新高考生物二轮复习重难点专练热点07 与生物学相关的诺贝尔奖（原卷版+解析版）

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情境预测
诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人诺贝尔的部分遗产作为基金在1900年创立的，它分设物理、化学、生理学或医学、文学、和平和经济学六个奖项。诺贝尔奖外籍华人获奖者有李政道、杨振宁、丁肇中等十人，屠呦呦是第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家、第一位获得诺贝尔生理学或医学奖的华人科学家。诺贝尔生理学或医学奖是中国医学界迄今为止获得的最高奖项，也是中医药成果获得的最高奖项。很多高考题的情境来源于诺贝尔奖获得者的科学研究。
重难诠释
1．2015年，诺贝尔生理学或医学奖分别授予了WilliamC.Campbell &SatshiŌmura、屠呦呦，前二者因“发现了因线虫导致的寄生虫感染的新型疗法”而获奖，后者则因“发现了一种针对疟疾的新型疗法”。
2．2016年，Yshinri Ohsumi因“发现了自噬机制”而被授予诺贝尔生理学或医学奖。
3．2017年，Jeffrey C. Hall，Michael Rsbash和Michael W. Yung由于“发现了控制昼夜节律的分子机制”而被授予诺贝尔生理学或医学奖。
4．2018年，James P. Allisn和Tasuku Hnj因“通过抑制负免疫调节治疗癌症”而被授予诺贝尔生理学或医学奖。
5．2019年William G. Kaelin、Peter J. Ratcliffe以及Gregg L. Semenza因“揭示细胞感知和适应氧气供应的机制”而被授予诺贝尔生理学或医学奖。
6．2020年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家哈维·阿尔特、查尔斯·赖斯以及英国科学家迈克尔·霍顿，以表彰他们在发现丙型肝炎病毒方面所做出的贡献。
7．2021年诺贝尔生理学或医学奖授予戴维·朱利叶斯（David Julius）和阿登·帕塔普蒂安（Ardem Pataputian），以表彰他们在“发现温度和触觉受体”方面作出的贡献。
8．2022年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。奖项授予瑞典科学家斯万特·帕博（Svante Pääb）以表彰他在“在人类演化以及已灭绝的人类基因组研究”方面作出的贡献。
9．2023年诺贝尔生理学或医学奖联合授予Katalin Karikó和Drew Weissman，“以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现，从而开发出有效的新冠肺炎mRNA疫苗”。
限时检测 （限时30分钟）
一、单选题
1．（江苏省盐城市、南京市2023一2024学年高三上学期期末调研测试生物试题）2023年10月2日，卡塔琳·卡里科、德鲁·魏斯曼获得诺贝尔生理学或医学奖。他们注意到树突状细胞将体外转录的mRNA识别为外来物质，导致树突状细胞的激活和炎症信号分子的释放，引发炎症反应。将碱基修饰mRNA输送到树突状细胞，炎症反应几乎完全消失，具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）

A．碱基修饰mRNA可能涉及对胸腺嘧啶等碱基修饰
B．碱基修饰改变mRNA中碱基排列顺序
C．碱基修饰mRNA指导树突状细胞炎症信号分子合成
D．碱基修饰mRNA既减少炎症反应又增加相关蛋白质含量
2．（2023上·黑龙江伊春·高二黑龙江省伊春市第一中学校考期末）2023年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，来自美国的匈牙利裔科学家卡塔琳·卡里科和美国科学家德鲁·魏斯曼获此殊荣。被核苷碱基修饰的新冠病毒mRNA疫苗“mRNA-1273”可诱导健康志愿者产生免疫反应。下列关于疫苗的叙述错误的是（ ）
A．灭活新冠病毒表面存在抗原蛋白
B．新冠病毒mRNA疫苗无法直接刺激浆细胞产生抗体
C．新冠病毒mRNA疫苗是以mRNA-1273为模板合成的蛋白质作为抗原
