1、2010年高考备考生物学热点专题 “诺贝尔生理学或医学奖”相关热点试题归类河北省丰宁满族自治县第一中学（068350）刘宏光 E-mail: qlthhh诺贝尔生理学或医学奖由瑞典皇家卡林医学院评定，由于诺贝尔生理学或医学奖代表着生物学某些方面最新的进展，而且均与教材重点内容密切相关。生物学中与获奖成果有关的内容往往要成为生物学高考的亮点，所以会受到命题人的青睐。在高考备考的过程和平时的训练中经常会遇到与此相关的试题。诺贝尔生理学或医学奖的试题往往以“热点问题”作为背景材料出现，并以此为依托在生物学科内进行发散、拓展，形成一系列的问题，试题属于“回归教材”型，高起点，低落点，难度不大，但是解决
2、问题时要求获取信息快而准，不能出现遗漏。现将材料试题归类如下：1.诺贝尔奖与遗传变异材料1.1：按照所含核酸的种类,一般将病毒分为DNA病毒和RNA病毒.但是20世纪40年代至80年代,科学家在研究羊瘙痒症的病因时,发现羊瘙痒症的病因是不含核酸的蛋白质.科学家将这种蛋白质致病因子定名为朊病毒.对应的蛋白质单位称为朊病毒蛋白,相应疾病称为朊病毒病.朊病毒与常规病毒一样,有传染性、致病性、对宿主范围的特异性及可自我复制等特点。 进一步研究发现,朊病毒蛋白是人和动物正常细胞基因编码的产物,它本身并不能致病.而必须发生空间结构上的变化,才会转化为朊病毒致病.而当这些朊病毒存在的时候,正常的朊病毒蛋白就
3、会转化为朊病毒.美国生物学家普鲁西纳就是由于研究朊病毒做出了卓越贡献,而获得了1997年的诺贝尔医学奖.下图表示朊病毒的复制方式: 可见,致病的基本条件有两个,一是具有朊病毒,二是具有朊病毒蛋白.动物实验证明,接种朊病毒可以使动物致病.应用基因操作方法去除朊病毒基因的小鼠,即使导入朊病毒也不会感染此病.。 DNA表示朊病毒蛋白 表示朊病毒根据上述材料分析,朊病毒的复制是否符合遗传的中心法则?简要说明理由。材料1.2：2002年生理学或医学奖分别授予了英国科学家布雷尔、美国科学家霍维茨和英国科学家苏尔斯顿.为研究”程序性细胞死亡”提供重要基础.如果人类能掌握细胞生生死死的规律,那么像癌症和艾滋病
4、这样的难题,将不攻自破.化学奖奖给三位在生物大分子研究领域作出贡献的科学家,他们为破译基因怎样控制合成蛋白质,蛋白质又是怎样发挥生理作用作出了贡献,他们的工作提升了人类对生命进程的认识.(1)科学家普遍认为基因数目的多少不一定决定生物的复杂性和进化程度的高低,而是取决于基因是怎样表达与管理,所以专家普遍认为,随着DNA测序工作的完成,生物科学开始步入后基因组时代,即对基因结构的问题研究清楚后,从分子水平的角度看,下一个研究对象应是 ( )A.核糖核酸 B.脱氧核糖核酸 C.蛋白质 D.脂类(2)对于人类基因的“大缩水”,如果从基因控制蛋白质合成的角度上看,人类在使用基因上很节约,很可能是 (
5、) A一个基因控制合成多个蛋白质 B.一个基因含有多个遗传密码 C.合成一个蛋白质时共用多个基因 D.基因的分子结构是不稳定的,容易变动材料1.3：2006年10月2日，瑞典皇家卡罗林医学院宣布，将2006年诺贝尔生理学或医学奖授予了美国麻萨诸塞医学院的克雷格梅洛（ Craig C. Mello）教授和史丹佛大学医学院教授安德鲁法尔（Andrew Z. Fire），以表彰他们在RNA干扰（RNA interference,RNAi）及基因沉默现象研究领域的杰出贡献。研究显示，向生物体内注入微小RNA片段，细胞中与双链RNA有同源序列的信使RNA被降解，来干扰生物体本身的RNA“信使”功能，导致
6、相应蛋白质无法合成，从而“关闭”特定基因。RNA干扰技术在探查基因功能和治疗人类疾病方面有广阔的应用前景。（1）关于RNA干扰现象，下列分析与推测正确的是（ ）（多选）A.RNA能够充当“信使”，传递DNA上的遗传信息，指导蛋白质的生产合成；当mRNA分子消失后，其相应的基因将变的“沉默”，被编码的蛋白质也不再合成B.既然RNA干扰可以使特定的基因“沉默”，就有可能为癌症和艾滋病等顽疾的防治带来革命性的变化C.DNA中所包含的遗传信息能被准确无误地转录为mRNA，因此RNA干扰与胚胎发育过程中的基因的选择性表达没有关系D.RNA干扰机制可以解释当植物学家试图向牵牛花的基因组中引入红色素基因，以
