热点事件盘点：
1）缅怀袁隆平院士：杂交水稻的研究
2）神舟十三号凯旋！
3）2021年诺贝尔生理学或医学奖
4）胰岛素发现一百周年新突破：胰岛素不再是唯一降血糖的激素
5）世界首例！猪肾、猪心移植到人体！
6）重大突破：中国人工合成淀粉
7）老坛酸菜（概率较小）
8）2022北京冬奥会
9）中国科学突破：孤雌生殖、让公鼠怀孕、首创真正意义人类全能干细胞
10）新冠奥密克戎等病毒相关知识梳理
一．缅怀袁隆平院士：杂交水稻的研究
水稻不仅有多个栽培品种，还具有明显的杂种优势现象，主要表现在生长旺盛、根系发达、穗大粒多、抗逆性强等方面，因此，利用水稻的杂种优势以大幅度提高水稻产量一直是袁隆平先生梦寐以求的愿望。
在部分品种或者原始的野生稻中，有一种非常罕见的个体叫做雄性不育株，顾名思义就是没有花粉或者花粉无效，但雌蕊正常，这就是杂交水稻的母本。
CMS系，即雄性不育系，具有雄性不育的细胞质基因（S）和隐性恢复核基因（rf)；Maintainer，即保持系，具有可育的细胞质基因（N）和隐性恢复核基因（rf)；Restorer, 即恢复系，具有可育的（N) 或者不育的（S）细胞质基因和显性恢复系（Rf) 核基因 。上述图示过程选择母本的雄性不育系与父本的保持系杂交产生雄性不育系，再以子代的雄性不育系作为母本与父本的恢复系杂交产生雄性可育并具有杂种优势的 F1
雄性不育系（母本）的第一个“丈夫”称为保持系，它具有健全的花粉和发达的柱头，除了自已繁殖后代外，还能给母本授粉，使之结出的杂种仍然保持不育的特殊本领，并达到大量繁殖不育系种子的目的。第二个“丈夫”称为雄性不育恢复系，它也有健全的花粉和发达的柱头，除自身繁殖外，它的花粉授予母本后，能使其迅速圆满地恢复生育能力，生产出大量田间种植的杂交种子。通过培育雄性不育系（母本）、雄性保持系（父本1）和雄性恢复系（父本2）的三系法途径来培育杂交水稻，可以大幅度提高水稻产量。
此外，科学家培育出了一种神奇的品种——光温敏雄性不育系水稻，其生育能力是随着光和温度而变化，它就像是个典型的多重人格，可以一人分饰两角，在夏天长日照、高温下，表现为雄性不育，这时所有正常品种都能与其生育，生产杂交种子，也就是两系杂交水稻的种子。而在秋天短日照、低温下又变成了正常的水稻，自我繁殖。
1. （2021·陕西八校联考）(10分)“世界杂交水稻之父”袁隆平于1973年发明了“三系杂交水稻”，达到增产20%以上的效果，请回答下列问题:
(1)遗传学上的“超显性学说”认为不同的等位基因(如A1、A2)在杂合体(A1A2)中发生的互作有刺激生长的功能，因此杂合体(A1A2)比两个亲本纯合体(A1A1及A2A2)显示出较大的优势。杂交水稻在产量抗病性等综合性状方面优于非杂交的水稻，这体现的遗传学现象是 。基因型为AabbCCDdEe和aaBbCcDdee的两个亲本杂交，产生符合上述要求的杂种后代的概率是 。
(2)下图是“三系”杂交水稻的制作方法：
①已知控制水稻花粉育性的基因分别位于细胞质和细胞核中，且含有任意可育基因的植株即表现为可育，细胞质中的基因有F(可育)，S(不育)；细胞核中的基因是对等位基因ES/es，其中ES(可育)对es(不育)为显性。已知雄性不育系B的基因型为S(es es)，试推测保持系A的基因型为 ，恢复系R的基因型为 ，所获杂交种子的基因型为 。
②若令保持系A与S(ES es)进行正反交实验，子代表现是否一致?并说明理由。 。
【答案】(1)杂种优势(1分) 1/32(1分)
(2)①F (es es) F/S(ES ES) S( ES es)(1分)
②不一致(1分) 以保持系A F(es es)做母本，细胞质可育，后代基因型不会出现雄性不育系。若反交, S (ES es)做母本、后代会出现雄性不育系
二．神舟十三号凯旋
航天技术对生物科学有着非常多的支持，衍生出来的航天生物科技简单来说就是通过返回式卫星、飞船、空间站等航天器，将作物种子、生命个体或微生物等搭载到宇宙空间，在强辐射、高真空、微重力、辐照、尤其是高能粒子辐射，穿透力很强的太空环境中，可对生物遗传物质DNA的造成破坏，从而概率性地导致生物基因发生可遗传的变异。
航天育种变异可达4%以上，返回地面后对变异种子选优及筛选。经过几代的播种种植，根据科研目标进行记载分析，得到目标性状材料。
除了航天生物科技以外，在天宫课堂上也有很多生物学相关的知识。王亚平老师介绍了在失重状态下人的脸看上去会“胖胖的”，是因为下肢血液会上涌，怎么解决这个问题呢？失重状态下的心肌细胞是什么样呢？在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员三位宇航员生动介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。
