2023届高考生物二轮复习破译新情境——通过“新冠病毒”，立足“生命观念”，建构解答病毒类问题的思维模型学案

这是一份2023届高考生物二轮复习破译新情境——通过“新冠病毒”，立足“生命观念”，建构解答病毒类问题的思维模型学案，共16页。




破译新情境——通过“新冠病毒”，立足“生命观念”，建构解答病毒类问题的思维模型

“核心价值”命题“金线”(为什么考)
“知能素养”命题“银线”(考什么)
(1)由新冠病毒引起的新冠肺炎疫情，已成为国际社会高度关注的公共卫生事件。病毒严重威胁人类健康，而人类健康问题是历年来高考的热点。
(2)通过“病毒”相关问题的探究，培养知识迁移、发散思维和解答实际情境问题的能力。
(1)构建以“病毒”为核心的知识网络体系，通过构建“知识网络”浸润“生命观念”，搭建解题“思维模型”。
(2)借助“病毒”，探究、深挖、串联与之相关的知识点：结构与功能、物质运输、繁殖过程、中心法则、体液免疫与细胞免疫的要点、病毒的检测和预防措施、病毒的分类鉴定及实践应用等。

探究路径(一)　新冠病毒的组成和结构

[见识新情境]
新冠病毒是由RNA和蛋白质“N”构成的内核与外侧的囊膜共同组成的，囊膜的主要成分是磷脂和镶嵌其上的3种蛋白质“M”“E”和“S”，如图。

新冠肺炎的病原体依靠囊膜上的刺突糖蛋白(S蛋白)以人类细胞膜上的血管紧张素转换酶2(ACE2)作为侵入的受体。ACE2蛋白广泛分布在人体内皮细胞膜上，因此新冠病毒可以入侵肺泡细胞、肾细胞、生殖道细胞等内皮细胞。虽然入侵的细胞广泛，但是严重的炎症反应主要出现在肺部。

[追根于教材]
1．刺突糖蛋白的基本组成单位是什么？
提示：氨基酸和葡萄糖。
2．从物质组成角度分析，新冠病毒的组成成分与细胞相比，在种类上有什么区别？新冠病毒主要由哪些元素组成？
提示：新冠病毒主要含有RNA、蛋白质、磷脂和糖类。其元素组成主要是C、H、O、N、P。
3．请从结构与功能的角度解释为什么病毒的生活方式为寄生？
提示：病毒结构简单，没有为其生命活动提供物质和能量的结构，其生命活动所需物质和能量来自寄主细胞，导致其生命活动必须依赖于寄主细胞。
4．新冠病毒所具有的多种蛋白质是怎样合成的？
提示：在宿主细胞内，利用宿主细胞的原料和结构合成。
5．根据遗传物质的化学组成，可将病毒划分为DNA病毒和RNA病毒两种类型。请利用放射性同位素标记法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定新冠病毒的类型，简要说明实验思路、结果及结论。
提示：实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新冠病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新冠病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。


探究路径(二)　新冠病毒的增殖、遗传信息传递和生物进化

[见识新情境]
新冠病毒的S蛋白和宿主细胞膜上的ACE2“接头”，一旦“暗号”对上，细胞胞吞病毒，将病毒“请”进细胞；溶酶体帮助病毒溶解囊膜和结构蛋白，病毒正好借此将RNA释放，利用宿主细胞的核糖体翻译病毒早期蛋白；病毒利用RNA指导的RNA聚合酶大量复制病毒的遗传物质，并大量翻译结构蛋白；在高尔基体将病毒的遗传物质和结构蛋白组装成新的病毒；新病毒利用宿主细胞的膜泡运输系统，通过胞吐释放出去，完成整个生活史(如下图所示)。

[追根于教材]
1．新冠病毒通过什么方式进出细胞？为什么？体现了细胞膜的什么特点？
提示：胞吞、胞吐；新冠病毒外有包膜；细胞膜的流动性。
2．能否利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法，分别用放射性同位素32P、 35S标记RNA和蛋白质的新冠病毒，侵染人肺细胞的方法来探究新冠病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质？请分析原因。
提示：不可以。因为新冠病毒侵染宿主细胞时，病毒衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞，无法确定放射性来源于蛋白质还是RNA。
3．依据材料，写出新冠病毒的简要增殖过程。
提示：黏附(与受体结合)→侵入(胞吞)→合成(RNA和蛋白质)→组装→释放(胞吐)。
4．新冠病毒容易突变的原因是什么？
提示：新冠病毒的遗传物质是RNA，为单链，结构不稳定，容易发生变异。
5．依据材料，写出新冠病毒的遗传信息传递途径。
提示：

