝爾獎(jiǎng)是以瑞典著名化學(xué)家、硝化甘油炸藥發(fā)明人諾貝爾的部分遺產(chǎn)作為基金在1900年創(chuàng)立的，它分設(shè)物理、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)、文學(xué)、和平和經(jīng)濟(jì)學(xué)六個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。諾貝爾獎(jiǎng)外籍華人獲獎(jiǎng)?wù)哂欣钫馈钫駥?、丁肇中等十人，屠呦呦是第一位獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)的中國本土科學(xué)家、第一位獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的華人科學(xué)家。諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)是中國醫(yī)學(xué)界迄今為止獲得的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，也是中醫(yī)藥成果獲得的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。很多高考題的情境來源于諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的科學(xué)研究。知識鏈接1.2015年：屠呦呦提純青蒿素治療瘧疾以及威廉·坎貝爾(WilliamC·Campbell)和大村智(Satoshiōmura)發(fā)現(xiàn)了阿維菌素創(chuàng)新線蟲療法。2.2016年：發(fā)現(xiàn)自體吞噬(autophagy)的機(jī)制。3.2017年：發(fā)現(xiàn)控制晝夜節(jié)律的分子機(jī)制。(關(guān)鍵詞：周期基因per)4.2018年：發(fā)現(xiàn)負(fù)性免疫調(diào)節(jié)治療癌癥的療法(關(guān)鍵詞：PD－1和PD－L1)。5.2019年：發(fā)現(xiàn)細(xì)胞如何感知并適應(yīng)氧氣變化的含量(關(guān)鍵詞：低氧誘導(dǎo)因子HIF)6.2020年：發(fā)現(xiàn)丙型肝炎病毒，CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)。7.2021年：發(fā)現(xiàn)溫度和觸覺感受器(關(guān)鍵詞：辣椒素和相關(guān)受體)對位訓(xùn)練1.丙型肝炎病毒(HCV)是一種單鏈(＋)RNA病毒。HCV侵入人體肝細(xì)胞并完成增殖的過程如圖所示。HCV進(jìn)入肝細(xì)胞后，將RNA釋放到細(xì)胞中并作為模板，在核糖體上合成一個(gè)多聚蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)會被相應(yīng)的蛋白酶切斷為不同種類蛋白質(zhì)并被埋入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜中，按照既定的排列順序使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)凹，并開始復(fù)制病毒的RNA。生成的病毒的蛋白質(zhì)中的一部分與復(fù)制出的病毒RNA組合成新病毒。下列有關(guān)說法正確的是A.HCV的遺傳物質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物有4種B.HCV通過其細(xì)胞膜與宿主細(xì)胞膜融合，入侵宿主細(xì)胞C.