限时专练02-生物与科技-高考生物热点与核心素养限时专练(解析版)

训练二生物与科技（限时45分钟）一、选择题1．(2022·香坊区三模)据报道，科学家发现了一种可以合成植物叶绿素的动物——海蛞蝓。海蛞蝓可能是从其吃掉的颤蓝细菌等生物身上获取了合成叶绿素的基因。下列有关叙述不合理的是()A．颤蓝细菌等原核生物和真核生物都具有DNA和RNA两种核酸B．颤蓝细菌与海蛞蝓遗传信息传递的过程相同C．与颤蓝细菌相似，海蛞蝓体细胞可能也具有溶酶体和叶绿体D．未合成叶绿素的海蛞蝓不能将光能转化为化学能，但仍能合成ATP解析：C颤蓝细菌等原核生物和真核生物都具有DNA和RNA两种核酸，A正确；颤蓝细菌与海蛞蝓遗传物质都是DNA，遗传信息传递的过程相同，B正确；颤蓝细菌为原核生物，不含有溶酶体和叶绿体，海蛞蝓是一种动物，其可能是从其吃掉的颤蓝细菌等身上获取了合成叶绿素的基因，但不能具有叶绿体，C错误；未合成叶绿素的海蛞蝓不能将光能转化为化学能，但仍能通过呼吸作用合成ATP，D正确。2．(2022·韶关二模)我国科学家许晓东团队发现一种由杆状病毒所编码的某种因子LEF-10为朊病毒(不含核酸而仅由蛋白质构成)，此项研究将朊病毒存在的范围从细胞生物拓展至病毒界。下列说法错误的是()A．杆状病毒和朊病毒的元素组成都含C、H、O、N、PB．杆状病毒和朊病毒进行正常的生命活动都离不开细胞C．高温处理LEF-10后，用双缩脲试剂检测有显色反应D．此项研究为朊病毒广泛存在的假说提供了有力的证据解析：A杆状病毒是DNA病毒，其元素组成为C、H、O、N、P，朊病毒不含核酸而仅由蛋白质构成，其元素组成主要为C、H、O、N，A错误；病毒无细胞结构，不能独立生活，必须寄生在活细胞中才能进行各种生命活动，B正确；朊病毒不含核酸而仅由蛋白质构成，高温处理LEF-10后，其空间结构被破坏，但是肽键没有被破坏，用双缩脲试剂检测依然有显色反应，C正确；朊病毒不含核酸而仅由蛋白质构成，此项研究将朊病毒存在的范围从细胞生物拓展至病毒界，故此项研究为朊病毒广泛存在的假说提供了有力的证据，D正确。3．(2022·长沙模拟)最近有研究发现，FGF1是胰岛素之外的第二种快速降低血糖的分子。在胰岛素抵抗患者体内，胰岛素信号通路受阻，若使用FGF1提高PDE4D酶的活性，激活PDE4D通路，仍可调节血糖水平。下列叙述错误的是()A．胰岛素抵抗患者体内，血糖不能有效降低，而脂肪分解较多B．FGF1和胰岛素分别通过不同的信号通路发挥相同的作用C．一般情况下，糖尿病患者体内PDE4D酶活性较高D．这一发现可能为胰岛素抵抗患者提供替代性治疗渠道解析：C胰岛素抵抗是指各种原因使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降，机体通过分解脂肪供能，A正确；FGF1通过提高PDE4D酶的活性，通过PDE4D通路调节，而胰岛素通过胰岛素信号通路调节，两者信号通路不同，但发挥的作用相同，都是降低血糖水平，B正确；在胰岛素抵抗患者体内，胰岛素信号通路受阻，若使用FGF1提高PDE4D酶的活性，激活PDE4D通路，仍可调节血糖水平，说明一般情况下，糖尿病患者体内PDE4D酶活性较低，C错误；这一发现表明可以通过其他通路调节血糖水平，为胰岛素抵抗患者提供了替代性治疗渠道，D正确。4．(2022·昌平区二模)科学家将相关基因导入体细胞，使其成为诱导多能干细胞(iPSC)。将iPSC与心肌细胞融合，获得杂交细胞(Hybridcell)。一定条件下分别诱导iPSC和杂交细胞向心肌细胞分化，统计其分化率，结果如图。相关说法不正确的是()A．向心肌细胞分化是基因选择性表达的结果B．诱导多能干细胞和杂交细胞都具有分化能力C．诱导20d后iPSC和杂交细胞都不再分化D．临床使用前需评估两种细胞致癌的风险解析：C细胞分化的实质是基因的选择性表达，即向心肌细胞分化是基因选择性表达的结果，A正确；结合图示iPSC和Hybridcell的分化率可知，诱导多能干细胞和杂交细胞都具有分化能力，且iPSC的分化率较高，B正确；诱导20d后iPSC和杂交细胞都具有较高的分化率，还可以再分化，C错误；iPSC是将相关基因导入体细胞而获得，杂交细胞是iPSC与心肌细胞的融合细胞，引入机体都具有一定的风险，临床使用前需评估两种细胞致癌的风险，D正确。