高考生物:热点素材题解读(附生物备课资源下载)

发布于 2021-04-09 08:23

生命科学的突出成就当数每年诺贝尔生理学或医学奖获得者研究的内容。题目中展示的成果无需掌握，但要从材料中获取有效的生物学信息，并结合所学知识解答试题。如获得2016年诺贝尔生理学或医学奖的细胞自噬机制，自噬体与溶酶体的融合体现了生物膜的流动性等。再如RNA干扰机制，与mRNA分子被剪切、分解，无法翻译出相应的蛋白质等知识有关。如2017年诺贝尔医学奖“他们的研究为癌症治疗提供了新的特效药，不再着眼于打击癌细胞，而是研究整个人体免疫系统检查点疗法”，可考查免疫及癌变的相关知识等。如2018年《细胞》期刊报道中国科学家率先应用体细胞对灵长类动物克隆出“中中”和“华华”，可考查体细胞核移植技术等。2019年获得诺贝尔生理学或医学奖的三位科学家发现了调控基因活性的分子机器，从而响应于不同水平的氧气，可结合细胞代谢和基因表达的相关知识进行考查。
[典例引领]
1．2019诺贝尔生理学或医学奖让我们获知细胞适应氧气变化的分子机制。人们对氧感应和氧稳态调控的研究开始于一种糖蛋白激素——促红细胞生成素(EPO)，EPO作用机理如下图所示：当氧气缺乏时，肾脏分泌EPO刺激骨髓生成新的红细胞，调控该反应的“开关”是一种蛋白质——缺氧诱导因子(HIF)。研究还发现，正常氧气条件下，细胞内的HIF会被蛋白酶降解，缺氧环境下，HIF会促进缺氧相关基因的表达，使人体细胞适应缺氧环境。回答下列问题。
(1)据图分析，红细胞数量与EPO的分泌量之间存在________调节机制。
(2)人体剧烈运动一段时间后，人体细胞产生HIF________(填“增多”或“减少”)，引起缺氧相关基因的表达，这个过程需要的原料有______________________。
(3)青海多巴国家高原体育训练基地海拔2 366米，中长跑运动员在比赛前常常到该基地训练一段时间，从氧稳态调控角度分析中长跑运动员前去训练的原因是该训练基地海拔较高，氧气稀薄，刺激运动员_______________，保证比赛时细胞得到足够的氧气和能量供给。
(4)肿瘤的生长需要生成大量的血管以供应营养，肿瘤快速生长使内部缺氧，诱导HIF的合成，从而促进血管生成和肿瘤长大。请据此提出治疗肿瘤的措施：__________________________________。
[解析](1)据题干图分析，当红细胞数量增多时，血液中氧分压升高会抑制肾脏中氧感受器产生兴奋，进而抑制了EPO的分泌量，显然红细胞数量与EPO的分泌量之间存在反馈调节机制。(2)人体剧烈运动一段时间后，由于缺少氧气，则细胞产生的HIF增多，引起缺氧相关基因的表达，即基因通过转录和翻译指导蛋白质生成的过程，在该过程中需要的原料依次为核糖核苷酸、氨基酸。(3)根据题意分析，中长跑运动员在比赛前常常到海拔较高的训练基地训练，可能是因为该地海拔较高，氧气稀薄，刺激运动员产生更多的促红细胞生成素，促进机体产生更多的红细胞，提高血液运输氧气的能力，保证比赛时细胞得到足够的氧气和能量供给。(4)根据题意分析，诱导HIF的合成会促进血管生成和肿瘤长大，则可以研制药物降低癌细胞内HIF的含量，进而达到治疗肿瘤的目的。
[答案](1)反馈　(2)增多　核糖核苷酸、氨基酸　(3)产生更多的促红细胞生成素，促进机体产生更多的红细胞，提高血液运输氧气的能力　(4)研制药物降低癌细胞内HIF的含量
生物与生命健康
生物科学与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系。它是最终为人类服务并解决人类的各类疾病尤其是人类遗传病的一门学科，教材中多个知识点与人类健康密切相关。
(1)微量元素的作用不可或缺。如I(甲状腺激素—甲亢或甲减)、Fe(血红蛋白—贫血)、Ca(抽搐或肌无力)等。
(2)细胞癌变—结合社会热点及癌症研究新进展考查癌变的机理、实质、特征及治疗方法等。
(3)
(4)内环境稳态失调病—组织水肿、AIDS、过敏反应、自身免疫病、糖尿病、发烧、言语中枢障碍症等。如以Ⅰ型糖尿病的发病机理为背景考查自身免疫病及血糖平衡的调节等；再如以新冠病毒感染后引起急性、严重呼吸道疾病，伴有发热、咳嗽等，综合考查细胞膜的功能、基因的表达以及神经－体液－免疫调节机制等。