該病毒的(＋)RNA上含有與tRNA上的反密碼子互補(bǔ)配對的堿基序列D.人體肝臟細(xì)胞被HCV感染后，抗體進(jìn)入肝臟細(xì)胞將HCV清除√123456712345丙型肝炎病毒(HCV)是一種以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，徹底水解后產(chǎn)生核糖、磷酸和A、U、G、C4種堿基，共6種產(chǎn)物，A錯(cuò)誤；丙肝病毒不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，沒有細(xì)胞膜，B錯(cuò)誤；HCV進(jìn)入肝細(xì)胞后，將(＋)RNA釋放到細(xì)胞中并作為翻譯的模板，合成蛋白質(zhì)，故(＋)RNA上含有與tRNA上的反密碼子互補(bǔ)配對的堿基序列，C正確；抗體屬于分泌蛋白，在細(xì)胞外起作用，無法進(jìn)入肝臟細(xì)胞將HCV清除，D錯(cuò)誤。672.(2022·天津高三模擬預(yù)測)青蒿素被世界衛(wèi)生組織稱作是“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，是從黃花蒿莖葉中提取的無色針狀晶體，可用有機(jī)溶劑(乙醚)進(jìn)行提取。它的抗瘧機(jī)理主要在于其活化產(chǎn)生的自由基可與瘧原蛋白結(jié)合，作用于瘧原蟲的膜結(jié)構(gòu)，使其生物膜系統(tǒng)遭到破壞。下列說法不正確的是A.青蒿素屬于脂溶性物質(zhì)B.青蒿素可以破壞瘧原蟲細(xì)胞的完整性C.青蒿素可破壞瘧原蟲的細(xì)胞膜、核膜和細(xì)胞器膜D.青蒿素的抗瘧機(jī)理不會破壞高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能√1234567結(jié)合題干可知，可用有機(jī)溶劑(乙醚)提取青蒿素，青蒿素能溶于乙醚，屬于脂溶性物質(zhì)，A正確；根據(jù)題干“青蒿素作用于瘧原蟲的膜結(jié)構(gòu)，使其生物膜系統(tǒng)遭到破壞”可知，青蒿素可破壞瘧原蟲的細(xì)胞膜、核膜和細(xì)胞器膜等，可以裂解瘧原蟲，破壞瘧原蟲細(xì)胞的完整性，B、C正確；青蒿素作用于瘧原蟲的膜結(jié)構(gòu)，使其生物膜系統(tǒng)遭到破壞，高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)具有膜結(jié)構(gòu)，青蒿素的抗瘧機(jī)理會破壞高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能，D錯(cuò)誤。12345673.2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位科學(xué)家，以表彰他們在揭示細(xì)胞感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)機(jī)制所做的貢獻(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)胞缺氧時(shí)，缺氧誘導(dǎo)因子(HIF－Iα)與芳香烴受體核轉(zhuǎn)位蛋白(ARNT)結(jié)合，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)生成促紅細(xì)胞生成素(EPO，一種促進(jìn)紅細(xì)胞生成的蛋白質(zhì)激素)；當(dāng)氧氣充足時(shí)，HIF－Iα羥基化后被蛋白酶降解，調(diào)節(jié)過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.在氧氣濃度降低時(shí)，HIF－Iα可促進(jìn)紅細(xì)胞的生成，

