中学生物教学第二期发表“诺贝尔生理学或医学奖”相关热点试题归类

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河北省丰宁满族自治县第一中学（068350）刘宏光
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紧密相关。

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，因此会受到命题人的青睐。

在高考备考的过程和平常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”作为背景材料显现，并以此为依靠在生物学科内进行发散、拓展，形成一系列的问题，试题属于“回来教材”型，高起点，低落点，难度不大，然而解决问题时要求猎取信息快而准，不能显现遗漏。

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,一样将病毒分为DNA病毒和RNA病毒.然而20世纪40年代至80年代,科学家在研究羊瘙痒症的病因时,发觉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、对宿主范畴的特异性及可自我复制等特点。

进一步研究发觉,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会转化为朊病毒.美国生物学家普鲁西纳确实是由于研究朊病毒做出了杰出奉献,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,致病的差不多条件有两个,一是具有朊病毒,二是具有朊病毒蛋白.动物实验证明,接种朊病毒能够使动物致病.应用基因操作方法去除朊病毒基因的小鼠,即使导入朊病毒也可不能感染此病.。

□←
DNA→◇→◇□→□□
◇表示朊病毒蛋白□表示朊病毒
依照上述材料分析,朊病毒的复制是否符合遗传的中心法则?简要说明理由。

答案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。

因为朊病毒实质上确实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。

专门说明：有部分学者和教师误认为朊病毒的遗传物质是蛋白质。

事实上“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异的朊蛋白分子组成，然而它全然不是病毒，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。

因此关于目前科学界尚无定论的问题，我们不能作为结论而引用。

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.假如人类能把握细胞生生死死的规律,那么像癌症和艾滋病如此的难题,将不攻自破.化学奖奖给三位在生物大分子研究领域作出奉献的科学家,他们为破译基因如何样操纵合成蛋白质,蛋白质又是如何样发挥生理作用作出了奉献,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,而是取决于基因是如何样表达与治理,因此专家普遍认为,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晰后,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)关于人类基因的“大缩水”,假如从基因操纵蛋白质合成的角度上看,人类在使用基因上专门节约,专门可能是 ( )
A一个基因操纵合成多个蛋白质 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固的,容易变动
答案（1）C（2）A
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奉献。

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宽敞的应用前景。

（1）关于RNA干扰现象，下列分析与估量正确的是（）（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分子消逝后，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干扰能够使特定的基因“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干扰机制能够说明——当植物学家试图向牵牛花的基因组中引入红色素基因，以使花瓣的颜色加深，结果却发觉，花瓣的颜色非但没有加深，反而全部消逝并变为白色（2）针对RNA干扰现象发觉的明白得，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，这最能表达RNA的哪项功能？（）
A.RNA能够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，什么缘故？
（6）是否能够说“RNA也能够操纵生物的性状”？结合题干材料，简述理由。

答案（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，可依照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：能够，因为RNA能够干扰DNA功能，使之不能操纵蛋白质的合成。

从而操纵性状（或某些RNA病毒能够通过逆转录合成DNA，从而操纵生物的性状）（答法2：否，缘故是操纵生物性状的是遗传物质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成效。

）2.诺贝尔奖与生命活动的调剂代谢
材料 2.1：硝酸甘油能够有效地缓解心绞痛,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杰出工作而得以解决:硝酸甘油及其他有机硝酸脂通过开释一氧化氮气体而舒张血管平滑肌,从而扩张血管。

由于这一发觉,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剂。

（1）（2006天津6）某种药物能够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（）
①将药物放在 A，刺激 B，肌肉收缩
②将药物放在 B，刺激 A，肌肉收缩
③将药物放在 C，刺激 B，肌肉不收缩
④将药物放在 C，刺激 A，肌肉收缩
A．①③B．②③C．①④D．②④
（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
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
上述结果说明，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
答案（1）A（2）C
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”方面获得了重要发觉，三位诺贝尔奖获得者最早发觉了在神经细胞间的某种信息传递，即所谓的“慢突触传递”。