[典例引领]
2．国家卫健委印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案试行第六版中增加“磷酸氯喹”作为治疗药物。其实早在新冠肺炎之前，科研人员对“磷酸氯喹”进行了治疗艾滋病的研究。科研人员将艾滋病患者分为两组，一组使用磷酸氯喹(实验组)，一组使用没有治疗效果的“模拟药剂”(对照组)。下表为部分实验数据。结合实验数据及所学知识，下列说法中错误的是()

处理前血浆中HIV相对含量
1月后血浆中HIV相对含量
2月后血浆中HIV相对含量
实验组
4.62
4.52
4.31
对照组
4.62
4.62
4.65
A．HIV病毒逆转录所需模板、原料、能量均由宿主细胞提供
B．HIV病毒最初入侵人体时，免疫系统可以摧毁大多数病毒
C．处理前测定血浆中HIV相对含量是与药物处理后形成对照
D．实验数据初步说明磷酸氯喹的干预能够抑制HIV病毒的增殖
【试题解读】艾滋病是威胁人类健康的四大杀手之一，既是社会的热点，HIV病毒的遗传、变异特点、艾滋病的发病机理以及特异性免疫的过程等。解题的关键是比较两组在1月及2月后血浆中HIV含量，以此推断磷酸氯喹治疗艾滋病的效果。
A[HIV逆转录的模板是自身的RNA分子，原料、能量均由宿主细胞提供，A错误；HIV病毒最开始侵入人体时，在人体免疫系统的作用下可以摧毁大多数病毒，B正确；在药物处理前，测量血浆中HIV含量的目的是与药物处理后形成自身前后对照，排除非测试因素对实验的干扰，提高实验结果的可信度，C正确；根据实验结果，磷酸氯喹处理的实验组在1月及2月后血浆中HIV含量下降，“模拟药剂”处理的对照组在1月及2月后血浆中HIV含量基本不变，因此磷酸氯喹的干预能抑制HIV病毒的增殖，D正确。]
[对点专练]
2．世界卫生组织将新型冠状病毒感染的肺炎命名为“COVID－19”，新型冠状病毒被称为“SARS－CoV－2”。感染新型冠状病毒的患者出现的症状类似非典，感染者会出现急性、严重呼吸道疾病，伴有发热、咳嗽、气短及呼吸困难，严重的病例会出现肾功能衰竭和死亡，请回答下列问题：
(1)冠状病毒能将人细胞膜上的 ACE2(血管紧张素转化酶2)作为受体从而入侵细胞，说明细胞膜具有_____________的功能，这也说明细胞膜具有____________的结构特点。
(2)新型冠状病毒为单股正链的RNA 病毒，属于RNA 复制病毒，其RNA复制时所需要的酶是在________合成的，其RNA可以直接作为________的模板。
(3)人体免疫系统对新冠病毒反应相对迟钝，其容易突破第一、二道防线后大量繁殖，原因是____________________________。
(4)结合体液免疫和细胞免疫过程，阐述人体通过自身免疫功能清除新冠病毒的机理：_________________________。
[解析](1)冠状病毒和细胞膜上的结合位点ACE2结合从而入侵细胞说明细胞膜具有信息交流的功能，病毒通过胞吞方式入侵细胞也说明细胞膜具有一定的流动性。(2)病毒没有细胞结构，其RNA复制时需要的酶在宿主细胞内的核糖体上合成，正链的RNA 病毒中的RNA可直接作为翻译的模板，合成病毒蛋白。(3)由于新冠病毒侵染性较强，而免疫系统的第一、二道防线为非特异性免疫，不具有针对性，因此新冠病毒很容易突破第一、二道防线。(4)新型冠状病毒侵入人体内寄生在宿主细胞中，效应T细胞能识别被寄生的寄主细胞，并与之密切接触，而使其裂解死亡，新型冠状病毒被释放出来，而后会被体液免疫产生的抗体所凝集，使之失去侵染能力，最后被吞噬细胞吞噬消化。
[答案](1)进行(细胞间的)信息交流(或识别)(一定的)流动性(2)(宿主细胞)核糖体　翻译　(3)由于新冠病毒侵染性较强，而免疫系统的第一、二道防线为非特异性免疫，不具有针对性　(4)通过效应T细胞识别被新冠病毒寄生的宿主细胞，并与之密切接触，而使其裂解死亡，新型冠状病毒被释放出来，可以与体液免疫产生的抗体结合，形成沉淀，最后被吞噬细胞吞噬、消化
