高考生物社会热点专题复习初探

    张卓鹏

    

    

    

    在高考生物复习中,方向比努力更为重要.高考命题每年都在与时俱进,学科社会热点常常成为命题的重要取材背景,以考查学生在新情境中独立获取、处理知识信息的能力.如2017年诺贝尔生理学或医学奖、体细胞克隆猴、生态文明、甲型H1N1流感、低碳经济、低碳生活等,都可成为生物高考命题的热点.这类试题的典型特征是:交代取材背景,情境新、知识活,起点高、落点低,现学现用.但通过考前热点的集中训练,可化生为熟,聚焦思维,缩短审题所需的时间.同时,在引导学生关注社会生活中的热点问题中,建立生命观念,形成积极解决问题的志向,承担社会责任.

    预测生物命题社会热点问题主要有以下几个方面:

    一、诺贝尔生理学或医学奖

    2017年诺贝尔生理学或医学奖联合颁发给三位美国科学家杰弗理·霍尔(Jeffrey C.Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·杨(Michael W. Young),以表彰他们“发现控制昼夜节律的分子机制”.

    人体的一些生理活动昼夜之间呈现周期性变化.如人的体温早晨稍低,白天逐渐上升,到黄昏又高一些.新陈代谢活动,白天分解过程旺盛,晚間则同化过程增强.白天交感神经活动占优势,夜晚副交感神经活动占优势.人体的肾上腺素含量在白天某一时刻达到一定水平,然后逐渐下降,12小时后再度上升.这些生理变化,一天之中的波动范围是恒定的,周期和时钟相似,又称生物钟.

    1984年,洛克菲勒大学迈克尔·杨以及布兰戴斯大学的杰弗理·霍尔和迈克尔·罗斯巴什团队先后独立地成功克隆了per基因.自此,科学家们开始逐步揭开昼夜节律的神秘面纱.霍尔和罗斯巴什的团队随后发现per基因的表达产物是一种转录抑制因子,通过抑制自身的表达而产生周期约为24小时的表达节律.而杨的实验室则对7000多个果蝇突变株进行分析,在1994年发现了另一个核心生物钟基因Timeless(tim).这个基因的表达产物TIM蛋白,与PER蛋白之间有着重要的相互作用.后来,霍尔、罗斯巴什与杨进行合作,获得了更多关于生物钟分子调节机制的关键信息.他们以果蝇为模式生物,分离出控制生物钟的基因.

    在转录因子激活下,per与tim基因产物PER和TIM蛋白的增多,这两种蛋白结合成异二聚体,在夜间进入细胞核,抑制转录因子转录活性,从而抑制per与tim自身的转录.而随着PER和TIM的降解,转录因子的激活功能在黎明时得以恢复,激活per和tim进入新的表达周期.

    从真菌到昆虫、到哺乳动物,生物钟的运作机制本质上都是相似的.霍尔在获奖后接受美联社采访时说,弄清这一机制有助于解决因昼夜节律紊乱导致的睡眠问题.

    命题

    例1?2017年诺贝尔生理学或医学奖联合颁发给三位美国科学家杰弗理·霍尔(Jeffrey C.Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·杨(Michael W. Young),以表彰他们“发现控制昼夜节律的分子机制”.人的多种生理生化过程都表现出一定的昼夜节律.研究表明,下丘脑SCN细胞中PER基因表达与此生理过程有关,其表达产物的浓度呈周期性变化.下图1为该基因表达过程示意图,图2和图3是对其部分过程的放大图.请据图回答问题:

    (1)PER基因 (是/否)存在于垂体细胞中,其表达产物的浓度变化周期约为小时.

    (2)据图1中的过程③可知,PER蛋白的合成调节机制为.该图过程②中核糖体的移动方向是.

    (3)图2和图3分别对应于图1中的过程(填写数字序号),图2中碱基配对方式与图3中不同的是.

    (4)图2过程的进行需要酶催化,图3中决定氨基酸“天”的密码子是.

    (5)长期营养不良,会影响人体昼夜节律,并使睡眠质量降低.据图3分析,可能的原因是体内氨基酸水平较低,部分tRNA由于没有携带氨基酸而成为空载tRNA,空载tRNA进入核糖体,导致终止,继而影响人体昼夜节律.

    解题思路?本题结合图解,考查遗传信息转录和翻译的相关知识,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识.分析图1:图1中①为转录过程,②为翻译过程,③过程表示PER蛋白能进入细胞核,调节PER基因的转录过程.分析图2:图2表示以DNA分子的一条链为模板合成RNA的转录过程.分析图3:图3表示以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程.

    (1)人体所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的,都含有相同的DNA,因此人体的垂体细胞也含有PER基因.PER基因表达产物的浓度呈周期性变化,表现出一定的昼夜节律,人的昼夜节律周期约为24小时,故PER基因表达产物的浓度变化周期约为24小时.

    (2)据图1中的过程③可知,PER基因的表达过程存在着(负)反馈调节机制,从而导致其表达产物的浓度呈周期性变化.过程②中核糖体沿着mRNA是从右往左移动的.

    (3)图2(转录)和图3(翻译)分别对应于图1中的①、②过程,图2(转录)中碱基配对方式与图3(翻译)中不同的是T—A.

    (4)图2(转录)过程的进行需要RNA聚合酶催化;密码子位于mRNA上,由图3可知,决定“天”氨基酸的密码子为GAC.

    (5)据图3分析,如果长期营养不良,体内氨基酸水平较低,部分tRNA由于没有携带氨基酸而成为空载tRNA,空载tRNA进入核糖体,导致PER蛋白合成终止,从而影响PER蛋白浓度的周期性变化,继而影响人体昼夜节律,并会使睡眠质量降低.

    答案:(1)是?24??(2)(负)反馈调节?从右往左??(3)①②?T—A??(4)RNA聚合酶??GAC??(5)PER蛋白的合成

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