同时，地面将开展平行实验，通过天地比对实验，初步了解空间微重力环境影响干细胞增殖、分化的情况和作用机理。
比如：在空间微重力环境的影响下，人体骨骼长期处于无负荷和无应力刺激状态，会导致成骨细胞失重性骨质变化，从而对航天员的身体健康构成巨大的危害，这些危害主要表现为持续性的骨量丢失，生物力学性能下降，骨钙素分泌降低等，即微重力诱导的骨质减少或骨质疏松。
早在天舟一号上，清华大学陈国强课题组负责的“失重状况下产生的骨质疏松药物开发”实验，就研究了微重力条件下3-羟基丁酸（3-HB）对成骨细胞生理状态的影响，看成骨细胞能不能在3HB促进下生长。
在地面的模拟实验中，用的是鼠尾悬吊的方法。（通过把小鼠后肢悬吊，在后肢产生一个无重力效果，导致后期小鼠后肢骨质疏松；对照组灌注3-HB，悬吊的后肢骨质疏松显现消失。）
1．（2021·广东）我国利用返回式卫星、神舟飞船、天宫空间实验室和其他返回式航天器搭载植物种子，借助宇宙空间的特殊环境诱发变异，已在千余种植物中培育出众多新品系、新品种。下列关于航天育种的说法，错误的是 （ ）
A．航天育种所依据的主要遗传学原理是基因突变
B．搭载的植物种子一般是萌发的种子而非干种子
C．航天育种技术能快速培育出植物的优良新品种
D．对于萌发后未出现优良性状的种子应马上淘汰
2.（2022·安徽）神舟十三号载人飞船搭载翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员飞往太空，太空的失重环境会引起骨无机盐的代谢紊乱，从而引起骨质疏松。天宫三号货运飞船需要给三名航天员输送必要的食物以保证航天员生命活动的正常进行。下列相关叙述正确的是（ ）
A．蛋白质类食物已经煮熟，其中的肽键数目发生了变化
B．蔬菜中含有的纤维素是多糖，需经人体消化道分解为葡萄糖后，才能被吸收利用
C．食物中应富含钙等无机盐，同时适当补充鱼肝油，可在一定程度上预防骨质疏松
D．若宇航员没有及时进食，糖代谢发生障碍，供能不足时，脂肪会大量转化为糖类
3.（2022·湖北）在“天宫课堂”第一课，神舟十三号乘组航天员叶光富老师展示了太空细胞学研究实验。回答下列问题：
(1)在太空进行哺乳动物心肌细胞培养时，需要给细胞提供的适宜的温度和气体条件分别是 。
(2)叶光富老师展示了荧光显微镜下发出一闪一闪荧光的心肌细胞（已通过基因工程导人荧光蛋白基因）画面。其原理是：自律性心肌细胞会由于_____内流而自发产生动作电位，从而发放生物电，生物电又可激发心肌细胞内的荧光蛋白发出荧光。闪烁的荧光可用于判断心肌细胞的_____。
(3)前期研究发现，在失重条件下，心肌细胞培养96h后凋亡率显著增加。为探究其机制，科学家检测了模拟失重条件下培养96h的心肌细胞中相关基因的表达情况，结果如图1所示。请根据实验结果推测，失重条件下心肌细胞凋亡的原因： 。
(4)为了研究模拟失重条件下槲皮素（Q）对心肌细胞收缩力的保护作用，用不同浓度的槲皮素处理模拟失重条件下的细胞，结果如图2所示，该结果表明: （至少答两点）。
【答案】（1）36.5℃±0.5℃、95%空气和5%CO2 （2）钠离子；活性 （3）由于c-myc基因增多和转录因子GATA-4表达量减少从而影响心肌细胞的凋亡 （4）槲皮素的浓度越高使心肌细胞的收缩力更大；在培养细胞45min后槲皮素对心肌细胞的影响基本稳定。
三．2021年诺贝尔奖
2021年诺贝尔生理学或医学奖：David Julius和Ardem Patapoutian两人获奖，获奖理由：发现温度和触觉感受器。
热觉（温觉）与辣椒素：
早期科学家发现：辣椒发热，并不是味觉，而是痛觉，这种痛觉会让人体发热。但是，辣椒并不是像针刺那样明显会刺激到我们的神经。人体到底是如何感受到辣椒这种痛觉呢？
研究人员选择用辣椒里的关键成分：辣椒素进行研究。当然很多细胞是没有“痛觉”的，你必须选择能够感受“痛觉”的细胞，最终，他们找到了感觉神经元，这是一种专门用来感知的神经元。接下来，就是研究到底辣椒素是如何让感觉神经元识别的。这就涉及到了基因。人体中的基因太多了，想确定到底是什么基因发挥作用太难了，于是他们决定采用“大数据”来筛选。这里的“大数据”是生物学上的基因文库，就是包含了数百万基因片段的一个混合体。然后他们把这些片段对应的基因在感觉神经元中表达，也就是让这些基因发挥作用。接下来就看哪个基因可以对辣椒素有反应了。经过一系列尝试，科学家最终发现了一个可以对辣椒素有反应的基因，这是一个新的发现，将基因表达的受体命名为TRPV1。
而值得一提的是，这个痛觉受体，竟然也是和温度有关，相当于一个顶俩，这就有意思了。这就解释了为什么吃辣椒感觉又热又痛的原因了：当我们吃下辣椒，辣椒里面的辣椒素可以引发人体的TRPV1来触动痛觉，而这种痛觉还和热觉有关，所以就有了又热又痛的感觉了。
