专题三 创新题型 题型一 STSE热点材料题 类型一 科学技术类 【例1】 美国《科学》杂志公布的2007年度科学研究

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1 专题三 创新题型 题型一 STSE热点材料题 类型一 科学技术类 【例1】 美国《科学》杂志公布的2007年度科学研究
专题三 创新题型 题型一 STSE热点材料题 类型一 科学技术类 【例1】 美国《科学》杂志公布的2007年度科学研究 十大突破中，人类基因组个体间差异的发现位居榜 首。研究人员对数千名患病或无病个体的DNA进行 了对比。 （1）通过上述DNA对比，可以发现 基 因。 （2）如果研究人员测定了双胞胎或多胞胎的基因差 异，你推测双胞胎或多胞胎的基因是否一定完全相 同？ ，原因是 。

2 （3）科研人员已经发现与Ⅱ型糖尿病相关的基因，如果通过导入正常基因替换或抑制相关基因，从而可使病人免遭定期注射 之苦，这种治疗方法可称为 。
（4）2008年的汶川地震中，遇难者遗体的辨认过程采用“人性化的方法”，即只取遗体的一小片皮肤或头发进行鉴定。如图所示为某遇难者的DNA片段碱基序列图，下列各图为遇难者可能亲属的DNA片段碱基序列图，请认真比较这几幅图，你认为最可能为遇难者亲属的是 。

3 解析 对数千名患病或无病个体的DNA进行对比，能够发现致病基因。双胞胎有两种情况，一种是同卵双生，即由一个受精卵发育而来；一种是异卵双生，即两个卵细胞同时受精并发育成两个个体。同卵双生的

4 两个个体，由于来自于同一个受精卵细胞的有丝分裂，所以基因无差异。通过导入基因治疗糖尿病的方法，属于基因疗法。DNA片段碱基序列图中，最接近的可能是亲属。
答案 （1）疾（致）病 （2）不一定 如果是异卵的双胞胎或多胞胎，其遗传物质则不同 （3）胰岛素 基因治疗法（基因疗法） （4）C 解法总结 解决此类型题目，首先，要仔细读题，并从中提取出“有用”信息（如本题的有用信息为：人类基因组个体间差异、对数千名患病或无病个体的DNA进行了对比）；其次，要善于寻找并运用已学过的基本知识去分析和解释这些问题的实质、原理以及提出对这些问题的解决方案；最后，运用原理解题，并大胆地下结论，有可能所得出的结论与已有的认知是有冲突的，这也正是考查了学生的质疑能力。

5 类型二 社会热点类 【例2】 针对三聚氰胺的毒性，科学家做了如下实验：将实验猫随机分为2组，每组3只，实验组用含一定量三聚氰胺的饲料连续喂养30 d，并于饲喂后第6 d、9 d、15 d、23 d、30 d采血检查血清中三聚氰胺的代谢产物——肌酐（CRE）的变化。实验结果如图所示，请据图分析：

6 （1）猫在饲喂含三聚氰胺的饲料 30 d后，肾脏的肾小管
管腔中出现晶体。由此可以推断，如果长期摄入一定量的 三聚氰胺，易造成该动物肾脏 。 （2）已知该动物的CRE正常值为：62~190μmol/L，分析 题图可知，实验到第 天，该项指标超过正常值。 （3）请写出实验中对照组的处理方法： 。该实验 中，每组用3只猫的目的是 。 （4）请你设计一个表格，用于记录实验数据。 解析 长期摄入一定量的三聚氰胺，有可能出现肾结石；分析题中柱形图可知，实验到第 23 天，CRE指标超过了正常值；从题干中“用含一定量三聚氰胺的饲料连续喂养 30 d” 可知，空白对照组的处理方法为：用等量的不含三聚氰胺的饲料连续喂养30 d。一般实验处理的对象不能太少，因为实验对象太少会因误差而影响实验结果。