5．(2022·保定一模)目前科学家较为认可的衰老机制是线粒体学说。该学说的内容是：在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基不仅会对细胞造成直接损伤，还能启动一系列的信号转导途径，促进细胞衰老；线粒体呼吸酶复合物的活性随年龄增长而下降，导致ATP生成减少，细胞能量代谢功能下降，从而导致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用，科学家发现在许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体。下列叙述错误的是()A．线粒体产生的氧自由基可间接导致细胞中水分减少、细胞核体积增大B．在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流C．线粒体合成ATP的能力与呼吸酶复合物的活性有关，ATP合成酶只存在于线粒体中D．推测雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体，发挥其抗细胞衰老的作用解析：C由题意可知，在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基能间接促进细胞衰老，而细胞中水分减少、细胞核体积增大都是细胞衰老的特点，A正确；由题意可知，在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基能启动一系列的信号转导途径，促进细胞衰老，说明在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流，B正确；线粒体合成ATP的能力与呼吸酶复合物的活性有关，细胞质基质中也含有ATP合成酶，C错误；由题意推测，许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体，雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体，从而发挥其抗细胞衰老的作用，D正确。6．(2022·广东模拟)我国科学家通过刺激雌鼠甲的卵细胞有丝分裂，培养了卵生胚胎干细胞，然后修改该细胞的基因，使这些细胞具备精子的功能，最后将这些细胞注入雌鼠乙的卵细胞，由此产生了一批具有两个“母亲”的小鼠。已知小鼠有20对染色体。以下叙述错误的是()A．得到的子代都是雌性B．该方法繁殖产生的小鼠体细胞中有40条染色体C．正常情况下，受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞D．正常情况下，每个卵细胞继承了初级卵母细胞四分之一的细胞质解析：D由于子代小鼠是由两个卵细胞结合形成的，其性染色体组成为XX，因此得到的子代都是雌性，A正确；小鼠有20对染色体，该方法繁殖产生的小鼠是由两个卵细胞结合形成的细胞发育形成的，因此其体细胞中有20对、40条染色体，B正确；正常情况下，受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，C正确；由于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂都是不均等的，因此正常情况下，每个卵细胞继承了大于初级卵母细胞四分之一的细胞质，D错误。7．(2022·汕头模拟)2020年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位在发现丙肝病毒(HCV)及应对血液传染性肝炎方面作出了决定性贡献的科学家。HCV是一种正链RNA病毒(＋RNA病毒)，整个病毒体呈球形，在核衣壳外包含有衍生于宿主细胞的脂双层膜(即包膜)，膜上插有病毒基因组编码的糖蛋白，能侵染人肝细胞导致丙型病毒性肝炎(丙肝)，威胁着人类的健康。紧密连接蛋白Claudin-1是HCV入侵细胞的重要受体之一，使用siRNA敲掉Sec24C或抑制剂削弱COPⅡ运输通路均能减少Claudin-1在细胞表面的定位。