冷觉与薄荷醇：
关于冷觉刺激，采取类似的研究办法，科学家们使用薄荷的关键物质—薄荷醇进行进一步的研究。果不其然他们就发现了一种新受体——TRPM8，即可以被寒冷激活的受体。这个研究是Julius和Patapoutian分别独立研究的，他俩也是今年两位诺奖得主。
可以说，整个研究，发现了人体是如何感受到温度和触觉（也就是痛觉这种典型触觉），他们是有一系列受体来进行。至此，也证明了温度调节当中的温觉感受器与冷觉感受器是不一样的，因此大家一定要注意。
支线——压力感受：
今年诺奖的得主之一Patapoutian在研究完薄荷后转身又去研究了机械感觉。比如拥抱：
他们开发了一套细胞体系，这体系的特点就是刺激一个细胞，细胞会发出电信号，而接下来可以对电信号进行检测。接下来，他们筛选出了72个候选基因，经过一一排除，最后找到了一个新的感受机械压力的通道蛋白Piezo。温度/痛觉是和TRPV1有关，触觉刺痛是和PIZEO2有关，它们都是人体感受器的一部分。
诺奖委员会指出，这两位诺奖得主在TRPV1、TRPM8、以及Piezo通道上的突破性贡献，不仅让我们知道人体如何感知冷热，感知触觉，从而理解身边的世界，后续的研究还为我们带来了更多生理上的洞见，也被用于开发多种治疗疾病的药物，实实在在将科学转化为了造福病患的工具。
等到这些科学家做出突破性发现之后，人们意识到这些受体在人体内是如此丰富，参与到了众多的生理活动之中——比如水喝多了就要上厕所，憋尿的感觉正是来自感知压力的PIEZO2受体；而会被辣椒素激活的TRPV1受体，同样也能感知毒素或是高温，是重要的镇痛靶点。Patapoutian教授还举了一些例子：血液中的红细胞能感知压力，变换自己的体积；或是免疫细胞上的相关受体能调节血液中的铁含量。在阐明这些受体之前，没人能想到它们还有这样的功能。
1.人体消化道黏膜和皮肤细胞中存在可以被辣椒素或高温激活的香草酸受体。辣椒素进入口腔会引起灼痛感觉。下列说法错误的是（ ）
A．辣椒素进入口腔，通过非条件反射在大脑皮层产生灼痛感
B． 辣椒素和受体结合后，产生的兴奋以电信号的形式沿神经纤维传导
C． 有人吃辣椒会大汗淋漓且面部发红，原因是汗腺分泌增强、皮肤血管舒张
D． 吃辣椒后喝凉水可以缓解辣椒素刺激引起的灼痛感
2. （2022·江苏）咸、酸、甜、苦是人的基本味觉。味觉的产生与舌上味蕾的结构密切相关。每个味蕾约含100个味细胞，每个味细胞只负责感应一种味觉，其基部与相应的味觉神经相连。如图1是不同类型的物质通过味觉细胞引起味觉传入神经纤维兴奋的示意图。据图回答问题：
（1） 咸味主要由食物中的Na+浓度决定。当Na +作用于某种味觉细胞时，细胞质膜内的电位变化是 ，
进而通过胞吐释放神经递质，随后在味觉传入神经纤维处发生 的信号转换，兴奋传至 的相应区域，产生味觉。味觉的产生 (填“属于”或“不属于”）反射。
（2）向咸味的食品中加入酸性物质（柠檬汁）， （填“属于”或“不属于”）反射，人体对咸味的感觉会增强。据图分析原因： 也能通过钠离子通道进入味觉细胞，且同时会抑制钾离子通道，使钠离子不能外流，无法恢复静息电位，细胞将 。
（3）实验证明，缺失G蛋白基因的小鼠能尝出咸和酸的味道，但不能感受甜味和苦味。其不能感受甜味和苦味的原因是 。与甜味产生不同，苦味产生过程的不同之处表现在两方面 。
（4） 图2是甜味和苦味产生的原理。甜味和苦味分子首先被味细胞 (TRC) 识别，经信号转换后，传递至匹配的神经节神经元。然后，这些信号再经脑千孤束吻侧核 （rNST）中的神经元突触传导，最终抵达味觉皮层。在味觉皮层中，产生甜味和苦味的区域分别称为CeA和GCbt。当动物摄入甜味物质，能在CeA产生甜的感觉，但该信息 （填“能”、“不能”）传至苦味中枢，所以“甜不压苦”；但如果摄入苦味物质，在GCbt产生苦的感觉，会 作用于脑干中苦味神经元，感觉更苦；同时 脑干中甜味神经元，因此“苦尽”才能“甘来”。
（5）辣与咸、酸、甜、苦等味觉不同，是一种痛觉。人接触辣椒后，往往会感觉“热辣烫口”，是因为在口腔或皮肤存在对辣椒素敏感的TRPV1受体它能被辣椒素或43°C以上的高温激活。下列叙述正确的是（ ）
A.吃辣椒时喝热饮会加重疼痛
B.吃辣椒后进入低温的空调房降温，机体的产热量将会减少
C.辣椒素与TRPV1受体结合后，兴奋在神经纤维上双向传导
D.有人吃辣椒会大汗淋漓且面部发红，原因是汗腺分泌加强、皮肤毛细血管舒张
【答案】（1）由负变正 化学信号→电信号
（2）增强 H+通过钠离子通道进入味觉细胞，同时会抑制钾离子通道，钾离子不能外流，无法恢复静息电位，细胞持续兴奋
（3）缺失G蛋白基因小鼠不能合成G蛋白，导致苦味受体和甜味受体缺失无法接收苦味物质和甜味物质传递的信息 G蛋白的信号转导没有作用于离子通道 刺激突触小泡的Ca2+来自细胞内的钙库而不是细胞外