探究路径(三)　新冠病毒的检测与预防

[见识新情境]
一、检测原理——PCR技术
目前采用RT-PCR技术(逆转录荧光PCR技术)。在PCR反应体系中，包含一对特异性引物以及一个Taqman探针，该探针为一段特异性寡核苷酸序列，两端分别标记了报告荧光基团和淬灭荧光基团。探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收；若反应体系存在靶序列，PCR反应时探针与模板结合，DNA聚合酶沿模板利用酶的外切酶活性将探针降解，报告基团与淬灭基团分离，发出荧光。每扩增一条DNA链，就有一个荧光分子产生(如图1)。荧光定量PCR仪能够检测出荧光到达预先设定阈值的循环数(Ct值)，其中Ct值与病毒核酸浓度有关，病毒核酸浓度越高，Ct值越小(如图2)。


二、免疫预防——接种疫苗
S蛋白是新冠病毒识别并感染靶细胞的重要蛋白，作为抗原被宿主免疫系统识别并应答，因此S蛋白是新冠疫苗研发的重要靶点。下表是不同类型新冠疫苗研发策略：
类型
研发策略
灭活疫苗
新冠病毒经培养、增殖，用理化方法灭活后制成疫苗
腺病毒载体疫苗
利用改造后无害的腺病毒作为载体，携带S蛋白基因，制成疫苗。接种后，S蛋白基因启动表达
亚单位疫苗
通过基因工程方法，在体外合成S蛋白，制成疫苗
核酸疫苗
将编码S蛋白的核酸包裹在纳米颗粒中，制成疫苗。接种后，在人体内产生S蛋白
减毒流感病毒
载体疫苗
利用减毒流感病毒作为载体，带S蛋白基因，并在载体病毒表面表达S蛋白，制成疫苗
三、细胞因子风暴——免疫过度
细胞因子风暴是指机体感染微生物后引起体液中多种细胞因子快速大量产生的现象。细胞因子(白细胞介素、干扰素等)能够增强免疫细胞的功能，而过多的细胞因子会使免疫细胞持续激活和扩增，进而攻击正常细胞，引发“过度免疫”，导致人体器官损伤，甚至导致器官衰竭。
临床上常用免疫抑制剂抑制机体过度的免疫调节，防止细胞因子风暴对正常的器官造成损伤。

[追根于教材]
1．依据材料一，新冠病毒是一种单链RNA病毒，检测时取检测者的mRNA，在PCR反应体系中逆转录酶的作用下合成cDNA，在反应体系中还应加入哪些物质？
提示：2种引物、耐高温的DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸、缓冲体系、荧光标记的新冠病毒核酸探针。
2．材料一图2中“平台期”出现的最可能的原因是______________________________
__________________________________________________________________________________________________。理论上，在检测过程中，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈______(填“阴”或“阳”)性，但为了保证检测结果的准确
性，一般要达到或超过阈值时才确诊，Ct值越大表示被检测样本中病毒数目________(填“越多”或“越少”)。
提示：反应体系中的原料(引物，探针)数量一定，超出一定的循环数后，荧光标记的“杂交双链”不再增加　阳　越少
3．当新冠病毒侵入机体时，机体免疫的大体过程是怎样的？
提示：当病毒侵入机体时，机体会同时启动细胞免疫和体液免疫。当病毒未侵入细胞时，体液免疫发挥效应，消灭细胞外液中的病毒；一旦病毒进入细胞，细胞免疫会发挥效应，裂解靶细胞，释放出病毒，再被抗体结合或被其他免疫细胞吞噬、消灭。
4．接种普通新冠疫苗后，体内抗体的量下降很快说明了什么问题？给我们什么启发？
提示：特异性免疫产生的抗体和记忆细胞在机体内不是永远存在的。机体对病原体的记忆是有时间限制的，有些不是终生的，根据需要可以接种一段时间后再次接种。
5．科学家在研究新冠病毒治疗的过程中，针对重症病人在缺乏疫苗和特效治疗药物的前提下，“血浆治疗”也是一种探索性治疗方法。“血浆疗法”中需要哪些人员的血浆？治疗原理是什么？
提示：新冠肺炎康复者的血浆。康复者血浆中可能含有大量新冠病毒的抗体，这些抗体特异性地识别并结合新冠病毒，从而抑制病毒的侵染。
6．依据材料二，与普通疫苗相比，你认为核酸疫苗有哪些优点？
提示：核酸疫苗是将S蛋白的核酸包裹在纳米颗粒中，制成疫苗，注入人体内，利用人体细胞产生S蛋白，刺激人体产生抗体。核酸疫苗能不断地表达抗原蛋白质，免疫效果好；研发快速，相对简单；节省细胞培养、扩增的时间，大大提高疫苗产能。
7．依据材料三，试说明新冠肺炎患者出现呼吸困难的原因。
提示：新冠病毒大多存在于肺泡细胞中，细胞因子风暴导致产生大量免疫细胞并进攻肺部，导致肺部部分正常细胞和非正常细胞裂解死亡，引起患者肺部感染，肺部体液积聚引起呼吸困难。