这些发觉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。

正是通过这些发觉，人们研制出治疗帕金森氏症以及其他抗精神疾病的药物。

（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，要紧通过中枢神经传导
C．慢突触传递确实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，将会显现( )
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）格林加德发觉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状和功能发生改变。

下面不属于蛋白质的功能的是( )
A催化作用 B 调剂新陈代谢 C 储存遗传信息 D 免疫作用
(5) 阿尔•卡尔松等人发觉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能够转化为“多巴胺”，而一种名叫“利血平”的药物能够耗尽神经末梢的多巴胺。

请回答下列的问题：
①在神经细胞间，信息传递的形式所经历的变化是__________________________________
②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_____________ _____________________________________________________。

③请依照以下的材料和用品，补充和完善实验设计的方法步骤，推测实验结果，以检测对假设的验证。

材料和用品：小白鼠，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。

Ⅰ实验步骤：第一步：______________________________________________________
第二步：__________________________________________________________________
第三步：__________________________________________________________________
Ⅱ实验结果：______________________________________________________________ 答案（1）C（2）D（3）C（4）C（5）①电信号→化学信号→电信号②多巴胺的缺乏是引起机体不自主震颤（帕金森氏症）的缘故③Ⅰ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，并观看记录其运动情形；第三步：一段时刻后，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，连续在同等条件下培养，观看并记录其运动情形。

Ⅱ甲组小鼠在注射了利血平后显现了不自主震颤，当注射多巴胺后，运动复原正常；而乙组在整个实验过程中一直表现正常运动。

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。

这三位科学家发觉了调控细胞周期的一系列基因，差不多相关的酶和蛋白质。

这项工作对肿瘤研究等领域产生了重大阻碍。

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连续时刻有异。

蛙胚卵裂期动物半球细胞的细胞连续时刻比植物半球细胞的_________________________________________。

（2）测定某种细胞的细胞连续时刻长短时，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，其依照是调控细胞周期的基因发生______________________________导致细胞周期失控，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。

答案（1）短（动物半球细胞的分裂较植物半球细胞的分裂快）（2）酶的活性受温度的阻碍。

（3）突变（4） DNA和蛋白质、分裂
材料3.2：彼得·阿格雷等科学家由于发觉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，后来他发觉那个蛋白有水通过的功能，这确实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，详细说明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出信号，操纵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。

依照材料回答问题：
（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，说明。

（6）科学家发觉了细胞水通道蛋白，并估量细胞渗透吸水、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.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，一段时刻后用显微镜观看。

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。

①找出上述实验过程的不合理之处，并加以改正。

②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：
估量将显现的现象：
实验结论：
答案(1)具有一定的流淌性选择透过性(2)不需要被动运输
(3) DNA (4) 特异性(5)细胞对水和离子的吸取具有选择性，吸取水和吸取离子之间具有独立性（6）①缺少对比实验。

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刻后用显微镜观看。

不含有水通道的蛋白的细胞，保持原状②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刻，并观看球状体的形状。

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。

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，以表彰他们发觉了导致胃炎、胃溃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，但能够用干扰素治疗
答案 C
在解答此类试题时，不管题干材料起点多么高，问题的设置及解答终究要回来教材。

只要把握好教材的基础知识，并能灵活运用，找准切入点，具有一定的猎取信息的能力，问题就能迎刃而解。

补充材料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，以表彰他们发觉了端粒和端粒酶爱护染色体的机理。

他们发觉的端粒酶，在一些失控的恶性细胞的生长中扮演着重要的角色，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，其中的隐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，细胞就会因无法连续分裂而死亡。

依照信息分析以下材料：
端粒是细胞内染色体末端的“爱护帽”，它能够爱护染色体，而端粒酶在端粒受损时能够复原其长度。

端粒是一种专门结构，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。

研究说明：假如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固长度的端粒。

（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缘故是。

（4）端粒酶的活性为恶性肿瘤的诊断和治疗带来了期望。

细胞癌变后，膜表面会显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，在应答中直截了当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，其缘故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连续生长必需的酶，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：
3.4（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）①将癌细胞分成A、B两组；②A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养；③记录并比较A、B两组的增殖代数（分裂次数）。