（4）不能 反馈 抑制
（5）A D
四．胰岛素发现一百周年新突破：胰岛素不再是唯一降血糖的激素
美国Salk 的科学家们发现了脂肪组织中产生的第二种分子，它与胰岛素作用于脂肪细胞一样，也能有效快速地调节血糖。他们的发现可能会导致治疗糖尿病的新疗法的开发，也为代谢研究的有希望的新途径奠定基础。
该研究于 2022 年 1 月 4 日发表在<Cell Metabolism>上，表明一种名为成纤维生长因子1（FGF1 ）的激素通过与脂肪细胞膜上的受体结合抑制脂肪分解（脂解）来调节血糖。与胰岛素一样，FGF1 通过抑制脂肪分解来控制血糖，但这两种激素的作用方式不同。重要的是，这种差异可以使 FGF1 能够安全、成功地降低患有胰岛素抵抗的人的血糖。这一发现可能为胰岛素抵抗或2型糖尿病患者，提供了替代性治疗渠道。
五．世界首例！猪肾、猪心移植到人体
美国纽约大学朗格尼医学中心进行了一项特殊的实验——将来源于猪的肾脏首次移植到人体中，短期无排异反应。表明猪的器官可以被安全地用于拯救人类生命。时隔两个多月，美国马里兰大学医学院称，一位 57 岁的心脏患者 David Bennett成功接受了转基因猪心脏移植手术。
几十年来，科学家们一直梦想着异种移植能在某一天实现，即用动物器官来解决可供人类移植的器官短缺问题。猪成了这一领域的热点。科学家们已开始从灵长类动物转向了猪。
猪一直是解决器官短缺问题的研究重点。猪的心脏瓣膜也已在人类身上成功使用了几十年；血液稀释剂肝素是从猪肠中提取的；猪的皮肤移植被用于烧伤；中国外科医生用猪的角膜来恢复患者视力。
但在猪的器官移植到人体的过程中存在一个障碍：猪细胞中一种与人体无关的名为α-Gal的基因会导致免疫系统立即排斥。这项实验的肾脏来自一只经过基因编辑的猪，经过基因修饰的猪被敲除了这个基因，避免了免疫系统的攻击。
1. （2022·宝鸡二模）（15分）最新医讯，美国某医学中心，一位中年男子成功接受了基因编辑猪的心脏移植手术。基因编辑的异种器官移植成功给人类器官移植带来曙光。基因编辑技术（CRISPR/Cas9）可以按照人们的意愿精准剪切、改变任意靶基因的遗传信息（如下图）。
（1）Cas9蛋白能准确切割并断开目标DNA，因此Cas9蛋白相当于 。
（2）为了获得目标DNA，需要设计 与Cas9蛋白结合，进行精准剪切。设计该物质需要依据 原则。
（3） 和免疫排斥是器官移植过程中存在的两大世界性难题。科学家看好用猪的器官来为人体进行器官移植的原因可能是 。
（4）研究发现猪体内的GGTA1基因会引发人体发生急性排斥反应。为了获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家需要依次用到以下哪些技术或操作（ ）
①早期胚胎培养技术
②动物细胞核移植技术
③胚胎移植技术
④利用基因编辑技术敲除体细胞中GTA1基因
⑤测定GTA1基因的碱基序列
⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏
（5）2018年11月，贺建奎团队对外宣布，一对名为露露和娜娜的基因编辑试管婴儿在中国健康诞生。他们将体外受精的受精卵进行基因编辑，将CCR5基因的32个碱基敲除，个体长大后能够天然抵御HIV。事发后，中国的122名科学家联名谴责贺建奎团队。贺建奎团队因共同非法实施以生殖为目的的人类遗传基因编辑和生殖医疗活动，构成非法行医罪，分别被依法追究刑事责任。
①该项目被我国科技部叫停，并追究刑事责任的理由是 （一选或多选）。
A.没有经过严格的医学伦理审查
B.此项技术还不成熟，有可能被滥用而威胁人类安全
C.我国明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动
D.艾滋病已经有其他更安全有效的治愈方法
②你如何看待科学技术的进步与人类社会发展的关系？请简要说明
。
【答案】（1）限制性核酸内切酶（限制酶）（1分）
（2）向导RNA 碱基互补配对
（3）供体器官短缺 猪的内脏构造、大小、血管分布与人类相似；携带的可能导致人类患病的病毒少（答一点即可）
（4）⑤④②①③⑥
（5）① ABC ②科学技术是把双刃剑，合理运用可以造福人类，随意滥用则会引发安全性或伦理性问题，不利于人类社会发展。（从两面性答即可）
六．重大突破：中国人工合成淀粉
中国科学家历时6年多科研攻关给出肯定和详细的答案。继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后，中国科学家又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。其意义：节约90%的耕地和淡水；避免农药、化肥等对环境的污染；彻底解决粮食危机，提高粮食安全水平；推进“碳达峰”和“碳中和”，为解决全球气候变化提供新思路。