7 答案 （1）结石 （2）23 （3）用等量的不含三聚氰胺的 饲料连续喂养30 d 避免实验误差影响实验结果 （4）
答案 （1）结石 （2）23 （3）用等量的不含三聚氰胺的 饲料连续喂养30 d 避免实验误差影响实验结果 （4） 时间 CRE 浓度 （μmol/L） 第6天 第9天 第15天 第23天 第30天 1 2 3 平 均 值 平均值 实验组 对照组

8 解法总结 与食品安全相关的实验题 近几年，关于食品安全的问题不断出现。致癌物苏丹红加入到鸭饲料中，鸭子生出“红心”鸭蛋；因食用蛋白含量极代的劣质奶粉，婴儿四肢短小，身体瘦弱，脑袋偏大（俗称大头娃娃）；奶粉中掺入三聚氰胺来提高蛋白质含量，导致婴幼儿患上肾结石。这些与生物学有关的事件，在实验题中往往从以下两个方面考查：（1）物质毒性的探究性实验，如探究“苏丹红”是否可以诱导大鼠致癌；探究三聚氰胺是可以造成动物肾部结石。（2）实验结果分析，如提供实验数据、图表，运用已有知识进行分析等。

9 类型三 环境保护类 【例3】 绿色奥运使北京市民选择了绿色生活方式。绿色出行，节能减排，选择节能环保的产品，人们以实际行动实践着“后奥运时期”可持续的生活方式。请分析下面与绿色生活方式有关的内容，并回答问题。 （1）下图是1某居民小区中垃圾收集点（小圆圈所示）的布局，它的选址上存在的问题有 。 垃圾收集点的选址应考虑的因素包括 。 （2）有人设想在住宅小区附近建立小型生活垃圾焚烧厂，其处理流程如图2。请将图2中①②③所要表达的内容填在下面的横线上。

10 ① ;② ;③ 。

11 解析 （1）垃圾收集点是居民投放垃圾的地方，它的分布原则：一是便于人们投放，一般设在居民区人流量较大的地方，且分布要均匀；二是防止对环境造成二次污染；三是对人们生活区域的景观不造成破坏。
（2）居民点产生的生活垃圾比较分散，要焚烧或回收利用，首先要进行汇集，因此①处应填写垃圾收集点，垃圾焚烧产生②，②又回到居民住宅，则说明②又可被居民利用，因此为焚烧过程中产生的热能，焚烧后的残液和残渣一部分可回收利用，一部分难以利用，便填埋，因此③应填回收利用有用部分。 答案 （1）分布不均匀（不合理），沿河设置污染水源 是否便于居民使用，对小区景观的影响，对居民日常生活的影响，是否污染环境等（合理即可）

12 （2）①垃圾（分类）收集点 ②热量（或热能、能量、电能等） ③回收利用有用部分（或制砖、制肥、制造建筑材料等）
解法总结 生态工程原理及其应用 对生态工程原理的应用，首先要掌握其原因的内容，即物质循环再生原理、生物多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理以及系统学和工程学原理等。其次运用生态工程原理解决生态问题，如封山育林，植树种草，退耕还林还草，合理间、套、轮作等都是为了改善生态环境；同时在对可更新资源（可再生资源）的利用中做到保护其可更新能力，确保资源再生和循环利用，达到持续利用，充分保护环境，提高资源利用率。

13 1.2007年11月，美国和日本的两个科研小组同时宣布：把从人体上提取的皮肤细胞注入特定基因，成功地将其改造成干细胞。他们的方法是：把4种特定基因通过逆转录病毒引入到成人的皮肤细胞中，从而将皮肤细胞调整到了类似于胚胎干细胞的状态，这种细胞称为万能细胞。此项研究因其意义重大而被评为2007年十大科技突破之一。 （1）此项技术运用了 的原理，其中“特定基因”称为 ；逆转录病毒称为；皮肤细胞为 。 （2）胚胎干细胞是由 或 分离出来的一类细胞，在功能上具有 。