归纳建模
通过本课题的深入探究，可以构建以“病毒”为核心的知识网络体系，建构以下思维模型。

类题训练
1．(2022·兰州模拟)HIV病毒为逆转录病毒，其遗传物质逆转录形成的DNA可通过核孔整合到T细胞的基因组中。T细胞的细胞核中存在组蛋白，主要与DNA结合，使DNA被折叠、打包、压缩，DNA经折叠后被压缩，经压缩后的DNA序列被固定在细胞核中的骨架上，并且压缩后不易被核酸酶降解，mRNA则不会发生以上的压缩、折叠及被分解的过程，但mRNA需在细胞核中完成加工才能出细胞核。下列有关说法正确的是(　 )
A．核DNA为体积较大的双链结构，因此不能通过核孔进入细胞质
B．能通过核孔进入细胞核的物质只有蛋白质，RNA可通过核孔出细胞核
C．被HIV侵染的T细胞的细胞质中，存在U与A、A与T的配对方式
D．核DNA无法随意移动与组蛋白和细胞骨架有关，mRNA的加工与核酸酶有关
解析：选C　核孔对物质的进出有选择性，并不是因为核DNA体积大不能通过核孔进入细胞质，A错误；组蛋白在核糖体合成后进入细胞核，HIV逆转录得到的DNA能拼接到T细胞的基因组中，说明DNA可通过核孔进入细胞核，B错误；逆转录过程发生在细胞质中，在由RNA产生DNA的过程中，存在U与A、A与T的配对方式，C正确；核酸酶可降解核DNA，不能加工mRNA，D错误。
2．(2022·南宁三模)烟草叶肉组织发育初期，胞间连丝呈管状结构，能允许相对分子质量达5万的蛋白质通过，而发育成熟后，胞间连丝呈分支状，只能允许相对分子质量小于400的物质通过。烟草花叶病毒依靠自身的p30运动蛋白，调节烟草细胞间胞间连丝的孔径，进而侵染相邻细胞并从一个细胞进入到另一个细胞。下列叙述正确的是(　 )
A．动植物细胞间的胞间连丝能起到细胞间的信息交流作用
B．烟草花叶病毒无细胞结构，其核酸中含磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基
C．烟草花叶病毒p30运动蛋白突变体可能会失去侵染烟草植株的能力
D．烟草叶肉组织在发育过程中，能通过改变胞间连丝的结构来调节运输物质的速率
解析：选C　植物细胞间的胞间连丝能起到细胞间的信息交流作用，动物细胞间没有胞间连丝，A错误；烟草花叶病毒为RNA病毒，无细胞结构，其核酸中含磷酸、核糖和四种含氮碱基，B错误；烟草花叶病毒p30运动蛋白突变体，可能无法合成p30运动蛋白，无法调节烟草细胞间胞间连丝的孔径，进而不能侵染相邻细胞，故可能会失去侵染烟草植株的能力，C正确；分析题意可知，烟草叶肉组织在发育过程中，能通过改变胞间连丝的结构来调节运输物质的大小，D错误。
3．现有一种致病性极强的细菌，其分泌的外毒素由α和β两个亚单位组成，其中β亚单位无毒性，但能促进α亚单位进入人体细胞发挥毒性作用。为了降低该细菌致病的危险性，研制有关该细菌传染病的疫苗，下列相关说法正确的是(　 )
A．可选择该细菌的外毒素β亚单位作为疫苗的有效成分
B．疫苗注射后可以使人终生免疫该细菌
C．首次注射该疫苗后，人体B细胞增殖并直接产生相应抗体
D．该疫苗的注射可以阻断致病细菌的传播途径
解析：选A　外毒素α亚单位有毒性，所以研制疫苗时不可选择外毒素α亚单位，而细菌外毒素β亚单位无毒性，不会对宿主细胞发挥毒性作用，但能促进α亚单位进入宿主细胞发挥毒性作用，所以可选择该细菌的外毒素β亚单位作为疫苗的有效成分，A正确；抗体具有时效性且细菌容易变异，疫苗注射后不能使人终生免疫该细菌，B错误；B细胞不能产生相应抗体，B细胞分化成的浆细胞可分泌抗体，C错误；该疫苗的注射可以保护易感人群，但不能阻断致病细菌的传播途径，D错误。
4．(2022·郑州模拟)丙肝病毒(HCV)能以注入宿主细胞的 RNA 为模板直接翻译出蛋白质。索非布韦是一种尿嘧啶类似物，能抑制RNA 复制酶(NS5B)的活性，可用于丙肝治疗。如图为 HCV 在宿主细胞内增殖的示意图，下列叙述正确的是(　 )