D．理论上灭活病毒疫苗和mRNA疫苗都可治疗新冠肺炎
3．（2024上·海南省直辖县级单位·高三校考阶段练习）2023 年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现，这一发现使得开发针对新型冠状病毒的mRNA疫苗成为可能。已知mRNA疫苗中的mRNA进入人体细胞后，可表达出病原体的某种抗原蛋白，驱动树突状细胞成熟，进而激活B细胞和T细胞，使机体产生强烈的免疫应答。下列有关叙述正确的是（ ）
A．树突状细胞属于抗原呈递细胞，B细胞不属于抗原呈递细胞
B．mRNA疫苗可直接作为抗原，刺激机体产生特异性免疫反应
C．与传统灭活疫苗相比，mRNA疫苗激活细胞免疫的能力更强
D．机体排除新型冠状病毒主要体现了免疫系统的免疫监视功能
4．（2024上·海南省直辖县级单位·高三校考阶段练习）2022年的诺贝尔生理学或医学奖获得者斯万特·帕博创建了一门全新的科学学科——古基因组学。他从化石中提取、测序并绘制了尼安德特人的基因组，分析了所有现代人类和已灭绝古代人类的基因差异，发现尼安德特人的部分基因通过智人流向现代人类，他的发现为探索我们何以成为独特的人类提供了基础。下列有关叙述错误的是（ ）
A．尼安德特人的化石为帕博团队研究人类进化提供了直接证据
B．尼安德特人可能通过与智人杂交将其基因传递给现代人类
C．不同年代的“人”在DNA和蛋白质分子的结构方面不存在共同点
D．基因组测序技术为探索现代人类的进化提供了分子水平的证据
5．（2023上·全国·高二期末）关于温度感知和触觉分子机制的研究获得了2021年诺贝尔生理学或医学奖。细胞膜上的TRPV1通道蛋白能被辣椒素或43℃以上高温激活，TRPV1是一种可高效介导Ca2+顺浓度梯度流入的离子通道，使人产生热痛的感觉。下列叙述错误的是（ ）
A．TRPV1通道蛋白的合成需要核糖体参与
B．Ca2+通过TRPV1进入细胞消耗ATP
C．产生热痛的感觉过程中电信号会传到大脑皮层
D．辣椒素或45℃高温可能会改变TRPV1空间结构
6．（2023上·浙江·高三校联考阶段练习）科学家卡塔琳•考里科和德鲁•韦斯曼因核苷碱基修饰方面的发现而获得2023年诺贝尔生理学或医学奖。他们的发现使得mRNA疫苗成为可能。下列关于mRNA疫苗的叙述正确的是（ ）
A．与接种DNA疫苗相比，接种RNA疫苗起效更快
B．提纯病毒相关抗原的mRNA，直接将其注入人体即可诱发免疫反应
C．病毒RNA可直接作为抗原，刺激机体产生特异性免疫
D．相比灭活疫苗，注射mRNA疫苗产生的抗体种类较多
7．（2024上·全国·高三校联考专题练习）有关mRNA疫苗的研究获得了2023年诺贝尔生理学或医学奖，科学家发现将mRNA中的尿嘧啶替换成假尿嘧啶进行碱基修饰后，作为新型疫苗可减少免疫炎症反应，从而使高效的mRNA疫苗研发成为可能。下列有关叙述错误的是（ ）
A．用假尿嘧啶替换可导致mRNA不容易被机体识别为抗原
B．mRNA疫苗需要通过机体细胞内的翻译过程才能发挥作用
C．大量使用mRNA疫苗会改变病原体种群相应基因的基因频率
D．用脂质体微滴将mRNA疫苗送入细胞主要体现了细胞膜的选择透过性
8．（2023上·广东佛山·高一统考期中）2023年诺贝尔生理学或医学奖被授予美国科学家考里科和韦斯曼，以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现，这一发现推动了抗新冠肺炎病毒的mRNA疫苗的开发。下图表示生产RNA疫苗需要的原材料之一核苷酸，下列叙述正确的是（ ）
A．图中a代表磷酸基团，b代表脱氧核糖
B．组成RNA和DNA的单体的区别在于c
C．生物体细胞内的RNA一般为双链结构
D．图中的核苷酸彻底水解能得到6种产物
9．（2023上·河南·高二校联考阶段练习）2023年诺贝尔生理学或医学奖授予卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现，这些发现使针对新型冠状病毒肺炎的有效 mRNA疫苗得以开发。将表达新型冠状病毒S蛋白的mRNA注入人体可诱导机体产生保护性抗体。下列相关叙述错误的是（ ）
A．注射的上述mRNA 会在人体内翻译出S蛋白
B．针对S蛋白产生的抗体可特异性结合新型冠状病毒