绿色植物通过光合作用可以制造有机物（主要是淀粉），这是地球上所有生物赖以生存的最主要的能量来源，也是重要的工业原料。
化学-生物法：在无细胞系统中，用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉，属于化学-生物联合法(ASAP)。
自然界中，玉米等农作物中淀粉的合成与积累涉及60余步生化反应以及复杂的生理调控，但是理论能量转化效率仅为2%左右。
科研团队从头设计出11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。他们采用一种类似“搭积木”的方式，利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一(C1)化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物又聚合成碳六(C6)化合物，再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)。
简单的表述为：CO2 + H → C1→C3 →C6→Cn化合物（淀粉）
1.我国科学家利用CO2人工合成淀粉获得成功。该技术分为三个阶段：阶段Ⅰ由CO2在一定的条件下生成CⅠ（甲醇），CⅠ经过缩合反应依次生成DHA（二羟丙酮）、DHAP（磷酸二羟丙酮）、GAP等三碳中间体；阶段Ⅱ由GAP通过缩合反应生成六碳化合物；阶段Ⅲ由六碳化合物经过生物聚合反应生成淀粉，下列说法错误的是（ ）
A.绿色植物叶肉细胞内类似于阶段Ⅰ的过程发生在叶绿体基质
B.叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需光反应提供NADPH和ATP
C.叶肉细胞内类似于阶段Ⅱ的过程需要相关酶催化并提供活化能
D.研究该过程中淀粉的合成途径利用14C同位素标记比13O更合适
七．老坛酸菜（概率较小）
泡菜制作过程中，各阶段菌种变化：（1）发酵初期：主要是大肠杆菌、酵母菌活跃，消耗大量氧气，使坛内形成无氧环境，会使好氧菌生命活动逐渐被抑制。（2）发酵中期（风味最佳）：乳酸菌活跃使乳酸不断积累，pH下降，嫌气状态形成，乳酸杆菌进行活跃的同型乳酸发酵（发酵产物只有乳酸或达到80%以上），大肠杆菌、酵母菌等微生物的活动受到抑制。（3）发酵后期：乳酸继续增加，到一定程度后会使乳酸菌的生长繁殖被抑制。
发酵还能让酸菜更健康。酸菜这种腌制食品内含的亚硝酸盐对身体有害。而发酵可以在坛中积累有机酸，降低酸菜的pH值，消灭有害菌，同时促进亚硝酸盐快速降解，保障酸菜的食用安全。
如果不严格遵循老坛酸菜的要求，其带来的可能危害主要有以下几点：
1. 对于自然发酵的传统发酵食品而言，除了乳酸菌之外，还含有细菌、酵母、霉菌中的许多菌株。在发酵的过程中，如果无氧环境以及温度没有控制好，就会造成某种非乳酸菌的微生物类群占据主导地位，从而导致杂菌污染。也就是说，这样生产出来的土坑酸菜，很可能带有致病菌。
2. 发酵不充分，还会带来一系列严重后果。酸菜发酵过程中，产生的乳酸本身就是”天然防腐剂“。但土坑酸菜因为没有严格控制厌氧环境，发酵不充分，乳酸分泌较少，无法抑制这些杂菌生长，酸菜就可能会腐败变质，甚至产生次生毒素，比如亚硝酸盐、真菌毒素、生物胺等。
3. 为了防止酸菜的腐败，加工商又通过过量添加亚硫酸钠、二氧化硫等防腐剂来延长保质期。二氧化硫在食品工业中是一种食品添加剂，应用非常广泛，比如在水果、蔬菜、酱腌菜等加工中，都利用了它防腐、杀菌、保鲜的作用。远超规定的剂量，就有健康风险。
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八．2022北京冬奥会
冰雪运动常在户外进行，不可避免的需要面对低温和身体各种机能对其的适应和反应过程。在滑雪过程中，心脏血管系统的机能变化很明显，如越野滑雪运动员的心脏功能性肥大和运动性窦性心动徐缓是心脏肌肉发达的表现。肺通气量和摄氧量也可达到很大数值。
在冷环境中进行冰雪运动会引起内分泌的话应性改变，加强代谢作用下丘脑促甲状腺激素释放激素增多，从而使体内甲状腺激素水平提高，总代谢率增加，使产生的热量增多。交感神经系统兴奋释放肾上腺素和去甲肾上腺素启动非氧化磷酸化作用并从储备脂肪中释放自由脂肪酸，以增加热量的生成。
如果运动强度较大，身体中会产生乳酸，让我们感到肌肉酸痛。冬奥会运动员在训练和比赛时要进行强度非常高的运动，会消耗大量体能，身体中产生的乳酸、氨类等代谢产物也会让运动员感到不适。为了让运动员在高强度运动后能快速恢复身体机能，科技发明了超低温冷疗（把运动员放入零下100多度的冰箱当中）。