习近平总书记强调“树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念”，党的十九大报告中，不仅提到近年来“生态文明建设成效显著”，还指出“坚持人与自然和谐共生”，“打赢蓝天保卫战”，“像对待生命一样对待生态环境，统筹山水林田湖草系统治理，实行最严格的生态环境保护制度”，“绿水青山就是金山银山”，“要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要”，“积极参与全球环境治理，落实减排承诺”，“为子孙后代留下可持续发展的绿色银行”。2016年《自然通讯》发表的一篇论文，涉及“恐惧”影响食物链等。
[典例引领]
3．在生态农业的建设中，某城乡结合部利用农田、鱼塘等，构建了含植物(芦苇、藻类植物等)、动物(青鱼、浮游动物等)、微生物等多种生物的人工湿地，用于治理由排放的粪便污水造成的环境污染，并将净化后的水再排入自然水系，保护水体。经过几年治理，该区域呈现出“鱼翔浅底”“水鸟翔集”等美丽景象，从而成为居民喜爱的湿地公园。回答下列问题：
(1)调查该生态系统中青鱼的种群密度，常采用的方法是
_____________________________________________________。
(2)“精明的捕食者策略”指出，生态系统中捕食者的存在，客观上有利于被捕食者种群的发展，原因是_______________________。
(3)人工湿地的建成大大改善了该地区的生态环境，生态系统的自我调节能力也在增强，这种能力的大小主要取决于______________。此生态农业实现了_______________和__________________的目的。
(4)湖面水鸟嬉戏交颈，使人联想起“关关雎鸠，在河之洲”的诗句。诗中“关关”属于生态系统中的__________信息，该信息在生态系统中的作用是________________________。
(5)在治理污水的问题上，有研究者提出两种方案：方案一，引种外来物种水葫芦，它具有有效处理有机污水和含N、P的废水的能力，其既能净化环境还具有观赏价值；方案二：先建立发酵池，利用微生物对污水中有机物进行初步处理，再通过合理设计，种植本地的芦苇、莲花、藻类植物等建立人工景观生态系统，实现分层次逐步净化污水。请对以上两种方案进行评价。
方案一：__________________________________________；
方案二：__________________________________________。
【试题解读】结合生态农业的设计，考查生态农业的相关知识。要求学生识记生态工程依据的生态学原理，识记生态系统的成分，掌握生态系统的功能等。
[解析](1)鱼的活动能力强，因此调查该生态系统中青鱼的种群密度常采用的是标志重捕法。(2)“精明的捕食者策略”指出，生态系统中捕食者的存在，客观上有利于被捕食者种群的发展，原因是捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体。(3)人工湿地的建成大大改善了该地区的生态环境，生态系统的自我调节能力也在增强，这种能力的大小主要取决于营养结构的复杂程度，一般营养结构越复杂，生态系统的自我调节能力越强。根据题意，该生态农业利用农田、鱼塘等，构建了含植物(芦苇、藻类植物等)、动物(青鱼、浮游动物等)、微生物等多种生物的人工湿地，用于治理由排放的粪便污水造成的环境污染，并将净化后的水再排入自然水系，保护水体，此生态农业实现了物质循环再生和能量多级利用的目的。(4)湖面水鸟嬉戏交颈，使人联想起“关关雎鸠，在河之洲”的诗句。“关关”是水鸟的叫声，而声音属于物理信息，因此诗中“关关”属于生态系统中的物理信息，该信息在生态系统中的作用是有利于生物种群的繁衍。(5)方案一：水葫芦虽具有良好的处理有机污水和含N、P的废水的能力，但水葫芦为外来物种，无天敌，其可能会繁殖过快，大面积地覆盖在水体表面，使水中缺氧，造成大量水生动植物死亡，破坏本地生物多样性，还会使水体得不到光照并影响水体流动，容易造成生态系统被破坏。
方案二：建立发酵池，利用微生物对水体中的有机物进行初步处理，虽然造价高，但是能有效分解污水中的有机物，使污水得到初步净化，再种植多种本地植物有利于增强该生态系统的稳定性，同时合理设计制造的景观也能美化环境。