14 （3）皮肤细胞是高度分化的细胞，其分化的根本原因是 ，万能细胞经诱导分化得到多种体细胞，其根本原因是 。
（4）与利用人体胚胎干细胞进行疾病研究和治疗相比，利用万能细胞进行医疗研究具有 等优势（只要求写出一点）。 解析 此项技术利用逆转录病毒为载体，将四种特定基因导入受体细胞（人的皮肤细胞）内，引起该细胞脱分化，形成类似于胚胎干细胞的状态；当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团的细胞即为胚胎。胚胎具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。细胞分化的根本原因是基因的选择性表

15 达，万能细胞能分化成多种体细胞，原因在于它的细胞核内有一整套遗传信息；万能细胞的研究，避免了伦理争议和免疫排异反应。
答案 （1）基因工程 目的基因 载体 受体细胞 （2）早期胚胎 原始性腺中 全能性（分化成各种组织器官的潜能） （3）基因的选择性表达 其细胞核中含有一整套的遗传信息 （4）可以避开利用胚胎干细胞进行实验所面临的伦理道德争议（或万能细胞可以取自自体，不会发生排斥反应等）

16 2.据新华网报道，搭载“神七”上天的生物的品种、数量之多以及涉及学科领域的范围之广，是以往少见的。其中中国科学院搭载了南芥、番茄等材料，用于空间微重力对高等植物细胞基因表达影响的研究；福建水产研究院等单位搭载了水产动植物生命活体，进行水产生物太空诱变育种等研究。据此回答问题： （1）太空环境中影响生物的因素有空间辐射和微重力等。 太空中的空间辐射强度远高于地面，可以预测它能诱发细 胞内DNA链断裂或基因 或染色体 ，从而导 致细胞基因表达的改变。 （2）空间微重力可以直接或间接地影响细胞骨架系统，有 研究发现，太空环境会改变细胞周期，由此可以推测空间

17 微重力是通过影响细胞骨架系统中的 来影响细胞分裂的。
（3）请你帮助福建水产研究院拟一个研究课题： 。该实验的自变量为； 因变量为 。 解析 太空的空间辐射会使DNA链断裂、基因突变、染色体（结构和数目）变异，从而影响基因的表达；由蛋白质纤维组成的细胞骨架具有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性等作用，细胞周期的维持也离不开它，因为纺锤丝等就是细胞骨架的成分之一。 答案 （1）突变 变异 （2）纺锤丝或微丝、微管 （3）探究太空辐射对某水产生物染色体的影响 太空辐射染色体（数量、结构）变化

18 3.四川广元柑橘大实蝇事件严重影响了当地柑橘的销售，相关部门高度重视。请回答下列问题：
（1）大实蝇成虫产卵于柑橘等的果皮内并在此孵出幼虫（即蛆），严重影响了水果的质量。目前采取的将蛀果摘除，进行深埋等措施，主要是防止大实蝇幼虫通过水果的运输而 。 （2）目前普遍采用的防治大实蝇的方法是套袋、性引诱剂与化学农药相结合的防治措施。此外，用专用性引诱剂能诱杀几百米外的雄成虫；或者用大实蝇的幼虫寄生蜂，也有一定的效果。这些方法均属于 防治法，其优点是 。 （3）目前，科研工作者还通过将大实蝇的蛹用60Co照射，然后将羽化的不孕雄成虫释放到果园中去，使雌虫不育，与之类似的育种方法称为 。

19 解析 为了避免农业害虫的传播和扩散，常对已被寄生的蛀果进行就地深埋，并添加些药物，以杀死虫卵和幼虫；用性引诱剂来防治害虫，属生物防治法，其优点是对人畜安全，对环境没有或极少有污染；用60Co照射大实蝇的蛹，以诱发其基因突变，产生不孕雄成虫，与此类似的育种方法属人工诱变育种。 答案 （1）传播或扩散 （2）生物 对环境无污染 （3）诱变育种