冬奥会运动员快速恢复的黑科技——超低温冷疗
超低温冷疗，全名是超低温全身冷冻治疗，是一种让运动员把全部身体暴露在零下100多度的超低温环境中的治疗方法。这个超低温环境实际上是液氮和空气混合产生的超低温气体。当运动员进入超低温冷疗舱，过低的温度使身体产生应激反应，大肌肉群里的血液将流向心脏、肝脏等内脏器官，起到快速保护核心器官的作用，2~3分钟后，人体从超低温环境回到常温环境，内脏中的血液又涌回到肌肉。这种超低温刺激让血液出现“二次分布”，加速了身体的恢复。仅需两三分钟，运动员的肌肉酸痛就能明显减轻，效果立竿见影，出来后一身轻松。此外，超低温冷疗还能调节运动员的交感神经，让他们晚上也睡得更好。
那我们进入温度如此低的环境中，不会被冻成冰块吗？答案是不会，并且也不会把我们冻伤。在超低温冷疗舱中，我们接触到的是气体，而不是液体，气体的热导率很低（只有水的1/25）。虽然舱内是零下100多度，但人体表皮温度最低也就降低到零上4~5度，只要在舱中待的时间不够长，就不会冻伤。
1.（2022•九龙坡模拟）2022 年北京冬奥会上首次加入了单板滑雪障碍追逐混合团体项目。下列关于该项比寒中运动员机体生理功能调节的叙述，不正确的是（ ）
A. 还动员还动过程中，细胞呼吸产生的 CO2，全部来自线粒体
B. 比赛在寒冷环境中进行，运动员机体的散热量大于产热量
C．在运动过程中，垂体释放的抗利尿激素增多，以滅少尿量
D. 运动员细胞外液中的 CO2，浓度升高会引起呼吸中枢兴奋，呼吸频齐加快
2.（2022•青羊区模拟）2022年2月4日-20日，北京成功举办了冬奥会，许名项目都是在室外雪场进行的。下列有关运动员在冰雪赛场中的描述，错误的是（ ）
A. 运动员的皮肤血管收缩、汗液几乎不分泌、新陈代谢活动增强
B．参与运动的神经结构有大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干、脊髓
C. 机体通过分级调节机制实现了甲状腺激素和肾上腺素分泌增加
D. 通过针刺双脚及观察膝跳反射水确定受伤运动员脊髓是否损伤
九．中国科学突破：孤雌生殖、让公鼠怀孕、首创真正意义人类全能干细胞
中国科学家的一项研究成果显示，通过在雄鼠身上构建的怀孕老鼠模型，雄鼠通过剖腹产成功分娩出幼崽，最终有10只幼崽发育到成年。
根据论文，该研究用四个步骤在雄鼠身上构建了一个怀孕的老鼠模型：
1、首先，通过手术将一只雄性大鼠和一只雌性大鼠连接在一起，产生“连体鼠”，通过血液交换给雄性大鼠一个雌性微环境。
2、8周后，在雄鼠身上进行子宫移植。
3、恢复后，再将胚胎移植到雄鼠的移植子宫和雌鼠的原生子宫里。
4、经过21.5天的发育，研究人员对雄鼠进行剖腹产。并生下了10只健康的鼠宝宝。
之所以确定了这四个步骤是有原因的，一般认为，雄性不能怀孕的原因主要有两点：
一是由于雄性没有供胎儿发育的子宫；二是雄性无法分泌促进胎儿发育的各种激素。因此要让雄性怀孕，必须要解决子宫的问题和激素的问题。这次中国科学家采用的方法是子宫移植。他们将雌性老鼠的子宫移植到了雄性老鼠身上。这种子宫移植的方法其实已经被研究了很多年，本质上这就是一项器官移植手术，因为老鼠的腹腔内有足够大的空间，所以足够塞入一个子宫。紧接着，科学家将小鼠的胚胎植入了公鼠的子宫内。这一技术是整个实验过程中难度最低的一个环节，其实就和试管婴儿的移植方式一模一样。
后要解决的，就是让鼠宝宝发育的雌性特有的特殊比例的激素。这一问题怎么解决呢？如果是直接注射的难度非常大。因为雌性激素的种类特别多，组成复杂，含量又非常低。随着孩子发育的不同阶段，这些激素的组成还在发生变化。因此要通过注射的方式，完全模拟雌鼠怀孕的状态是非常困难的。科学家采用的方法，是将一只怀孕鼠妈妈的身体和怀孕鼠爸爸的身体连接在一起，像连体婴儿一样形成连体鼠。这时，鼠妈妈和鼠爸爸的血液相互连通，鼠妈妈分泌的雌性特别的激素就能通过血液流入鼠爸爸的体内，帮助鼠爸爸体内的小鼠发育了。组织学检查显示，通过剖腹产成功从雄鼠体内中分娩的后代心脏、肺、肝脏、肾脏、大脑、睾丸、表皮、卵巢或子宫没有明显异常。该研究最后总结道，该实验成功率非常低，仅为3.68%。
孤雌生殖
自然界中存在着多种生殖方式，例如许多较为原始的动物（例如一些蚜虫、蜜蜂、鱼类、爬行动物等等）可以进行孤雌生殖，卵在不经过受精的情况下也能发育为正常的个体，也就是不需要雄性个体参与，单独的雌性就可以实现繁殖。
但是对于高等的哺乳动物来说，只能进行有性生殖，需要雄性的精子和雌性的卵子结合，才能产生后代。其中有些基因只有来自父亲的等位基因表达，有些则只有来自母亲的等位基因表达，也就是所谓的基因组印记，这种基因组印记是通过表观遗传学的甲基化实现的，基因组印记的存在，阻碍了孤雌生殖的实现。