[答案](1)标志重捕法　(2)捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体　(3)营养结构的复杂程度(或物种丰富度的大小)　物质循环再生(或能量多级利用)　能量多级利用(或物质循环再生)(4)物理　有利于生物种群的繁衍　(5)水葫芦虽具有良好的处理有机污水和含N、P的废水的能力，但水葫芦为外来物种，无天敌，其可能会繁殖过快，大面积地覆盖在水体表面，使水中缺氧，造成大量水生动植物死亡，破坏本地生物多样性，还会使水体得不到光照并影响水体流动，容易造成生态系统被破坏　建立发酵池，利用微生物对水体中的有机物进行初步处理，虽然造价高，但是能有效分解污水中的有机物，使污水得到初步净化，再种植多种本地植物有利于增强该生态系统的稳定性，同时合理设计制造的景观也能美化环境
[对点专练]
3．我国西北地区气候干旱，生态环境相对脆弱。上世纪五六十年代盲目开垦，过度放牧导致大面积的耕地退化，草地沙化，中国国土上的荒漠化土地已占国土陆地总面积的27.3%。随着人民认识到自然环境的重要性，政府提出了“既要金山银山，又要绿水青山”的口号，很多地方开始退耕还林还草，退田还湖。通过努力，中国已成为世界上治沙最多的国家，并为世界治理沙漠提供了宝贵经验。请回答：
(1)人们通过植树造林进行沙漠治理，固沙林形成后，土壤有机质含量明显增加，有机质的主要来源是________________(填写两项)，经过分解者的分解作用，为植物提供养分，促进植被的生长发育。
(2)通过人工治理，沙漠变为绿洲，从群落角度分析说明了_____________________________________________________。
(3)治理沙漠过程中会出现群落交错区，即两个或多个群落之间的过渡区域。若要研究群落交错区的特殊性，往往需要研究______________(至少回答2个)、群落演替等群落水平上的问题。
(4)环境污染是影响生态系统稳定性的因素之一。研究环境污染物对生物的影响，可用于生态风险评估。进行生态风险评估时，要计算出一个风险商数(RQ)，若RQ<1则显示污染物对生物的健康只构成低风险，RQ≥1则显示污染物可能对生物有害。请根据表中的RQ值预测污染物对4种生物生存和该生态系统稳态的影响。_____________________________________________。
生物种类
RQ
汞(Hg)
铅(Pb)
A
某种小乔木
0.75
0.55
B
某种植食动物
1.26
0.84
C
某种大型真菌
0.91
0.48
D
某种肉食动物
1.25
2.05
[解析](1)形成固沙林后，土壤有机质含量明显增加，这些有机质的主要来源是植物的枯枝落叶、动物的遗体和排遗物，有机质经过分解者的分解作用，分解产生无机盐、水和二氧化碳等为植物提供养分，促进植被的生长发育。(2)通过人工治理，沙漠变为绿洲，说明该地区的生物群落变丰富了，也发生了群落演替。即人类活动可以改变群落演替的速度和方向。(3)治理沙漠过程中会出现群落交错区，即两个或多个群落之间的过渡区域。若要研究群落交错区的特殊性，往往需要研究物种组成、空间结构、种间关系等群落水平上的问题。(4)依据题干信息，若RQ<1则显示污染物对生物的健康只构成低风险，RQ≥1则显示污染物可能对生物有害。据表中信息可得D内两种污染物的RQ>1，B内汞(Hg)的RQ>1，污染物会威胁这些生物的生存，由于A和C生物的RQ<1，其生存不会受到威胁。对该生态系统的影响：若D和B死亡，低营养级的生物数目将会增加，而该生态系统的生物多样性会减少，抵抗力稳定性会降低，生态平衡可能会被破坏。
[答案](1)植物的枯枝落叶、动物的遗体和排遗物　(2)人类活动可以改变群落演替的速度和方向　(3)物种组成、空间结构、种间关系　(4)对四种生物生存的影响：D内两种污染物的RQ>1，B内汞(Hg)的RQ>1，污染物会威胁这些生物的生存，由于A和C生物的RQ<1，其生存不会受到威胁。对该生态系统的影响：若D和B死亡，低营养级的生物数目将会增加，而该生态系统的生物多样性会减少，抵抗力稳定性会降低，生态平衡可能会被破坏。

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