7、使花瓣的颜色加深，结果却发现，花瓣的颜色非但没有加深，反而全部消失并变为白色（2）针对RNA干扰现象发现的理解，你认为不正确的是（ ）A. RNA能抑制基因的表达B. RNA会干扰生物体本身的mRNA的“信使”功能C. RNA干扰现象可用于治疗某些疾病D. RNA干扰现象使细胞内特定mRNA的合成受阻（3）通过RNA的干扰机制作用，最终导致相应蛋白质无法合成，从而使特定基因沉默，这最能体现RNA的哪项功能？（ ）A. RNA可以作为某些生物的遗传物质B. RNA是某些反应的催化剂C. RNA是基因表达的媒介D. RNA在细胞中能自我复制（4）人体细胞和老鼠细胞的_ 、_、_等结构中有RNA的分
8、布。（5）你认为RNA使基因处于关闭状态，是遗传信息传递的哪个过程受阻，为什么？（6）是否可以说“RNA也可以控制生物的性状”？结合题干材料，简述理由。2.诺贝尔奖与生命活动的调节代谢材料2.1：硝酸甘油可以有效地缓解心绞痛,但它的作用机理困扰了医学家、药理学家百余年, 直到80年代才因为弗奇戈特,伊格纳罗及穆拉德这三位美国药理学家的出色工作而得以解决:硝酸甘油及其他有机硝酸脂通过释放一氧化氮气体而舒张血管平滑肌,从而扩张血管。由于这一发现,弗奇戈特、伊格纳罗及穆拉德获得了1998年诺贝尔生理/医学奖。一氧化氮是一种神经信使分子, 起神经递质的作用,参与多种生理过程的调节。（1）（2006天津
9、6）某种药物可以阻断蟾蜍屈肌反射活动。下图为该反射弧的模式图。A、B为神经纤维 上的实验位点，C为突触间隙。下列实验结果中，能够证明这种药物“在神经系统中 仅对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用”的是 （ ）将药物放在 A，刺激 B，肌肉收缩 将药物放在 B，刺激 A，肌肉收缩 将药物放在 C，刺激 B，肌肉不收缩 将药物放在 C，刺激 A，肌肉收缩 A B C D（2）（2006重庆5）在用脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验中，破坏缩腿反射弧在左后肢的部分结构，观察双侧后肢对刺激的收缩反应，结果如下表：刺激部位反 应破坏前破坏后左后肢左后肢收缩右后肢收缩左后肢不收缩右后肢不收缩右后肢
10、左后肢收缩右后肢收缩左后肢不收缩右后肢收缩上述结果表明，反射弧的被破坏部分可能是（ ）A.感受器 B.感受器和传入神经C.传入神经和效应器 D.效应器材料2.2：2000年诺贝尔医学及生理学奖授予了瑞典科学家阿尔卡尔松和美国科学家保罗格林加德和埃里克坎德尔三位科学家，以奖励他们对神经系统“信号传导”的研究成果。他们在“人类神经细胞间信息传递”方面获得了重要发现，三位诺贝尔奖获得者最早发现了在神经细胞间的某种信息传递，即所谓的“慢突触传递”。这些发现对了解大脑的正常功能以及信息传导中的紊乱如何引发神经疾病起到了十分关键的作用。正是通过这些发现，人们研制出治疗帕金森氏症以及其他抗精神疾病的药物。（
11、1） 涉及该项科研成果的基础知识，下列说法不正确的是( )A 神经细胞包括细胞体和突起两部分B神经细胞产生的兴奋信号，主要通过中枢神经传导C慢突触传递就是以较慢速度传导信息D该项研究对研制大脑神经系统药物有着重要意义（2） 当刺激神经纤维上某一点时，将会出现( )A 所产生的神经冲动向轴突末梢方向传递 B 神经细胞内的阳离子比细胞外的阳离子少C 所产生的神经冲动向树突末梢方向传递 D .神经细胞内的阳离子比细胞外的阳离子多（3） 神经冲动在神经元内的传递途径是( )A 树突突触神经元细胞体轴突 B. 轴突神经元细胞体树突突触C. 树突神经元细胞体轴突突触 D. 树突突触轴突突触（4） 格林加德