C．注射mRNA疫苗可有效预防多种冠状病毒感染
D．新型冠状病毒侵入人体后会引发人体特异性免疫
二、非选择题
10．（2023上·江西·高三江西省乐平中学校联考阶段练习）2023年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现，这些发现促使科学家们开发出有效的mRNA疫苗来对抗COVID-19（新型冠状病毒肺炎）。新冠疫苗有多种，其中灭活病毒疫苗防护力大约在70~80%，而mRNA疫苗产生的防护力会更高，可以使有效率达到95%以上。如图是mRNA疫苗作用模式图，请据图回答问题：
(1)免疫系统的功能包括免疫监视、 和 ；常见的免疫活性物质除图中所示外还包括 。
(2)由图可知，注射mRNA疫苗后，直接刺激免疫细胞的物质是 。
(3)B细胞分裂分化除产生图中细胞，还产生其他细胞，这些细胞具有的功能是 。
(4)与灭活病毒疫苗相比，RNA疫苗的优点有 （至少答两点）。
(5)人类在漫长的进化历程中从未感染过新型冠状病毒，但是人的免疫系统仍能产生针对新型冠状病毒的抗体。关于抗原和抗体的关系一直存在两类不同的观点:模板学说认为，抗体是在抗原进入机体后，以抗原为模板设计出来的；克隆选择学说认为，在抗原进入机体之前，具有不同类型特异性受体的B细胞就已经存在。克隆选择学说目前被大多数科学家所接受。为验证克隆选择学说，科研人员以小鼠为实验对象，进行了相关实验，并获得了支持克隆选择学说的实验结果，如下表所示。已知，高剂量的具有放射性同位素标记的抗原能够全部杀死具有与其互补受体的B细胞。
①请依据克隆选择学说，分析实验组1中小鼠只能产生抗Y抗体的原因是 。
②请预期实验组2的实验结果： 。
11．（2023上·黑龙江大庆·高三大庆实验中学校考阶段练习）2019年诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞感知和适应氧气变化机制的科学家。研究发现，正常供氧时，细胞内的一种蛋白质低氧诱导因子（HIF）会被水解。在氧气供应不足时，HIF会积累，与低氧应答原件（非编码蛋白序列）结合，使促红细胞生成素（EPO）基因表达加快，促进EPO的合成，过程如下图所示。请回答下列相关问题：

(1)过程①必需的酶是 ，除mRNA外,参与过程②的RNA还有 ，①②过程 （填“能”或“不能”）在人体成熟红细胞内完成。
(2)EPO是一种蛋白质类激素，可促进造血干细胞分裂、 ，产生更多红细胞，以适应低氧环境。
(3)据图分析，HIF 通过 结构进入细胞核，在 （填“转录”或“翻译”）水平调控EPO基因的表达。
(4)上述图示过程反映了生物体基因与 、基因与 、基因与 之间存在着复杂的相互作用，共同调控生命活动。
(5)已知肿瘤细胞也同样具有感知氧的机制，肿瘤细胞迅速增殖会造成内部缺氧，肿瘤内部细胞的HIF含量比正常细胞高从而刺激机体产生更多红细胞，为肿瘤提供更多氧气。根据该机制，可以通过导入外源mRNA， ，从而影响翻译过程达到一定的治疗效果。
12．（2023上·四川成都·高二成都外国语学校校考阶段练习）2023年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，以表彰他们在mRNA疫苗研究上的突破性贡献。下图是某mRNA疫苗作用模式图，请据图回答问题：
(1)mRNA疫苗要装入脂质体中再注射，目的是 和防止mRNA在内环境中被降解。
(2)根据图示，B细胞活化、增殖分化过程需要两次信号刺激，一是抗原的直接刺激，二是 。
(3)根据图示，mRNA疫苗在细胞内表达出病毒S蛋白后，要经 水解产生抗原肽，抗原肽与镶嵌在内质网膜上的 结合，最终呈递到细胞表面，诱导特异性免疫。
(4)结合图示特异性免疫类型分析，与传统灭活病毒疫苗和重组蛋白疫苗相比，mRNA疫苗的优势是 。
组别
第一次注射
一段时间后，第二次注射
实验结果
对照组
高剂量的抗原X
适宜剂量的抗原Y
小鼠产生抗X抗体和抗Y抗体
实验组1
高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X
适宜剂量的抗原Y
小鼠不产生抗X抗体；产生抗Y抗体
实验组
2
高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X
适宜剂量的抗原X