角度2 与科技前沿相关的试题
1．CRISPR/Cas9是应用最广泛的基因组编辑技术，其操作过程如下：①人工合成的短链RNA作为向导(简称sgRNA)，它将部分与细胞某目的基因中希望被编辑的序列相结合；②来自细菌的核酸酶Cas9与sgRNA结合，切割与sgRNA结合的DNA，使DNA双链断裂；③加入大量用于修复的模板DNA(即大部分序列与被切割位点附近序列相同，个别位点被人工改变)。这样，细胞启动修复机制，人类希望改变的碱基序列被引入基因组中，基因组的准确编辑由此实现。以下关于该技术的叙述，正确的是( )
A.sgRNA的序列与目的基因特定碱基序列部分结合，结合区域最多含6种核苷酸
B.Cas9经内质网、高尔基体加工才具有切断DNA的活性
C.CRISPR/Cas9技术对不同基因进行编辑时，应使用相同的sgRNA
D.CRISPR/Cas9技术可改变基因结构，也可以使某个基因失去功能
2．2021年9月24日国际知名期刊发表了我国科学家人工合成淀粉的科技论文，在实验条件下，科学家们精心设计了11步化学聚糖主反应，与植物光合作用60多步生化反应相比，大大提高了淀粉合成效率。植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如下图所示。下列叙述正确的是( )
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A.叶肉细胞内类似于CO2→C1中间体→C3中间体的过程需光反应提供NADPH和ATP
B.植物光合作用与人工合成淀粉过程中还原剂的作用对象均为CO2
C.人工合成淀粉过程中需多种酶参与，这些酶是在细胞外合成的
D.在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉过程积累的淀粉量大于植物积累的淀粉量
3．我国研究团队发现，两种常见水体污染物双酚A和雌二醇会造成雄鱼雌性化(如下图所示)，并创新性地提出了代谢雌性化的概念。下列相关推测正确的是( )
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A.雌性化的雄鱼不仅体型偏大，其性染色体组成也会由XY转变为XX
B.mTOR通路的激活有利于积累脂肪，为生殖雌性化提供了物质和能量准备
C.性别转换的生理过程表明代谢模式改变滞后于性腺转化而发生雌性化转变
D.两种水体污染物会影响鱼群的性别比例从而导致鱼群出生率和死亡率改变
角度2 与科技前沿相关的试题
1．解析：选D。sgRNA与目的基因结合区域最多含8种核苷酸(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸)，A错误；Cas9来自细菌，细菌无内质网、高尔基体，B错误；对不同基因进行编辑时，由于基因序列不同，可能需要使用不同的sgRNA，C错误；CRISPR/Cas9技术可改变基因的碱基排列顺序，也可以使某个基因因碱基序列改变而无法表达，D正确。
2．解析：选D。人工合成淀粉过程中CO2→C1中间体→C3中间体的过程，与绿色植物叶肉细胞内CO2的固定过程相似，不需要光反应提供NADPH和ATP，A错误；光合作用中还原剂的作用对象为C3，人工合成淀粉过程中还原剂的作用对象为CO2，B错误；酶是由活细胞产生的，人工合成淀粉过程中所需的酶来自生物体内，是在细胞内合成的，C错误；在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合成的淀粉相等，而人工合成淀粉系统没有呼吸作用，不会消耗淀粉，因此人工合成淀粉过程积累的淀粉量大于植物积累的淀粉量，D正确。
3．解析：选B。雄鱼体内脂肪积累导致代谢雌性化，但雌性化的雄鱼性染色体组成还是XY，A错误；mTOR通路的激活有利于积累脂肪，进而为生殖雌性化提供物质和能量准备，B正确；性别转换的生理过程表明代谢模式改变先于性腺转化进而发生雌性化转变，C错误；两种水体污染物会影响鱼群的性别比例从而导致鱼群出生率的改变，D错误。情境(二) 生物与科技
角度1 与诺贝尔奖相关的试题
1．2022年诺贝尔生理学或医学奖得主完成了对已经灭绝的尼安德特人的基因组测序，同时也通过线粒体DNA测序发现了已经灭绝的新人种。这些研究填补了人类进化史的研究空白，为探索人类的进化历史、研究人之所以为人奠定了科学基础。下列说法正确的是( )
A.对人类基因组进行测序时需要测23条染色体的碱基序列
B.对研究进化来说，基因组序列是比化石更直接的证据
C.基因组序列的比较能为研究不同物种间亲缘关系的远近提供证据
D.古人类进化成现代人的实质是基因型频率改变的过程
2．2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者在研究机械刺激感知原理时，首先确定了一种细胞系。当用微量移液管戳单个细胞时，该细胞系会发出可测量的电信号。他假设被机械力激活的受体是离子通道蛋白，并且在下一步工作中筛选出了72种编码受体的候选基因。最终他们发现了一种全新的、完全未知的机械敏感离子通道Piezo1，其会被施加在细胞膜上的压力直接激活。下列相关说法错误的是( )