A．NS5B 识别＋RNA 上的起始密码子后才能启动①过程
B．＋RNA 与－RNA 都可以作为HCV 的遗传物质
C．人体只有肝细胞中含有 HCV 受体蛋白基因
D．NS5B 可能无法区分参与到病毒RNA 合成过程中的索非布韦与尿嘧啶
解析：选D　①②过程表示RNA复制，而起始密码子是翻译的起点，A错误；由图可知，HCV的遗传物质是＋RNA，－RNA 是与＋RNA碱基互补配对的，不能作为遗传物质，B错误；人体所有细胞都含有HCV受体蛋白基因，只有在肝细胞中该基因才表达，C错误；据题干信息可知，索非布韦是一种尿嘧啶类似物，因此NS5B可能无法区分参与到病毒RNA合成过程中的索非布韦与尿嘧啶，D正确。
5．(2022·桂林模拟)某RNA病毒的灭活疫苗是通过先培养出该病毒，然后通过加热或者加入化学试剂的方法，将其灭活后制成的疫苗。而其RNA疫苗是先人工合成含有编码某种抗原蛋白的mRNA，然后注入人体，通过在mRNA外包裹的脂质纳米颗粒进入细胞直接进行翻译，形成相应的抗原蛋白。下列说法正确的是(　 )
A．灭活疫苗对于生产的安全要求低于RNA疫苗
B．灭活疫苗刺激机体产生抗体的种类多于RNA疫苗
C．RNA疫苗可以遗传给下一代而灭活疫苗不能
D．灭活疫苗和RNA疫苗进入机体后，都可直接发挥抗原刺激作用
解析：选B　灭活疫苗是通过先培养出该病毒，然后将其灭活后制成，在培养过程中有造成传播的可能性，而mRNA外包裹的脂质纳米颗粒进入细胞直接进行翻译，形成相应的抗原蛋白，生产过程中没有活病毒存在，所以灭活疫苗对于生产的安全要求高于RNA疫苗，A错误；灭活疫苗成分有多种，较复杂，或含彻底灭活的病毒颗粒，或含病毒的一段核酸序列，或含病毒表面蛋白的某个部分，而RNA疫苗通过在mRNA外包裹的脂质纳米颗粒进入细胞直接进行翻译，形成相应的抗原蛋白，物质单一，所以灭活疫苗刺激机体产生抗体的种类多于RNA疫苗，B正确；RNA疫苗是人工合成含有编码某种抗原蛋白的mRNA，而人的遗传物质是DNA，所以RNA疫苗不会遗传给下一代，C错误；RNA疫苗注入人体，通过在mRNA外包裹的脂质纳米颗粒进入细胞直接进行翻译，形成相应的抗原蛋白发挥抗原刺激作用，而不是mRNA直接作为抗原发挥刺激作用，D错误。
6．(2022·成都模拟)新冠病毒主要通过其表面刺突蛋白(S蛋白)与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合实现感染。三种新冠疫苗研发途径的技术原理如下：灭活病毒疫苗是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物，再通过纯化等步骤制备出相应疫苗；重组蛋白疫苗是将病毒的目标抗原基因整合到表达载体中，然后将表达载体转化到中国仓鼠卵巢细胞中，经诱导表达出大量的抗原蛋白，再通过纯化而得到的疫苗；腺病毒载体疫苗以腺病毒作为载体，将目标抗原基因重组到载体病毒基因组中得到的疫苗。回答下列问题：
(1)上述灭活病毒疫苗中的“灭活”使新冠病毒失去________，但并不破坏该病毒的__________。
(2)制备重组蛋白疫苗和腺病毒载体疫苗均需要获取S蛋白基因，获取过程是提取新冠病毒总RNA，在__________酶的作用下合成DNA，再采用PCR技术选择性扩增出S蛋白基因。PCR技术的前提是要有一段_______________________________，以便根据这一序列设计出特异性的引物。
(3)腺病毒载体疫苗是将S蛋白基因重组到改造后无害的腺病毒内，导入人体，在体内产生S蛋白，刺激人体产生相应抗体。改造后的腺病毒载体应具备的条件是______________________________________(答出2条)。与重组蛋白疫苗相比，腺病毒载体疫苗的优点体现在________________________________________________________。
(4)腺病毒载体疫苗注入人体后，其发挥作用的机理是_________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)灭活病毒疫苗中的“灭活”就是使新冠病毒失去感染性，但并不破坏该病毒的抗原结构。(2)获取新冠病毒的S蛋白基因，需要先提取新冠病毒总RNA，在逆转录酶的作用下合成DNA，再采用PCR技术选择性扩增出S蛋白基因。PCR技术的前提是要有一段已知S基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计出特异性的引物。(3)改造后的腺病毒载体应具备的条件：具有一个或多个限制酶切割位点、能够自我复制、具有标记基因等。与重组蛋白疫苗相比，腺病毒载体疫苗的优点：持续表达抗原，免疫应答持久。(4)腺病毒载体疫苗注入人体后，其发挥作用的机理是腺病毒能够将S蛋白基因转化到受体细胞中，并在受体细胞中表达出S蛋白，作为抗原引起人体的免疫应答。
答案：(1)感染性　抗原结构　(2)逆转录　已知S基因的核苷酸序列　(3)具有一个或多个限制酶切割位点、能够自我复制、具有标记基因等(答出2条即可)　持续表达抗原，免疫应答持久　(4)腺病毒能够将S蛋白基因转化到受体细胞中，并在受体细胞中表达出S蛋白，作为抗原引起人体的免疫应答