下列说法不正确的是()A．HCV的RNA和包膜均含有P元素B．HCV中的基因能指导紧密连接蛋白Claudin-1的合成C．HCV侵染人体肝细胞，而不侵染人体的其他细胞的根本原因是不同细胞的遗传信息执行情况不同D．使用siRNA敲掉Sec24C或抑制剂削弱COPⅡ运输通路能抑制HCV的入侵解析：BRNA的元素组成为C、H、O、N、P，HCV的包膜为衍生于宿主细胞的脂双层膜，含有磷脂，磷脂的元素组成为C、H、O、N、P，故HCV的RNA和包膜均含有磷元素，A正确；“紧密连接蛋白Claudin-1是HCV入侵细胞的重要受体之一”，则该蛋白是位于宿主细胞膜上的，是由宿主的基因指导合成的，B错误；由同一个受精卵发育而来的不同细胞中遗传信息都相同，HCV侵染人体肝细胞，而不侵染其他细胞的根本原因是不同细胞的遗传信息的执行情况不同，即发生了基因的选择性表达，C正确；HCV病毒侵入机体需要借助细胞膜的识别作用，故使用siRNA敲掉Sec24C或抑制剂削弱COPⅡ运输通路均能减少Claudin-1在细胞表面的定位，通过阻止HCV与细胞膜的识别而抑制HCV的入侵，D正确。8．(2022·湛江二模)我国科学家在研究水稻杂种不育现象时发现，品种甲7号染色体上紧密连锁的基因ORF2和ORF3分别编码毒蛋白和解毒蛋白，它们分别在花粉母细胞的减数分裂过程、花粉细胞中表达，解毒蛋白会自动消除毒蛋白的毒害作用，使花粉细胞顺利完成发育；水稻品种乙7号染色体相应位点上只有编码无毒蛋白的基因orf2而无基因ORF3及其等位基因。品种甲、乙的杂交种(如图)虽具有明显的杂种优势，但部分花粉不育(不考虑突变和互换)。下列有关叙述正确的是()A．水稻品种甲与乙之间存在生殖隔离B．ORF2、orf2与ORF3是一组复等位基因C．F1产生的含基因orf2的花粉可育D．F1产生的含基因ORF2的花粉可育解析：D据题干分析可知，品种甲、乙杂交能产生可育后代，因此不存在生殖隔离，A错误；基因ORF2与orf2是等位基因(同源染色体相同位置)，ORF2与ORF3是非等位基因(同一条染色体不同位置)，B错误；F1的花粉母细胞中因含有基因ORF2，因此其产生的花粉中都含有毒蛋白(减数分裂过程已表达)，含基因orf2的花粉因不能表达解毒蛋白而不育，C错误；F1产生的含基因ORF2的花粉同时含有ORF3及其表达的解毒蛋白，故而可育，D正确。二、非选择题9．(2022·沈阳一模)2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者——DavidJ．Julius发现了产生痛觉的细胞信号机制。辣椒素受体TRPV1是感觉神经末梢上的非选择性阳离子通道蛋白，辣椒素和43℃以上的高温等刺激可将其激活，并打开其通道，激活机理如图1，请结合图2回答以下问题：(1)辣椒素与TRPV1结合引起感觉神经末梢上的非选择性阳离子通道打开，Na＋内流导致神经纤维膜两侧的电位变为____________从而产生兴奋。兴奋沿传入神经纤维传至神经纤维末梢，引起储存在______________内的谷氨酸(一种神经递质)以________的方式释放并作用于突触后神经元，经一系列神经传导过程，最终在____________产生痛觉。(2)辣椒素可引起人体中枢神经系统调控呼吸肌运动产生咳嗽反射，请(以文字＋箭头的形式)写出相应的反射弧___________________________________________________________________________________。(3)据图1分析，吃辛辣食物时喝热饮料会加剧痛觉的原因是_____________________________________________________________________________________________________。(4)某团队研发了一种新型靶点镇痛药物M，该药物与TRPV1受体结合后引起Ca2＋通道关闭。请结合图2分析药物M的镇痛原理________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程，神经纤维由静息电位转变为动作电位，钠离子内流导致神经纤维膜两侧的电位变为外负内正。