12、发现慢突触传递涉及一种化学反应，即蛋白质磷酸化，从而使得蛋白质的形态和功能发生改变。下面不属于蛋白质的功能的是( )A催化作用 B 调节新陈代谢 C 储存遗传信息 D 免疫作用(5) 阿尔卡尔松等人发现帕金森氏症患者体内的神经末梢中，多巴胺缺乏，但“多巴”是缓解该病的有效药物。现已知多巴在人体内可以转化为“多巴胺”，而一种名叫“利血平”的药物可以耗尽神经末梢的多巴胺。请回答下列的问题：在神经细胞间，信息传递的形式所经历的变化是_某同学对帕金森氏症的病因提出了多种假设，你认为最可能的假设应该_。请根据以下的材料和用品，补充和完善实验设计的方法步骤，预测实验结果，以检测对假设的验证。材料和用品：小
13、白鼠，生理盐水，用生理盐水配制的一定浓度的利血平溶液和多巴胺溶液，注射器等。实验步骤：第一步：_第二步：_第三步：_实验结果：_3.诺贝尔奖与细胞学基础材料3.1：2001年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家。这三位科学家发现了调控细胞周期的一系列基因，已经相关的酶和蛋白质。这项工作对肿瘤研究等领域产生了重大影响。据材料请回答下列各题。（1）同种生物不同类型细胞之间的细胞周期持续时间有异。蛙胚卵裂期动物半球细胞的细胞持续时间比植物半球细胞的_。（2）测定某种细胞的细胞持续时间长短时，通常要考虑温度因素。这是因为_。（3）有人称恶性肿瘤为细胞周期病，其根据是调控细胞周期的基因发生_导致细胞周期
14、失控，癌细胞无限增殖。（4）治疗恶性肿瘤的途径之一，是用药物抑制_的合成，从而将癌细胞的细胞周期阻断在分裂间期。如用药物抑制纺锤体的形成，则癌细胞的细胞周期将阻断在_期。材料3.2：彼得阿格雷等科学家由于发现了细胞膜水通道和离子通道而获得2003年诺贝尔奖。1988年，阿格雷成功地分离了存在血红细胞膜和肾脏微管上的一种膜蛋白，后来他发现这个蛋白有水通过的功能，这就是科学家们长期搜寻的水分子通道。他画出了清晰的水通道膜蛋白的三维结构图，详细解释了水分子是如何通过通道进入细胞膜的，而其他通道结构和机制的研究也获此奖。离子通道是细胞膜的另一种通道。它揭示了当离子穿过细胞膜时，不同的细胞通过电位变化发
15、出信号，控制离子通道的开启或关闭。同时，离子通道通过过滤机制，只让钾离子通过，而不让钠离子通过。根据材料回答问题：（1）细胞膜的结构特点是 ，重要特性是 。（2）离子通道运输离子 （填“需要”或“不需要”）先与载体结合，属于 _过程。（3）离子通道的特性是由 决定的。（4）水通道、离子通道和离子载体运输物质时的共同特点是有 性。（5）水通道和离子通道的结构和功能不同的这一事实，表明 。（6）科学家发现了细胞水通道蛋白，并推测细胞渗透吸水、失水过程中，水分子进出细胞通过此通道。为验证“水分子通过水通道进入细胞”这一假说，科学家得到了下列材料：a.分离纯化的水通道蛋白 b.含有水通道蛋白的细胞 c
16、去除水通道蛋白的细胞 d.磷脂双分子层构成的内含水溶液的球状体（其膜结构能与加入的蛋白质结合） e.蒸馏水某生物小组同学设计了以下实验研究水通道的方法：取一只培养皿，加入一定量的蒸馏水，放入含有水通道蛋白的细胞，一段时间后用显微镜观察。含有水通道蛋白的细胞吸水胀破。结论：水分子通过水通道蛋白进入细胞内部。找出上述实验过程的不合理之处，并加以改正。选取科学家找到的材料另外设计一个实验，严整上述假设。方法步骤：预计将出现的现象：实验结论：材料3.3：2005年10月3日，瑞典卡罗林医学院宣布，把2005年的诺贝尔生理学或医学奖授予澳大利亚科学家罗宾华伦和巴里马歇尔，以表彰他们发现了导致胃炎、胃溃