[应用、创新考法增分训练]

题组一　纵览探索历程，培养科学思维
1．2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者研究发现高温和辣椒素均能直接激活细胞膜上的TRPV1蛋白，使其作为离子通道引起相关离子跨膜运输，产生兴奋。兴奋沿传入神经上传至大脑皮层，使人产生热辣的感觉。下列叙述正确的是(　 )
A．TRPV1被激活后引起相关离子跨膜运输的方式是自由扩散
B．激活TRPV1引发的兴奋必须经过完整的反射弧才能引发热辣感
C．该发现可以解释喝热水比喝冷水更有利于缓解吃辣椒产生的热辣感
D．细胞膜上的TRPV1被高温或辣椒素激活后，膜电位变为内正外负
解析：选D　TRPV1被激活后，作为离子通道引起相关离子跨膜运输，该离子通过离子通道、顺浓度梯度进行，为协助扩散，A错误；激活TRPV1引发的兴奋传递到大脑皮层引发热辣感，感觉的形成并不经过完整的反射弧，B错误；该发现可以解释喝冷水比喝热水更有利于缓解吃辣椒产生的热辣感，即冷水刺激后，TRPV1蛋白的活性减弱，相关作用被抑制，因而阻止了热辣感的形成，C错误；细胞膜上的TRPV1被高温或辣椒素激活后，使其作为离子通道引起相关离子跨膜运输，产生兴奋，显然此时膜电位变为内正外负，即产生了动作电位，D正确。
2．某科学家将大鼠肝组织置于搅拌器中处理获得肝组织匀浆，然后检测匀浆中几种酸性水解酶的活性，检测结果如图所示。该科学家判断这些水解酶位于一种具膜小泡内，囊泡膜被破坏之后，其中的酶被释放出来表现出较强的活性，以后这种囊泡被命名为溶酶体。下列有关说法错误的是(　 )