2022年3月7日，上海交通大学医学院附属仁济医院生殖医学中心魏延昌等人利用基因编技术，对小鼠卵母细胞的7个甲基化印记控制区域进行DNA甲基化重写，成功创造了通过孤雌生殖诞生，且可存活至成年的小鼠。
具体来说，研究团队使用CRISPR-dCas9通过Dnmt3a甲基化酶增加两个父系基因组印记控制区域H19和Gtl2的甲基化，并使用CRISPR-dCpf1通过Tet1去甲基化酶实现母系基因组印记控制区域Igf2r、Snrpn、Kcnq1ot1、Nespas和Peg10的去甲基化。对这7个基因组印记控制区域的修饰，使得单一来源的未受精卵细胞具有类似于已受精卵细胞的基因组印记。
随后，研究团队将多个经过基因编辑修饰的卵母细胞植入到雌性小鼠子宫中，所有小鼠幼崽都在出生后幸存下来了并活过了幼年时期，其中有一只小鼠活到了成年，且可以正常生殖并产生后代。研究团队认为，这项研究结果表明，可以通过对多个关键基因组印记控制区域的表观遗传重写来实动物的孤雌生殖。这项研究也为农业、科研和医学研究开辟了新的道路。
1.蜜蜂中的雌蜂染色体为2n=32。蜜蜂种群中有蜂王、工蜂和雄蜂，蜂王和工蜂均为雌性，都是由受精卵发育而来的，幼虫持续食用蜂王浆则发育为蜂王，幼虫食用少量蜂王浆后持续食用花粉则发育为工蜂，工蜂不育；未受精的卵细胞则发育为雄蜂。如图为雄蜂通过“假减数分裂”产生精细胞的过程示意图．据图回答下列问题：
（1）雄蜂的初级精母细胞 (填“进行”或“不进行”）联会，与精原细胞相比，形成的精细胞染色体数目 （填“加倍”、“不变”或“减半”）
（2）蜂王进行减数分裂产生卵细胞的过程中，染色体数目最多为 ；雄蜂进行“假减数分裂”产生精细胞的过程中，染色体数目最多为 ，蜂王的减数分裂过程和雄蜂的“假减数分裂”过程的相同之处有 (答出2点）
（3）若雄蜂是由一个基因型为Ab的卵细胞发育而来的，则其经过〝假减数分裂”产生的精细胞的基因组成为 ，蜂王基因型为AaBb，雄蜂基因型为Ab，由受精卵发育的后代的基因型及比例为 。
【答案】（1）不进行 不变 （2）32 32 都要进行染色体复制、产生子细胞时细胞质都是不均等分裂、一个原始生殖细胞经过分裂最终都只产生一个配子等 （3）Ab AABb:AAbb:AaBb:Aabb=1: 1: 1：1
全能干细胞
日本科学家山中伸弥因为成功将已经成熟的体细胞诱导成为囊胚阶段的多能干细胞而获2012年的诺贝尔生理学或医学奖。人类囊胚期的细胞是受精卵发育5-6天的状态，其进一步发育的能力比较受限。
中国研究将该领域往前推进了一大步，研究者们开发了一种非转基因、快速且可控的“鸡尾酒”细胞重编程方法，能够将人的多能干细胞转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞，即相当于受精卵发育3天状态的全能干细胞。
图解：受精卵（1）→二细胞卵裂球（2）→桑椹胚（3）， 都属于全能干细胞。囊胚期的内细胞团（4），属于多能干细胞。
三胚层期的细胞（5）属于专能干细胞。心脏或骨骼里的干细胞（6）属于专能或单能干细胞。
迄今为止，科学家已经能够生产出类似于大脑、肾脏、舌、肺、肠道、胃和肝脏等类器官。干细胞技术人造器官，前景广阔。
十．新冠奥密克戎等病毒相关知识梳理
新冠奥密克戎是当前危害人体健康的大敌，如何防御和抵抗奥密克戎是抗疫斗争取得胜利的重大问题。生物高考中考查抗疫的内容，既是当前的需要，也是生物学中免疫知识内容的具体体现。
病毒没有细胞结构，一般只由蛋白质外壳和内部遗传物质（DNA或RNA）构成。这次的新型冠状病毒则是属于RNA病毒的一种（意味着变异的速度相对比较快）。
结构和组成、繁殖方式（噬菌体为例）、判断病毒遗传物质为RNA还是DNA、中心法则、病毒与免疫系统。
1.(2022 春•上高月考） 奥密克戎是一种发生了大量突变的新冠（单链 RNA 病毒） 新型变异毒株，借助S刺突蛋白与宿主细胞膜上的 ACE2 受体结合后侵入人体组织细胞。下列叙述正确的是（ ）
A. S刺突蛋白与 ACE2 受体结合体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能
B. 奥密克我进入宿主细胞需要载体蛋白协助和消耗化学反应释放的能量
C. 奥密克戎在宿主细胞内增殖过程中需要宿主细胞提供模板、原料、酶等
D. 新冠疫苗接种者也会被奥密克戎毒株感染，外出时同样要做好个人防护
D.德尔塔毒株和奥密克我毒株的传染性增强是病毒与宿主相互选择的结果
2.（2022 春•定远月考） 奥密克戎 (Omicron） 是新冠病毒变异株，传播速度快，被世卫组织定性为“密切关注变异株”，总体风险评估为“非常高”。奥密克戎是一种单股正链RNA 病毒，其装配过程如图所示，下列说法正确的是
（ ）
A．+RNA在奥密克戎的遗传、变异和蛋白质合成中起决定性作用
B．奥密克戎进行翻译所需要的rRNA、tRNA均由病毒+RNA复制形成