17、疡和十二指肠溃疡的细菌幽门螺杆菌。而为了证明致病机理，马歇尔还曾喝下了含有病菌的溶液，结果着实大病一场。下列有关叙述正确的是（ ）A. 幽门螺杆菌是一种原核生物，细胞中没有线粒体、核糖体等复杂的细胞器B. 幽门螺杆菌是寄生生物，侵入人胃后，人体的胃只能进行化学性消化C. 幽门螺杆菌的细胞壁中不含有纤维素，但含有糖类和蛋白质结合而成的化合物D. 由幽门螺杆菌引起的疾病不能用青霉素治疗，但可以用干扰素治疗材料3.4：2009年诺贝尔生理学或医学奖授予了伊丽莎白布莱克本、卡罗尔格雷德、杰克绍斯塔克，以表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。他们发现的端粒酶，在一些失控的恶性细胞的生长中扮演着重要
18、的角色，大约90%的癌细胞都有着不断增长的端粒及相对来说数量较多的端粒酶。在细胞分裂时染色体如何进行完整复制，如何免于退化，其中的奥秘全部蕴藏在端粒和端粒酶上。由染色体根冠制造的端粒酶是染色体的自然脱落物，能引发衰老和癌症。端粒也被科学家称作“生命时钟”，在新细胞中，每分裂一次，端粒就缩短一次，当端粒不能再缩短时，细胞就会因无法继续分裂而死亡。根据信息分析以下材料：端粒是细胞内染色体末端的“保护帽”，它能够保护染色体，而端粒酶在端粒受损时能够恢复其长度。端粒是一种特殊结构，其DNA末端含有由简单的串联重复序列（如图中的TTAGGG-）组成的单链突出段，它们在细胞分裂时不能被完全复制，因而随分裂
19、次数的增加而缩短，除非有端粒酶的存在，端粒酶由RNA和蛋白质组成，其RNA含有与端粒DNA重复序列互补的一个片段（如图中的AAUCCC-）,是合成端粒DNA的模板，其蛋白质催化端粒DNA合成，催化的一种机制如图所示。研究表明：如果细胞中不存在端粒酶的活性，染色体将随每次分裂而变得越来越短，而且由于细胞的后代因必需基因的丢失最终死亡。培养中少数变得长生不老的癌细胞表现出有活性的端粒酶和稳定长度的端粒。TTAGGG TTA AAUCCCAAU TTAGGGTTAGGGTTA 端粒DNA AAUCCCAAU 端粒DNA端粒酶的RNA原粒X 聚合 TTAGGGTTAGGGTTA 端粒DNA AAUCC
20、CAAU转位（1）图中“聚合”过程需要 种脱氧核苷酸。端粒酶中，蛋白质成分的功能类似于 （酶）。（2）正常体细胞中不存在端粒酶的活性，你认为新复制出的DNA与亲代DNA完全相同吗？ 。（3）从材料分析可知，正常体细胞不断走向衰老的生理原因是 。（4）端粒酶的活性为恶性肿瘤的诊断和治疗带来了希望。细胞癌变后，膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质，这些蛋白质会成为 ，引起机体的免疫应答，在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是 。（5）胚胎细胞和生殖细胞端粒的长度并不随着细胞分裂次数的增加而缩短，具有无限分裂的能力，其原因就在于端粒酶的存在。端粒的长度是细胞寿命的分子钟，正常细胞与癌细胞相比，端粒的
21、长度 ，端粒酶的活性 。（6）端粒酶的活性是保持绝大多数恶性肿瘤细胞继续生长必需的酶，故细胞癌变可能与端粒酶的活性有关。为探究端粒酶与细胞癌变的关系，设计大体实验思路。实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。实验步骤： 材料3.5：2008年诺贝尔生理学或医学奖授予了德国人哈拉尔德楚尔豪森。他发现了人乳头状瘤病毒（HPV），使得宫颈癌成为迄今病因最明确的一种癌症。HPV是一种小型DNA病毒，它是宫颈癌的元凶，几乎所有的宫颈癌都是由HPV引起，在此基础上，葛兰素史克等制药公司开发出宫颈癌疫苗，使宫颈癌成为人类可以预防和根除的第一种恶性肿瘤。据此材料分析下列问题：（1）关于HPV的叙述，正确
22、的是（ ）A. HPV离开寄主细胞后，其DNA可复制但不能合成蛋白质B. HPV导致宫颈癌是病毒致癌因子引起的基因突变C.大剂量抗生素可强烈而有效地抑制HPV病毒的增值D.当HPV恶性增值不受机体控制时就成为癌细胞（2）细胞发生癌变时，细胞膜表面的糖蛋白会发生变化。下列关于细胞膜外表面糖被的相关叙述错误的是（ ）A糖蛋白的形成与内质网有关B.消化道、呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用C.癌细胞的细胞膜糖蛋白上的糖链增多，润滑性增强，易扩散D.受精作用过程中，精卵细胞的结合以及其它精子被阻止进入均与糖蛋白的识别有关在高考备考和面对高考解答此类试题时，无论题干材料起点多么高，问题的设置及解