A．用搅拌器处理的目的是让肝组织细胞膜破裂，使溶酶体内的水解酶释放出来
B．在一定范围内，随着蔗糖溶液浓度的增大，肝组织匀浆中酶活性降低
C．酸性磷酸酶和β-葡萄糖醛酸苷酶在核糖体中合成，作用原理是降低化学反应所需活化能
D．溶酶体中的酸性水解酶不会破坏溶酶体膜结构，被释放出来后也不会影响细胞生命活动
解析：选D　用搅拌器处理的目的是让肝组织细胞膜破裂，使溶酶体内的水解酶释放出来，A正确；由图2可知，在一定范围内，随着蔗糖溶液浓度的增大，肝组织匀浆中酶活性降低，B正确；酸性磷酸酶和β-葡萄糖醛酸苷酶在核糖体中合成，作用原理是降低化学反应所需活化能，C正确；溶酶体中的酸性水解酶不会破坏溶酶体膜结构，被释放出来后会影响细胞生命活动，D错误。

题组二　关注生产生活，分析解决问题
3．我国科学家某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、P
B．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：选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项生命活动，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，为朊病毒广泛存在的假说提供了有力的证据，D正确。
4．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中由于含花青素呈紫色，将细胞置于一定浓度的钼酸钠溶液中，细胞通过膜上的某种蛋白质吸收Na＋，同时排出H＋，细胞内pH升高，变成蓝色。为探究洋葱鳞片叶外表皮细胞吸收Na＋的方式，某科研小组设计了如表实验。下列叙述错误的是(　 )
编号
1
2
3
4
加入的物质
蒸馏水
＋
－
－
－
钼酸钠溶液
－
＋
－
＋
呼吸抑制剂
－
－
＋
＋
洋葱鳞片叶外表皮细胞颜色
紫色
蓝色
x
紫色
注：“＋”表示加入，“－”表示未加入。
A．x处为蓝色，此探究实验结果才可靠
B．本实验中洋葱的生长状况和新鲜程度为无关变量
C．Na＋进入洋葱鳞片叶外表皮细胞的方式是主动运输
D．钼酸钠溶液浓度过高会使洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离
解析：选A　第三组没加钼酸钠溶液，只加呼吸抑制剂，不能排出H＋，洋葱鳞片叶外表皮细胞颜色呈紫色，即x处为紫色，此探究实验结果才可靠，A错误；除自变量外，实验中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，无关变量需要相同且适宜，本实验中洋葱的生长状况和新鲜程度为无关变量，B正确；加入呼吸抑制剂会影响细胞吸收钠离子，故可判断钠离子进入洋葱鳞片叶外表皮细胞需要能量，是主动运输，C正确；钼酸钠溶液浓度过高会使洋葱鳞片叶外表皮细胞失水皱缩，从而发生质壁分离，D正确。
5．某科研小组为了测定洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度范围，将其放入不同浓度的物质A溶液中，设T为细胞体积与原生质体体积的比值，一段时间后，测定T的值。假设在细胞发生质壁分离和复原的过程中，细胞均保持活性，则下列有关说法不正确的是(　 )
A．T的值等于1，则物质A可能是甘油
B．T在变化过程中，都有物质A不断进入细胞内
C．T的值越小，物质A溶液的渗透压与细胞液的渗透压的差值越小
D．T的值越大，物质A浓度越高，细胞的失水量越多，液泡的紫色越深
解析：选B　甘油可以以自由扩散的方式进入细胞，若将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于甘油溶液中，细胞先发生质壁分离，后自动复原，因此可能测得T的值等于1，即细胞的体积等于原生质体的体积，A正确；若将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于蔗糖溶液中，则蔗糖不能进出细胞，B错误；T的值越小，物质A溶液的渗透压与细胞液的渗透压的差值越小，C正确；T的值越大，物质A溶液的浓度越高，细胞的失水量越多，液泡的紫色越深，D正确。