20 4.科学家已经研制出第三代疫苗——DNA疫苗。生产DNA疫苗的基本原理是将编码抗原蛋白的基因插入到含真核表达系统的载体上。使用时将其直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达，该表达产物可直接诱导机体产生免疫应答反应；且此基因可在一定时间内持续表达，不断刺激机体的免疫系统产生应答反应，从而达到预防疾病的目的。据此回答下列问题： （1）与传统的疫苗相比，DNA疫苗具有性质稳定的特点，其原因是 。 （2）生产DNA疫苗时，将编码抗原蛋白的基因插入到含真核表达系统的载体上必须使用限制性核酸内切酶和 酶，后者的作用是将限制性核酸内切

21 酶切割的 和 连接起来。 （3）DNA疫苗在细胞内表达产生的蛋白质是抗体吗？ 。原因是 。 （4）请用文字和箭头表示DNA疫苗接种到人体内后，使机体产生体液免疫反应的全过程。 。 解析 DNA疫苗实际上就是DNA分子，其稳定的原因也是DNA分子稳定的原因，即DNA分子具有双螺旋结构；把编码抗原蛋白的基因插入到载体上，需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，DNA连接酶的作用就是把目的基因与载体DNA相连接；抗原蛋白基因表达的产物对受体来说，是“非已”成分，为抗原；DNA疫苗接种到机体内，要经过转录、翻译产生抗原蛋白，然后再进行体液免疫。

22 答案 （1）DNA疫苗的成分为DNA，具有稳定的双螺旋结构 （2）DNA连接 载体 抗原蛋白基因

23 5.下面是一个我国某地高效农业新技术与新型有机化学材料的开发利用有机结合的实用典范，其基本构思和生产流程如图所示。图中的新型塑料是科学家利用发酵罐提取物及其他物质研制成功的一种可降解塑料。这种塑料超过使用期限后可在微生物作用下自然分解，从而能有效地防止“白色污染”。看图并结合生产实际回答有关问题：

24 （1）科学家把发酵装置与温室大棚建在一起，并利用农业生产废弃物——植物秸秆生产环保型的新型塑料，从生态学角度分析科学家这样做的目的是 。
（2）对发酵罐中A过程进行的最重要的酶是 ，对发酵罐中B过程起重要作用的微生物和温室大棚下层的蘑菇比较，它们在细胞结构上的相同点是都有 ，不同点是 。 （3）温室大棚的下面种植蔬菜效果不佳，改种蘑菇后不但多了蘑菇这项收益，而且蔬菜产量也有所提高。试分析蔬菜增产的原因 。

25 （4）发酵生产和培养蘑菇时，在接入菌种前为什么都要进行灭菌？ 。
（5）对于缺水的西北地区来说，利用此类大棚进行生产还可以节约用水，请说出其中的道理： 。 解析 利用农业生产废弃物——植物秸秆生产环保型的新型塑料，实现了废物的利用，得到的可降解塑料还可减少白色污染，使得生产者制造的有机物和贮存的能量最大限度地被人类利用。植物秸秆的主要成分是纤维素，在纤维素酶的作用下，分解产生葡萄糖，发酵罐中在B过程起重要作用的微生物是乳酸菌，它属于细菌，与蘑菇比较就是原核细胞与真核细胞的比较。

26 答案 （1）使由生产者光合作用制造的有机物和贮存的能量最大限度地被人类利用 （2）纤维素酶 细胞壁
答案 （1）使由生产者光合作用制造的有机物和贮存的能量最大限度地被人类利用 （2）纤维素酶 细胞壁 乳酸菌没有成形的细胞核，蘑菇细胞有细胞核 （3）蘑菇呼吸作用放出的二氧化碳是蔬菜进行光合作用的原料 （4）消灭杂菌，防止其与生产菌竞争 （5）大棚内的湿度比外面的大，植物蒸腾作用减弱，消耗水分少 返回