2015年度诺贝尔奖相关生物学试题设计

材料准备：5～9月期间，分别采集成苗期、生长盛期、花期和果期的青蒿叶，干燥后粉碎备用。

（1）根据研究目的，下列属于实验时需控制的因素是

。（多选）

A. 采摘时叶片中含水量

B. 采集叶片时的气温

C. 叶片的着生位置

D. 叶片干燥的程度

（2）将实验数据绘制成图。

该坐标图的横坐标名称是

，纵坐标名称是 。

（3）根据实验一的研究结果，选择 期的青蒿作为继续研究的实验材料。

【实验二】

材料准备：采集青蒿不同组织如根、茎、老叶（叶龄21d）、新叶（叶龄7d），共采集3次，每次在同一地方随机采样。所有样品均采用烘干和自然干燥2种方式干燥，粉碎后备用。

实验结果：青蒿素含量（mg/g）

第1次采集：

根：1.02（晒干），0.74（烘干）；

茎：0.09（晒干），0.04（烘干）；

老叶：3.91（晒干），2.66（烘干）；

新叶：4.57（晒干），3.49（烘干）。

第2次采集：

根：1.05（晒干），0.72（烘干）；

茎：0.11（晒干），0.09（烘干）；

老叶：4.02（晒干），2.71（烘干）；

新叶：4.65（晒干），3.69（烘干）。

第3次采集：

根：1.14（晒干），0.79（烘干）；

茎：0.10（晒干），0.02（烘干）；

老叶：4.05（晒干），2.95（烘干）；

新叶：4.58（晒干），3.59（烘干）。

（4）本实验的研究目的是 。

（5）根据研究目的，设计一个实验数据记录表，用于记录上述数据。（不用抄录数据）

背景资料二：2015年度诺贝尔化学奖。

2015年诺贝尔化学奖揭晓，瑞典、美国、土耳其三位科学家Tomas Lindahl、Paul Modrich和Aziz Sancar获奖。获奖理由是“DNA修复的机制研究”。Aziz Sancar绘制出了核苷酸切除修复机制，细胞利用切除修复机制来修复UV造成的DNA损伤。天生缺失这种机制的人暴露在太阳光下，可导致皮肤癌的发生。细胞还可利用此机制修复致突变物或其他物质引起的DNA损伤。Paul Modrich证明了细胞在有丝分裂时如何去修复错误的DNA，这种机制就是错配修复。错配修复机制使DNA复制出错几率下降了一千倍。如果先天缺失错配修复机制可导致癌症的发生，例如遗传性结肠癌的发生。

7. 2015年诺贝尔化学奖颁给了研究DNA修复细胞机制的三位科学家，细胞通过DNA损伤修复可使DNA在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复。图4为其中的一种方式——切除修复过程示意图。下列有关叙述不正确的是

A. 图示过程的完成需要限制酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用

B. 图中二聚体的形成可能受物理、化学等因素的作用所致

C. 图示过程涉及到碱基互补配对原则

D. DNA损伤修复降低了突变率，保持了DNA分子的相对稳定性

8. 图5是受损的DNA分子在人体内的自动切除、修复示意图，以下说法错误的是

A. 酶1作用的化学键是磷酸二酯键

B. 该修复过程遵循碱基互补配对原则

C. 图中的结构缺陷可能是多种原因引起的碱基错配或修饰

D. 酶4应该是DNA聚合酶

9. 纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚焦到纳米范围内，可对人体细胞内的DNA分子进行超微型基因修复，把尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这种对DNA进行修复属于

A. 基因突变 B. 基因重组

C. 基因互换 D. 染色体变异

10. 基因治疗的基本原理是用转基因技术将目的基因导人患者受体细胞，对DNA分子进行纠正或修复，从而达到治疗疾病的目的，这种对DNA的修复属于

A. 基因转换 B. 基因突变

C. 基因重组 D. 基因遗传

11. P53基因能编码一个由393个氨基酸组成的蛋白质，该蛋白质可与DNA发生特异性结合以阻止损伤的DNA复制，促使DNA自我修复；如修复失败则引起细胞出现“自杀”现象。下列有关叙述错误的是

A. 与P53蛋白质的合成有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

B. 细胞分裂过程中若DNA受损，P53蛋白质可使间期时间延长

C. 癌细胞的形成可能与P53基因突变有关

D. 细胞出现“自杀”现象属于细胞凋亡

12.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因为DNA损伤，患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因

A. 通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状

B. 通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状

C. 通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状

D. 可以直接控制生物性状，发生突变后生物性状随之改变

13. P53蛋白对细胞分裂起监视作用。P53蛋白可判断DNA损伤的程度，如果损伤较小，该蛋白就促使细胞自我修复（过程如图所示）；若DNA损伤较大，该蛋白则诱导细胞凋亡。下列有关叙述错误的是

A. P53蛋白可使DNA受损的细胞分裂间期延长

B. P53蛋白可导致细胞内的基因选择性表达

C. 抑制P53蛋白基因的表达，细胞将不能分裂

D. 若P53蛋白基因突变，则可能导致细胞癌变

14.“今又生”是我国为数不多的首创基因治疗药物之一，其本质是利用腺病毒和人P53基因（抑癌基因）拼装得到的重组病毒。人的P53蛋白可对癌变前的DNA损伤进行修复，使其恢复正常，或诱导其进入休眠状态或细胞凋亡，阻止细胞癌变。“今又生”的载体采用第一代人5型腺病毒，其致病力很弱，其基因不整合到宿主细胞的基因组中，无遗传毒性；载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制，不能污染。请回答下列问题：

（1）在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，在载体一般应具备的条件中，科学家选择性地放弃了一般载体都应该具有的 。检测P53基因的表达产物，还可以采用 技术。

（2）如果要获取人类基因组中抑癌基因P53，可以采取的方法通常包括 和通过化学方法人工合成。目的基因的大量扩增则可以采用 ，该技术中需使用的一种特殊的酶是 。

（3）在研究中如果要获得胚胎干细胞进行研究，则胚胎干细胞可来源于囊胚期的 或胎儿的原始性腺，也可以通过 技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是 。

参考答案

1. B 解析：从图示看，青蒿素的元素组成只有C、H、O，而不含N元素，因此青蒿素不可能是蛋白质，故A项正确；青蒿素治疗疟疾，其实是对疟原虫的选择作用，可能会引起疟原虫抗药性的增强，故B项错误；青蒿素尽管不是蛋白质，但其合成需多种酶参与，因此其合成仍受基因表达的控制，故C项正确；根据图示可知，青蒿素是小分子物质，可以口服，故D项正确。

2. A 3. C 4.（1）RNA聚合 氨基酸 ATP tRNA 核糖体 （2）ADS酶基因 CYP71AV1酶基因 转录 （3）酵母细胞中部分FPP用于合成固醇 通过基因改造降低FRG9酶活性

（4）青蒿素产量高 成本低 适合各地生产 （5）核孔 合成FPP合成酶 5.（1）9 AaBb×aaBb、AaBb×Aabb 1/8 （2）低温抑制纺锤体形成27 6.（1）CD （2）生长期 青蒿素含量（mg/g） （3）生长盛期 （4）不同组织中青蒿素含量的比较以及不同干燥方法对青蒿素含量的影响 （5）青蒿素含量实验数据记录表（mg/g）

7.A 8.D 9.A 10.C 11.A 12.C 13.C 14.（1）复制原点 抗原-抗体杂交法 （2）从基因文库 PCR Taq酶 （3）内细胞团 核移植 原肠胚

责任编辑 李平安

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