题组三　引入科普情境，增长知识见识
6．真核生物中糖类能与蛋白质结合形成糖蛋白、与脂质结合形成糖脂，该过程称为糖基化。我国科学家研究发现：糖类还能与细胞中的RNA结合形成glycoRNA。下列叙述错误的是(　 )
A．真核细胞中每种糖蛋白的形成都与核糖体、内质网、高尔基体等细胞器有关
B．glycoRNA的基本骨架是碳原子构成的长链
C．RNA与glycoRNA在元素组成上存在差异
D．多糖可以分布于细胞膜，也可以分布于细胞质
解析：选C　蛋白质在核糖体上合成，在内质网和高尔基体上加工(糖基化)，A正确；多糖、RNA等生物大分子的基本骨架是碳链，而组成多聚体的单体，都以若干个相连的碳原子构成碳链为基本骨架，B正确；glycoRNA是由多糖和RNA结合形成的，元素组成为C、H、O、N、P，RNA的元素组成也是C、H、O、N、P，C错误；多糖可以分布于细胞膜，如与蛋白质结合形成糖蛋白，也可以分布于细胞质，D正确。
7．细胞内的囊泡能够附着在细胞骨架上定向转移。下图是某科研小组发现的正常酵母菌和两种突变型酵母菌的蛋白质分泌途径，据图分析下列有关叙述不合理的是(　 )

A．分泌突变体甲的内质网中积累了大量具有生物活性的蛋白质
B．分泌突变体乙可能伴随着高尔基体的膨大
C．分泌蛋白的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的参与
D．将突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对，可研究囊泡定向运输的分子机制
解析：选A　由图观察可知，分泌突变体甲内质网中积累的蛋白质不具有活性，这是因为分泌蛋白需要经过高尔基体的加工、修饰后才具有活性，A错误；分泌突变体乙由于高尔基体异常，导致蛋白质在高尔基体内堆积，从而导致高尔基体膨大，B正确；分泌蛋白的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的参与，C正确；将突变型酵母菌与正常酵母菌进行基因比对，可从DNA分子水平研究囊泡定向运输的分子机制，D正确。

题组四　学习科学精神，提升素养品质
8．我国科学家研究发现：在小肠绒毛上皮细胞膜表面存在两种形式的葡萄糖转运蛋白—— SGLT1和GLUT2，肠腔葡萄糖浓度较低时，SGLT1利用钠钾泵产生的Na＋浓度差来转运葡萄糖(如图所示)。当肠腔内葡萄糖浓度升高到一定程度时，以囊泡形式储存的GLUT2向肠腔侧细胞膜定向转运，增加膜上的GLUT2数量，以提高葡萄糖的转运速率。下列说法不正确的是(　 )
A．SGLT1和GLUT2都可以进行协助扩散
B．GLUT2向肠腔侧细胞膜转运需要消耗能量
C．葡萄糖可以通过主动运输和协助扩散两种方式进入小肠绒毛上皮细胞
D．钠钾泵可以使该细胞内的Na＋浓度低于细胞外
解析：选A　由题图可知，SGLT1进行的是主动运输，GLUT2进行的是协助扩散，A错误；由题意可知，GLUT2向肠腔侧细胞膜转运是以囊泡形式，囊泡的运动需要消耗能量，B正确；通过题意可知，葡萄糖可以通过主动运输和协助扩散两种方式进入小肠绒毛上皮细胞，C正确；由图可知钠钾泵转运Na＋是从细胞内到细胞外，故钠钾泵可以使该细胞内的Na＋浓度低于细胞外，D正确。
9．内质网膜包裹受损的线粒体形成自噬体时，自噬体膜上LC3-Ⅰ蛋白被修饰形成LC3-Ⅱ蛋白，LC3-Ⅱ蛋白能促使自噬体与溶酶体融合，完成受损线粒体的降解。某研究小组将大鼠随机分为对照组、中强度运动组和高强度运动组，测量心肌细胞中LC3-Ⅰ蛋白和LC3-Ⅱ蛋白的相对含量，实验结果如表所示。下列叙述错误的是(　 )
实验分组
对照组
中强度运动组
高强度运动组
LC3-Ⅰ蛋白相对含量
1.0
0.7
0.5
LC3-Ⅱ蛋白相对含量
1.0
1.4
1.7
A.心肌细胞内溶酶体膜上分布着与LC3-Ⅱ蛋白特异性结合的蛋白质
B．LC3-Ⅰ蛋白与LC3-Ⅱ蛋白都至少含有两个游离的氨基
C．据表可知：大鼠的运动强度越高，心肌细胞内的自噬作用越强
D．LC3-Ⅰ蛋白合成量与运动强度有关
解析：选B　由题干“LC3-Ⅱ蛋白能促使自噬体与溶酶体融合，完成受损线粒体的降解”，说明大鼠心肌细胞内溶酶体膜上分布着与LC3-Ⅱ蛋白特异性结合的蛋白质，A正确；组成蛋白质的肽链至少有一条，每条肽链至少有一个游离的氨基，LC3-Ⅰ蛋白与LC3-Ⅱ蛋白都是蛋白质，所以至少含有一个游离的氨基，B错误；运动强度越大LC3-Ⅱ蛋白越多，对自身心肌细胞内自噬作用的促进作用越强，C正确；根据表格分析，运动强度增大，LC3-Ⅰ蛋白被修饰形成LC3-Ⅱ蛋白增多，所以LC3-Ⅰ蛋白合成量与运动强度有关，D正确。
题组五　关注人体健康，体现责任担当
10．研究证明，低氧刺激配合特定强度的有氧运动能显著提高脂肪参与有氧呼吸的比例。中国科学家据此指导参加北京冬奥会的运动员调整训练方式，3周内，使其体脂百分比达到理想范围。下列有关叙述正确的是(　 )
A．脂肪是人体中一种重要的储能物质
B．脂肪中的氢元素含量比等量葡萄糖中的少
C．在高原低氧条件下训练，不利于运动员体脂降低
D．人体内的脂肪只有储能和保温功能
解析：选A　人体中主要的储能物质有糖原和脂肪，A正确；脂肪中的氢元素含量比等量葡萄糖中的多，B错误；低氧刺激配合特定强度的有氧运动能显著提高脂肪参与有氧呼吸的比例，所以在高原低氧条件下训练，有利于运动员体脂降低，C错误；人体内的脂肪具有储能、保温、缓冲和减压等功能，D错误。
11．庞贝病是由溶酶体中酸性α-葡萄糖苷酶(GAA)遗传缺陷或功能障碍引起的。艾夫糖苷酶替代疗法(Nexviazyme)可用于治疗1岁及以上的晚发性庞贝病患者。与标准治疗相比，Nexviazyme治疗后的 M6P(甘露糖-6-磷酸)受体含量增加约15倍，旨在帮助改善细胞对酶的摄取并增强目标糖原的清除。下图是正常肌细胞和庞贝影响肌细胞的对比图，回答下列问题：