C．奥密克戎进行①②③④过程，体现了中心法则的过程
D．T2噬菌体和奥密克戎的遗传物质化学组成成分的区别是碱基的种类
3.接种疫苗是控制新冠肺炎的重要措施之一，新冠病毒疫苗有多种，我国科学家团队研发的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗（重组疫苗）是一种基因工程疫苗。右图是构建含新冠病毒S蛋白（抗原）基因的重组腺病毒表达载体的过程，箭头表示Nco I、Sph I、Nhel、BamHI的酶切位点（四种酶的识别序列详见下表）。请回答下列问题：
(1)获取目的基因：新冠病毒是RNA病毒，一般先通过_______得到cDNA，再经PCR技术获取大量S蛋白基因，PCR技术是________。
(2)为使重组质粒构建过程顺利进行，需先使用限制酶_____和_____切割质粒，选用两种限制酶对新冠病毒的S蛋白基因和质粒进行切割的目的是_______（答出1点即可）。
(3)扩增含S蛋白基因的重组腺病毒：腺病毒为DNA病毒，对人体无害，需要利用技术手段将上面得到的重组质粒整合到_______中，然后培养一种称之为293的细胞，让这种重组病毒侵染这些细胞，同时使用_______方法检测有无S蛋白的产生，若有，则证明S蛋白基因成功表达，重组腺病毒可以用作疫苗。
(4)人体接种腺病毒重组疫苗后，S蛋白基因经_______表达出S蛋白抗原，诱导机体通过________免疫产生抗体。重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因是________。
(5)综合上述信息，重组腺病毒载体疫苗是安全的，判断的依据是_________。
【答案】(1) 逆转录或反转录 根据体内DNA复制原理进行体外DNA复制的多聚酶链式反应
(2) NcoⅠ NheⅠ 防止S蛋白基因自身环化；防止S蛋白基因与质粒反向连接；防止质粒自身环化
(3) 腺病毒DNA（基因组） 抗原-抗体杂交
(4) 转录和翻译 体液 重组腺病毒DNA在人体细胞中持续表达抗原，反复刺激机体免疫系统
(5)腺病毒载体疫苗是将新冠病毒的抗原基因插入至腺病毒这个载体中，使腺病毒表达出新冠病毒的抗原而不产生新冠病毒的毒性
2. 全球新冠疫情形势仍然非常严峻，尤其是病毒出现了新变异株——德尔塔、奥密克戎，更是威胁着全人类的生命健康。快速检测是遏制疫情蔓延的第一步。目前常用“荧光RT—PCR技术”进行检测，方法是取被检测者的mRNA在试剂盒中逆转录出cDNA，并大量扩增，同时利用盒中荧光标记的新冠病毒核酸探针来检测PCR产物中是否含有新冠病毒的cDNA，在检测过程中，随着PCR的进行，反应产物不断累积，“杂交双链”荧光信号的强度也等比例增加，可通过荧光强度的变化监测产物量的变化，从而得到一条荧光扩增曲线图（如图）。理论上，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈阳性，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。
(1)如果要同时扩增两种基因，则试剂盒中的引物应该有_____种，引物的作用是_____。
(2)上图中“平台期”出现的最可能的原因是_____。现有甲、乙两个待检样本，检测时都出现了上述形态的曲线，但甲的a点比乙的a点明显左移，请给这种结果做出科学合理的解释（试剂盒合格且正常，操作过程规范且准确）：
。
(3)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗制备时需将腺病毒的复制基因敲除后作为运载体，与新冠病毒相关基因构建重组腺病毒。将腺病毒复制基因敲除的目的是_____。
(4)单克隆抗体可用于治疗新冠肺炎。制备单克隆抗体时为防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的措施是 。
(5)某些人进行新冠病毒抗体检测结果呈阳性，但进行核酸检测结果呈阴性，原因可能是_____。
【答案】(1) 4 使热稳定DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
(2) 试剂盒中的原料（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 甲样本中的新冠病毒含量更高，达到阈值所需的循环数更少
(3)使病毒不能在人体细胞中复制，避免感染风险 (4)定测更换培养液
(5)在感染新冠病毒后，通过免疫反应将新冠病毒清除了，但体内存在抗新冠病毒的抗体
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