23、答终究要回归教材（属于抛物线式）。只要把握住教材的基础知识，学会灵活运用，找准切入点，培养获取信息的能力，问题就会迎刃而解。2010年高考备考生物学热点专题 “诺贝尔生理学或医学奖”相关热点试题归类答案：1.1朊病毒的复制过程符合遗传的中心法则中遗传信息由核酸到蛋白质的传递和表达过程。因为朊病毒实质上就是从一种正常蛋白质变异而来的，而这种正常的朊病毒蛋白仍是由生物自身的基因指导合成的。特别说明：这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。其实“朊病毒”是一种具有传染性的蛋白质颗粒，其中每一颗粒由大约上千个变
24、异的朊蛋白分子组成，但是它根本不是病毒，它不含作为生命的遗传物质核酸，本质上不是完整的生命体。所以对于目前科学界尚无定论的问题，我们不能作为结论而引用。1.2（1）C（2）A1.3（1）ABD （2）D （3）C （4）细胞核、线粒体、核糖体 、细胞质基质（任填写三项即可）（5）翻译过程；因为mRNA被降解，失去了翻译的模板 （6）属于开放性试题，可根据题干信息或者教材中心法则知识辨证做答，只要合理阐述理由即可。答法1：可以，因为RNA可以干扰DNA功能，使之不能控制蛋白质的合成。从而控制性状（或某些RNA病毒可以通过逆转录合成DNA，从而控制生物的性状）（答法2：否，原因是控制生物性状的是遗
25、传物质DNA，而RNAi只是使翻译过程的mRNA被降解，从而达到抑制致病基因表达的效果。）2.1（1）A（2）C2.2（1）C（2）D（3）C（4）C（5）电信号化学信号电信号多巴胺的缺乏是引起机体不自主震颤（帕金森氏症）的原因第一步：取生长状况相同的健康小白鼠若干，等分成甲乙两组；第二步：甲组小白鼠注射用生理盐水配制的一定浓度的利血平溶液，乙组小白鼠注射等量的生理盐水，相同条件下培养，并观察记录其运动情况；第三步：一段时间后，给甲组小鼠注射一定量的多巴胺生理盐水溶液，给乙组小鼠注射等量生理盐水，继续在同等条件下培养，观察并记录其运动情况。甲组小鼠在注射了利血平后出现了不自主震颤，当注射多巴胺
26、后，运动恢复正常；而乙组在整个实验过程中一直表现正常运动。3.1（1）动物半球细胞的细胞周期比植物半球细胞的短，即前者的分裂较后者的快。（2）酶的活性受温度的影响。（3）突变（4） DNA和蛋白质、分裂3.2 (1)具有一定的流动性 选择透过性(2)不需要被动运输 (3)DNA (4) 特异性(5)细胞对水和离子的吸收具有选择性，吸收水和吸收离子之间具有独立性（6）缺少对照实验。改正：另取一只培养皿，加入等量蒸馏水，将不含有水通道蛋白的细胞放入，在相同条件下放置一段时间后用显微镜观察。不含有水通道的蛋白的细胞，保持原状步骤：将分离纯化的水通道蛋白与球状体混合，得到含有水通道蛋白的球状体；取甲、乙两只培养皿，加入等量的蒸馏水；将含有水通道蛋白的球状体放入甲培养皿中，将不含有水通道蛋白的球状体放入乙培养皿中；在相同的条件下放置一段时间，并观察球状体的形态。现象：含有水通道蛋白的球状体吸水胀破，不含有水通道蛋白的球状体保持原状。结论：水分子通过水通道蛋白进入球状体。3.3 C3.4（1）3 逆转录酶（2）不完全相同（3）端粒酶活性的丧失（4）抗原 效应T细胞（5）短 弱（6）将癌细胞分成A、B两组；A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养；记录并比较A、B两组的增殖代数（分裂次数） 3.5（1）B（2）C7第 页
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