(1)据图可知，在正常肌细胞中，糖原分解为______ 发生在__________中。在庞贝影响肌细胞内，此过程受阻，直接原因是____________减少导致全身肌肉细胞中________积累，从而导致不同肌肉不可逆的损伤。
(2)由题意推测可知，将 GAA 转运到细胞内溶酶体的关键途径就是增加____________的含量。Nexviazyme疗法通过靶向此途径，来增强 GAA 向肌肉细胞溶酶体中的递送。
(3)标准治疗与 Nexviazyme治疗是一组对照实验，实验应选取____________ (填“健康人”或“庞贝病患者”)作为研究对象，将其分为两组，同时需要注意保证进食、活动、环境等无关变量保持____________。若某庞贝病患者的病因为功能障碍，则采用Nexviazyme疗法________ (填“有效”或“无效”)，原因是_________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________(要求解释原因时至少提到四种有关物质和一种细胞结构)。
解析：(1)据图可知，在正常肌细胞中，糖原分解为葡萄糖发生在溶酶体中，在庞贝影响肌细胞内，此过程受阻，直接原因是GAA减少导致全身肌肉细胞中糖原的积累，从而导致不同肌肉不可逆的损伤。(2)推测可知，将GAA转运到细胞内溶酶体的关键途径就是增加M6P(甘露糖-6-磷酸)受体的含量。(3)标准治疗与Nexviazyme治疗是一组对照实验，实验应选取庞贝病患者作为研究对象，将其分为两组，同时需要注意保证进食、活动、环境等无关变量相同且适宜。庞贝病患者的病因若为功能障碍，采用Nexviazyme疗法有效，原因是可以增加M6P受体含量，促进GAA转运到细胞内溶酶体中，使糖原分解为葡萄糖，减少糖原的积累。
答案：(1)葡萄糖　溶酶体　GAA　糖原　(2)M6P(甘露糖-6-磷酸)受体　(3)庞贝病患者　相同且适宜　有效　庞贝病患者病因若为功能障碍，采用Nexviazyme疗法可以增加M6P受体含量，促进GAA转运到细胞内溶酶体中，使糖原分解为葡萄糖，减少糖原的积累