防止機(jī)體過度缺氧B.HIF－Iα能與ARNT特異性結(jié)合，與其氨基酸的排列順序有關(guān)C.HIF－Iα可以調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，發(fā)揮作用后被滅活而失去功能D.控制EPO的基因在表達(dá)時(shí)，轉(zhuǎn)錄、翻譯過程只受氧氣濃度影響√1234567缺氧誘導(dǎo)因子(HIF－Iα)與芳香烴受體核轉(zhuǎn)位蛋白(ARNT)結(jié)合，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)生成促紅細(xì)胞生成素(EPO，一種促進(jìn)紅細(xì)胞生成的蛋白質(zhì)激素)，紅細(xì)胞增多可以促進(jìn)氧氣的運(yùn)輸，防止機(jī)體過度缺氧，A正確；HIF－Iα能被蛋白酶降解，說明它是一種蛋白質(zhì)，能與ARNT特異性結(jié)合，與其特異性有關(guān)，HIF－Iα的特異性與其氨基酸的排列順序有關(guān)，B正確；1234567HIF－Iα是一種激素，可以調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，激素發(fā)揮作用后，很快被滅活而失去功能，C正確；控制EPO合成的基因在表達(dá)時(shí)，經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯過程(需要多種酶催化)，受氧氣濃度的影響，同時(shí)也受溫度、pH等因素的影響，D錯(cuò)誤。12345674.(2022·江蘇高三模擬)辣椒素是辣椒中主要的辣味成分。研究發(fā)現(xiàn)，辣椒素和高溫均能直接激活細(xì)胞膜上的受體TRPV1，使其作為離子通道協(xié)助相關(guān)離子跨膜運(yùn)輸，產(chǎn)生興奮。興奮沿傷害性傳入神經(jīng)上傳至大腦。因?yàn)榇竽X對傷害性傳入神經(jīng)信號統(tǒng)一解讀為“疼痛”，所以辣的感覺被定義為痛覺。下列分析不合理的是A.細(xì)胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后，膜電位變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)B.TRPV1引發(fā)的興奮必須經(jīng)過完整反射弧的傳遞才能引發(fā)痛覺C.吃完辣椒后，馬上喝冷水比喝熱水更利于減輕辣椒素引發(fā)的疼痛D.可用TRPV1抑制劑研發(fā)鎮(zhèn)痛藥物，以減輕某些種類的疼痛√1234567細(xì)胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后，細(xì)胞產(chǎn)生興奮，Na＋內(nèi)流，產(chǎn)生內(nèi)正外負(fù)的動(dòng)作電位，A正確；痛覺的產(chǎn)生部位在大腦皮層，不需要經(jīng)過完整的反射弧，B錯(cuò)誤；由于辣椒素和高溫均能直接激活細(xì)胞膜上的受體TRPV1，所以喝熱水會加重辣椒素引發(fā)的疼痛，C正確；TRPV1接受刺激后，會將興奮傳遞至大腦皮層產(chǎn)生痛覺，所以可用TRPV1抑制劑研發(fā)鎮(zhèn)痛藥物，以減輕某些種類的疼痛，D正確。12345675.(2022·重慶高三模擬)2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了疼痛機(jī)制的發(fā)現(xiàn)者DavidJulius和ArdemPatapoutian。他們發(fā)現(xiàn)了感知溫度和觸覺的受體TRPV1。TRPV1是一種感覺神經(jīng)元細(xì)胞膜上的痛覺受體(一種跨膜蛋白)，辣椒素和43℃以上的高溫等刺激會引發(fā)感覺神經(jīng)元興奮，從而產(chǎn)生痛覺和灼熱感。為研究TRPV1的功能，構(gòu)建缺失TRPV1基因敲除型小鼠完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。1234567下列分析正確的是A.據(jù)圖1推測，野生型小鼠對飲水中添加辣椒素的反應(yīng)有利于小鼠躲避傷害B.據(jù)圖2推測，注射辣椒素后引起敲除型小鼠產(chǎn)生灼熱感，導(dǎo)致體溫上升C.敲除型小鼠在體溫發(fā)生變化時(shí)不能通過調(diào)節(jié)最終維持穩(wěn)態(tài)D.本實(shí)驗(yàn)不足之處為沒有設(shè)置對照√1234567123456辣椒素和43℃以上的高溫等刺激會引發(fā)感覺神經(jīng)元興奮，從而產(chǎn)生痛覺和灼熱感，據(jù)圖1推測，野生型小鼠對飲水中添加辣椒素的反應(yīng)是減少飲用辣椒水，有利于小鼠躲避傷害，A正確；注射辣椒素后，敲除型小鼠溫覺的受體(通道蛋白)缺乏，不會產(chǎn)生灼熱感，B錯(cuò)誤；7123456據(jù)圖2可知，敲除型小鼠在體溫發(fā)生變化時(shí)仍然能通過調(diào)節(jié)最終維持穩(wěn)態(tài)，C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)中存在對照，D錯(cuò)誤。76.(2022·湖北高三模擬)骨關(guān)節(jié)炎(OA)主要是由多種類型的細(xì)胞分泌過量的細(xì)胞因子引起(下圖左)，癥狀表現(xiàn)為關(guān)節(jié)腫脹、疼痛等。上述細(xì)胞表面存在大量辣椒素受體TRPV1，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TRPV1在緩解OA癥狀方面具有明顯作用(下圖右)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.辣椒素與辣椒素受體TRPV1結(jié)合，引起

