微专题(六) 与生物学相关的诺贝尔奖
诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、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。
1．2015年：屠呦呦提纯青蒿素疟疾以及威廉·坎贝尔(William C·Campbell)和大村智(Satoshi ōmura) 发现了阿维菌素创新线虫疗法。
2．2016年：发现自体吞噬(autophagy)的机制。
3．2017年：发现控制昼夜节律的分子机制。(关键词：周期基因per)
4．2018年：发现负性免疫调节癌症的疗法(关键词：PD－1和PD－L1)。
5．2019年：发现细胞如何感知并适应氧气变化的含量(关键词：低氧诱导因子HIF)
6．2020年：发现丙型肝炎病毒，CRISPR/Cas9基因编辑技术。
7．2021年：发现温度和触觉感受器(关键词：辣椒素和相关受体)
1．丙型肝炎病毒(HCV)是一种单链(＋)RNA病毒。HCV侵入人体肝细胞并完成增殖的过程如图所示。HCV进入肝细胞后，将RNA释放到细胞中并作为模板，在核糖体上合成一个多聚蛋白质，该蛋白质会被相应的蛋白酶切断为不同种类蛋白质并被埋入内质网的膜中，按照既定的排列顺序使内质网膜内凹，并开始复制病毒的RNA。生成的病毒的蛋白质中的一部分与复制出的病毒RNA组合成新病毒。下列有关说法正确的是( )
A．HCV的遗传物质彻底水解的产物有4种
B．HCV通过其细胞膜与宿主细胞膜融合，入侵宿主细胞
C．该病毒的(＋)RNA上含有与tRNA上的反密码子互补配对的碱基序列
D．人体肝脏细胞被HCV感染后，抗体进入肝脏细胞将HCV清除
答案 C
解析 丙型肝炎病毒(HCV)是一种以RNA为遗传物质的病毒，彻底水解后产生核糖、磷酸和A、U、G、C 4种碱基，共6种产物，A错误；丙肝病毒不具有细胞结构，没有细胞膜，B错误；HCV进入肝细胞后，将(＋)RNA释放到细胞中并作为翻译的模板，合成蛋白质，故(＋)RNA上含有与tRNA上的反密码子互补配对的碱基序列，C正确；抗体属于分泌蛋白，在细胞外起作用，无法进入肝脏细胞将HCV清除，D错误。
2．(2022·天津高三模拟预测)青蒿素被世界卫生组织称作是“世界上唯一有效的疟疾药物”，是从黄花蒿茎叶中提取的无针状晶体，可用有机溶剂(乙醚)进行提取。它的抗疟机理主要在于其活化产生的自由基可与疟原蛋白结合，作用于疟原虫的膜结构，使其生物膜系统遭到破坏。下列说法不正确的是( )
A．青蒿素属于脂溶性物质
B．青蒿素可以破坏疟原虫细胞的完整性
C．青蒿素可破坏疟原虫的细胞膜、核膜和细胞器膜
D．青蒿素的抗疟机理不会破坏高尔基体、内质网的功能
答案 D
解析 结合题干可知，可用有机溶剂(乙醚)提取青蒿素，青蒿素能溶于乙醚，属于脂溶性物质，A正确；根据题干“青蒿素作用于疟原虫的膜结构，使其生物膜系统遭到破坏”可知，青蒿素可破坏疟原虫的细胞膜、核膜和细胞器膜等，可以裂解疟原虫，破坏疟原虫细胞的完
整性，B、C正确；青蒿素作用于疟原虫的膜结构，使其生物膜系统遭到破坏，高尔基体、内质网具有膜结构，青蒿素的抗疟机理会破坏高尔基体、内质网的功能，D错误。
3．2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位科学家，以表彰他们在揭示细胞感知和适应氧气供应机制所做的贡献，研究发现当细胞缺氧时，缺氧诱导因子(HIF－Iα)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合，调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO，一种促进红细胞生成的蛋白质激素)；当氧气充足时，HIF－Iα羟基化后被蛋白酶降解，调节过程如图所示。下列说法错误的是( )
诺贝尔奖 中国A．在氧气浓度降低时，HIF－Iα可促进红细胞的生成，防止机体过度缺氧
B．HIF－Iα能与ARNT特异性结合，与其氨基酸的排列顺序有关
C．HIF－Iα可以调节基因的表达，发挥作用后被灭活而失去功能
D．控制EPO的基因在表达时，转录、翻译过程只受氧气浓度影响
答案 D
解析 缺氧诱导因子(HIF－Iα)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合，调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO，一种促进红细胞生成的蛋白质激素)，红细胞增多可以促进氧气的运输，防止机体过度缺氧，A正确；HIF－Iα能被蛋白酶降解，说明它是一种蛋白质，能与ARNT特异性结合，与其特异性有关，HIF－Iα的特异性与其氨基酸的排列顺序有关，B正确；HIF－Iα是一种激素，可以调节基因的表达，激素发挥作用后，很快被灭活而失去功能，C正确；控制EPO合成的基因在表达时，经过转录、翻译过程(需要多种酶催化)，受氧气浓度的影响，同时也受温度、pH等因素的影响，D错误。
4．(2022·江苏高三模拟)辣椒素是辣椒中主要的辣味成分。研究发现，辣椒素和高温均能直接激活细胞膜上的受体TRPV1，使其作为离子通道协助相关离子跨膜运输，产生兴奋。兴奋沿伤害性传入神经上传至大脑。因为大脑对伤害性传入神经信号统一解读为“疼痛”，所以辣的感觉被定义为痛觉。下列分析不合理的是( )
A．细胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后，膜电位变为内正外负
B．TRPV1引发的兴奋必须经过完整反射弧的传递才能引发痛觉
C．吃完辣椒后，马上喝冷水比喝热水更利于减轻辣椒素引发的疼痛
D．可用TRPV1抑制剂研发镇痛药物，以减轻某些种类的疼痛
答案 B
解析 细胞膜上的TRPV1被辣椒素激活后，细胞产生兴奋，Na＋内流，产生内正外负的动作电位，A正确；痛觉的产生部位在大脑皮层，不需要经过完整的反射弧，B错误；由于辣椒素和高温均能直接激活细胞膜上的受体TRPV1，所以喝热水会加重辣椒素引发的疼痛，C正确；TRPV1接受刺激后，会将兴奋传递至大脑皮层产生痛觉，所以可用TRPV1抑制剂研发镇痛药物，以减轻某些种类的疼痛，D正确。
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