A.单个细胞被戳中时，会由静息状态转化为活跃状态
B.72种候选基因都是在所研究的细胞系中表达的基因
C.通过转基因技术将72种基因分别导入该细胞系，是找到Piezo1仅有的方法
D.该研究过程证实了细胞膜上的某种蛋白质既可作为受体也可作为离子通道
3．2020年诺贝尔化学奖授予“CRISPR/Cas9基因编辑技术”的开发者，以表彰她们在基因组编辑方法研究领域做出的贡献。CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理如下图所示，利用该技术能对基因进行定点编辑，但有时也会出现编辑对象出错而造成“脱靶”的现象。下列叙述错误的是( )
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A.图中向导RNA的主要功能是定位，编辑不同基因时使用的向导RNA不同
B.向导RNA的识别序列越短，基因编辑“脱靶”的概率越低
C.Cas9蛋白实际上是一种水解酶
D.Cas9蛋白由相应基因指导并在核糖体上合成
4．2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现对人类及大多数动物细胞感知并适应氧气变化的分子机制的三位科学家。研究发现低氧条件下，HIF 1α(缺氧诱导因子的成分之一)进入细胞核，并与基因组中的一段已鉴定的DNA序列相结合，调控相关基因表达，促进红细胞生成等，进而促进机体适应低氧环境。下列相关分析错误的是( )
A.mRNA沿着核糖体移动合成的HIF 1α可通过核孔进入细胞核
B.低氧条件下，机体内HIF 1α的含量增加有利于维持机体内环境稳态
C.HIF 1α与相应DNA上的启动子结合后发挥作用
D.适当提高细胞核与细胞质的HIF 1α含量比值，可治疗缺氧性疾病
5．2017年美国两位科学家因“生物钟的昼夜节律分子机制的研究”荣获诺贝尔生理学或医学奖，per和tim都是生物钟的关键基因，其表达产物分布在细胞核和细胞质中，两种基因对昼夜节律的调节机制如下图所示，pero、pers、perl是per基因的三种突变类型。下列有关分析正确的是( )
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A.per、pero、pers、perl的遗传遵循自由组合定律
B.per转录、翻译的负反馈调节是昼夜节律的重要机制
C.a过程以per的两条链为模板，四种核糖核苷酸为原料
D.b过程在核糖体上合成肽链时有两类RNA参与
情境(二) 生物与科技
角度1 与诺贝尔奖相关的试题
1．解析：选C。对人类基因组进行测序时需要测22条常染色体和X、Y染色体，共24条染色体的碱基序列，A错误；化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，B错误；基因组序列的比较能为研究不同物种间亲缘关系的远近提供证据，C正确；进化的实质是种群基因频率改变的过程，而不是基因型频率改变的过程，D错误。
2．解析：选C。单个细胞被戳中时，该细胞系会发出可测量的电信号，说明其会由静息状态转化为活跃状态，A正确；根据题干信息可知，研究者筛选出了72种编码受体的候选基因，说明72种候选基因都是在所研究的细胞系中表达的基因，B正确；通过基因敲除技术也可找到Piezo1，且该方法比转基因技术更加有效，C错误；据题干信息可知，细胞膜上的某种蛋白质既可作为受体也可作为离子通道，D正确。
3．解析：选B。据题图可知，向导RNA的识别序列与目标DNA上特定碱基序列互补配对，从而引导Cas9蛋白在特定位点切割DNA，故向导RNA的主要功能是定位，又因为不同基因的碱基序列不同，故编辑不同基因时使用的向导RNA不同，A正确。向导RNA的识别序列越短，与目标DNA碱基互补配对结合时的特异性越差，导致基因编辑“脱靶”的概率越高，B错误。据题图可知，Cas9蛋白可将目标DNA切开，属于DNA水解酶，C正确。Cas9蛋白的合成场所是核糖体，D正确。
4．解析：选A。核糖体沿着mRNA移动合成的HIF 1α可通过核孔进入细胞核，A错误；由题干信息可知，低氧条件下，HIF 1α可调控相关基因表达，促进红细胞生成等，进而促进机体适应低氧环境，故低氧条件下，机体内HIF 1α含量增加有利于维持机体内环境稳态，B正确；由题意可知，HIF 1α可与相应DNA上的启动子结合后发挥作用，C正确；HIF 1α是低氧条件下重要的调控因子，其在细胞核与细胞质中含量比值的增加，有利于促进红细胞生成，提高机体对低氧环境的适应，可治疗缺氧性疾病，D正确。
5．解析：选B。pero、pers、perl是per基因的三种突变类型，故per、pero、pers、perl属于等位基因，其遗传遵循基因的分离定律，A错误；由题图可知，per转录、翻译的per蛋白与tim蛋白结合后会抑制自身per基因的转录，从而使翻译不能进行，属于负反馈调节，因此per转录、翻译的负反馈调节是昼夜节律的重要机制，B正确；a过程为转录，以per的一条链为模板，以四种核糖核苷酸为原料合成mRNA，C错误；b过程为翻译，在核糖体上合成肽链时有三类RNA参与，分别为mRNA、tRNA和rRNA，D错误。