Ca2＋內(nèi)流，屬于協(xié)助擴(kuò)散B.Ca2＋內(nèi)流導(dǎo)致C蛋白磷酸化，解除K蛋白

和N蛋白的結(jié)合C.N蛋白進(jìn)入細(xì)胞核，促進(jìn)編碼IL－6等細(xì)胞因子基因的表達(dá)D.降低感覺神經(jīng)元上TRPV1通道的活性會加重疼痛123456√7123456分析題圖可知，辣椒素與辣椒素受體TRPV1結(jié)合后，Ca2＋內(nèi)流，需要通道蛋白，不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)散，A正確；分析題圖可知，辣椒素與辣椒素受體TRPV1未結(jié)合時(shí)，K蛋白和N蛋白結(jié)合在一起；Ca2＋內(nèi)流后導(dǎo)致磷酸基團(tuán)與C蛋白結(jié)合，促使C蛋白磷酸化，解除了K蛋白和N蛋白的結(jié)合，B正確；7123456分析題圖可知，N蛋白進(jìn)入細(xì)胞核，抑制編碼IL－6等細(xì)胞因子基因的表達(dá)，從而減少了IL－6等細(xì)胞因子的含量，C錯(cuò)誤；降低感覺神經(jīng)元上TRPV1通道的活性后，辣椒素與辣椒素受體TRPV1結(jié)合減少，IL－6等細(xì)胞因子分泌增加，會加重疼痛，D正確。71234567.(2022·江蘇泰州高三期末)為研究igf2bp3基因的功能，研究者以斑馬魚為研究對象，通過CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建igf2bp3基因缺失的突變模型。請回答下列問題：(1)圖1表示CRISPR/Cas9的基本原理。向?qū)NA(sgRNA)

端序列識別基因組DNA上的靶點(diǎn)，引導(dǎo)Cas9蛋白在特定位點(diǎn)上切斷DNA雙鏈。雙鏈斷裂的DNA可能通過非同源性末端連接修復(fù)導(dǎo)致DNA片段的缺失、倒位等而導(dǎo)致突變，稱為“中靶”；也可能因同源重組修復(fù)將雙鏈斷裂的DNA恢復(fù)到原始序列，導(dǎo)致

效應(yīng)。5′脫靶712345由圖1可知，向?qū)NA的5′端序列識別基因組DNA上的靶點(diǎn)，引導(dǎo)Cas9蛋白在特定位點(diǎn)上切斷DNA雙鏈。若同源重組修復(fù)將雙鏈斷裂的DNA恢復(fù)到原始序列，即剪切失敗，導(dǎo)致“脫靶”效應(yīng)。6712345(2)gRNA的合成與純化。設(shè)計(jì)并合成特定的引物(圖2示意引物之一：T7－靶點(diǎn)序列6－sfd)，以pMD19－gRNAscaffold質(zhì)粒為模板。按照PCR反應(yīng)程序：預(yù)變性5min；變性30s，退火30s，延伸40s，35個(gè)循環(huán)；再延伸10min。再延伸時(shí)間較長的目的是_____________________________________________。擴(kuò)增出的DNA在體外轉(zhuǎn)錄出gRNA并純化。下圖2中T7啟動(dòng)子的作用是

。把沒有延伸完的片段補(bǔ)全(子鏈得到充分的延伸)利于T7RNA聚合酶識別并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄6712345再延伸時(shí)間較長的目的是把沒有延伸完的片段補(bǔ)全(子鏈得到充分的延伸)。啟動(dòng)子的功能是識別并結(jié)合RNA聚合酶啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，故T7啟動(dòng)子的作用是利于T7RNA聚合酶識別并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。6712345(3)突變體的構(gòu)建與篩選。受精卵分成2組，通過

技術(shù)注入特定濃度的Cas9蛋白和gRNA混合液1nL作實(shí)驗(yàn)組，另一組不注入作對照。欲判斷靶點(diǎn)敲除是否有效，可

挑選實(shí)驗(yàn)組20枚發(fā)育48h的胚胎提取DNA用于鑒定。若有效，剩下的胚胎培養(yǎng)至性成熟即F0。顯微注射隨機(jī)將特定濃度的Cas9蛋白和gRNA混合液注入受精卵中，可采用顯微注射法。欲判斷靶點(diǎn)敲除是否有效，可隨機(jī)挑選實(shí)驗(yàn)組20枚發(fā)育48h的胚胎提取DNA用于鑒定。若有效，剩下的胚胎培養(yǎng)至性成熟即F0。6712345(4)igf2bp3基因在不同組織中的表達(dá)。為了解igf2bp3基因在野生型斑馬魚不同組織中的表達(dá)量，研究人員提取了年齡為90天的野生型斑馬魚生殖腺等不同組織的

，逆轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行定量PCR，結(jié)果見右圖3。由圖3的結(jié)果分析可知：________________________________________________________