兴奋沿传入神经纤维传至神经纤维末梢，引起储存在突触小泡内的神经递质以胞吐的方式释放并作用于突触后神经元，最终在大脑皮层产生痛觉。(2)根据题意可知，该反射弧为辣椒素→TRPV1(感受器)→传入神经→延髓咳嗽中枢(神经中枢)→传出神经→呼吸肌收缩。(3)由题意“辣椒素和43℃以上的高温都可以激活TRPV1，并打开其通道”可知，较高温度刺激能激活TRPV1，且TRPV1是位于疼痛感神经末梢的非选择性阳离子通道蛋白，它可以通过开合控制相关离子进出神经细胞，使神经细胞膜产生快速的电位变化，电信号就会沿着神经细胞传至大脑皮层，所以激活的TRPV1促进离子进出神经细胞，增强电信号的传导，使痛觉增强。(4)根据图2分析药物M的镇痛原理是该药物与TRPV1受体结合后引起Ca2＋通道关闭抑制Na＋内流，进而抑制神经递质的释放，以阻断痛觉信号的传递。答案：(1)外负内正突触小泡胞吐大脑皮层(2)辣椒素→TRPV1(感受器)→传入神经→延髓咳嗽中枢(神经中枢)→传出神经→呼吸肌收缩(3)较高温度刺激也能激活TRPV1，促进Ca2＋、Na＋进入神经细胞，增强电信号的传导，使痛觉增强(4)该药物与TRPV1受体结合后引起Ca2＋通道关闭抑制Na＋内流，进而抑制神经递质的释放以阻断痛觉信号的传递10．(2022·菏泽二模)“脑彩虹”是一项最新的大脑成像技术，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元，帮助科学家了解大脑。(1)loxP序列具有方向性，结构如图1所示，其中决定方向的序列是________(填序号)。(2)Cre酶是该技术的关键酶，它能催化如图2所示的反应，即随机识别DNA分子上同向排列的两个相同的loxP序列，并在图1的②中特定位点切断DNA双链，切口被重新连接后，保留片段________，从而实现目标基因的敲除。若经Cre酶作用使得2个loxP位点间的序列发生反转，其原因可能是____________________________。(3)研究者需先用____________________酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列，将它们与脑组织特异表达启动子M相连接，构建图3所示的基因表达载体，再用显微注射法将该基因表达载体导入小鼠的________中，进而得到仅含一个图3所示片段的转基因小鼠，再经过进一步筛选，获得纯合的转基因小鼠a。(4)图3所示序列的两个loxP1之间或两个loxP2之间的基因，只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控，研究者将Cre酶基因与启动子N(由信号分子X开启)连接，获得纯合转基因小鼠b，将图4所示纯合小鼠a和b杂交，得到F1。①无信号分子X作用时，F1脑组织和其他组织细胞的颜色分别是________________。②有信号分子X作用时，F1出现“脑彩虹”，请阐述机理：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)研究者希望具有更丰富的颜色组合，即在一个细胞内随机出现两种或两种以上颜色叠加，形成更多颜色的“脑彩虹”，请依据题目信息，简要写出设计思路：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①和③的碱基序列在两条链上是回文序列，不具有方向性，②中的序列在两条链上不是回文序列具有方向，因此决定方向的是序列②。(2)Cre酶能催化如图2所示的反应，即随机识别DNA分子上同向排列的两个相同的loxP序列进行切除，片段1自身环化且带有待敲除基因，因此保留片段2，从而实现目标基因的敲除，如果两个loxP位点位于同一条DNA上且方向相反，Cre酶会使loxP间的序列反转(反向连接)。(3)基因表达载体构建过程中，研究者需先用限制酶和DNA连接酶两种工具酶处理三种荧光蛋白基因、两种loxP序列，将它们与脑组织特异表达启动子M相连接，构建图3所