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中图分类号：Q3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0234-03
遗传学是研究生物起源，基因和基因组结构、功能及其演变规律的学科，而基因的研究对促进遗传学发展具有重要意义。自20世纪开始以来，基因的发展经历了理论水平、细胞水平的遗传学阶段和分子水平上的遗传学阶段，在前人大量实验的基础上，人们对基因的认识不断深入，特别是随着人类基因组计划和“DNA元件百科全书”计划（Encyclopedia of DNA Elements， ENCODE）的完成，人们对基因的认识又有了新的变化，并将遗传学中基因的概念和理论应用到了计算机、商业和信息技术等领域。
如今的21世纪，随着学科交叉研究的发展，一些科学研究者开始利用物理化学工具来研究核酸结构，从分子水平上阐述遗传现象背后的化学本质。本文结合大量文献综述了基因的发展历程以及现阶段物理化学方法在遗传学研究中的应用，并展望了量子化学理论在遗传学领域的应用前景。
1 基因概念的历史渊源
19世纪，由于农业生产发展的需要，人们开始重视动植物的遗传变异现象并对这些现象进行了系统研究，这为基因概念的产生创造了条件。1868年，Darwin C.受Hippocrates和Anaxagoras的生源说影响提出了泛生论的假说，认为生物体的细胞能产生自我繁殖的微粒，这些微粒可以汇聚于生殖细胞并决定后代的遗传性状，这种观点缺乏实验论证，不过它充分肯定了生物体内部存在特殊的物质负责遗传性状的传递。之后，Weismann A.又在前人基础上提出了种质论（Germpiasm），认为种质是生物体的遗传物质，它可能作为遗传单位存在于染色体上，这对基因概念的形成奠定了理论基础[1]。
2 基因的研究发展
2.1 基因概念的提出
在前人的遗传学理论研究基础上，Mendel G.J.第一个对遗传现象做了系统的实验研究。通过豌豆杂交实验，他认为生物性状是由“遗传因子”来控制的，这些遗传现象符合分离定律和自由组合定律。之后，Devries H、Correns C.和Tschermak E.分别证实了孟德尔的实验结果，到1909年，丹麦的Johannsen W.L.首次用“基因”一词表示遗传因子。不过，当时的遗传因子没有涉及到基因的具体物质概念，只是一个经过统计学分析的理论概念。
2.2 基因学说的创立
Mendel的遗传因子学说是宏观水平上的发现，其所提出的遗传因子到底是否存在于细胞中需要进行细胞水平上的研究。随着当时工业生产的发展，用以研究生物学实验的仪器设备有了极大的改进。20世纪初，Boveri T.[2]和Sutton W.S.[3]各自在研究减数分裂时，发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，提出了基因就在染色体上的假说。然后，1910年，Morgan T. H.等[4]用果蝇作材料，进行了一系列杂交实验，发现了伴性遗传现象和基因连锁互换定律，直接证实了基因在染色体上，建立了染色体遗传理论。1926年，Morgan T.H.正式提出了基因学说，即“三位一体”的基因概念，基因首先是决定性状的功能单位，能控制蛋白质的表达，决定一定的表型效应；其次是一个突变单位，可以发生在等位基因之间，表现出变异类型；最后它是一个重组单位，只发生在基因之间，可以产生与亲本不同的基因型[5]。这把染色体和基因联系了起来，说明了基因具有物质性，不过，Morgan在其著作中并没有涉及基因的本质是什么以及基因的功能是如何发挥等问题。
2.3 基因化学本质的研究
对于基因的化学本质和功能等问题，早在1909年，英国Garrod A.E.就提出过基因产生酶的观点。之后，1941年斯坦福大学Beadle G.和Tatum E.[6]在研究真菌过程中，提出了“一个基因一个酶”的假说，认为一个基因控制一个酶的合成，基因通过酶控制生物的代谢途径，这从生物化学角度阐述了基因的功能，不过这种基因的概念仍然没有揭示基因的化学本质，只是解释了基因发挥功能的途径。到1944，Avery等通过肺炎双球菌转化实验证明了遗传物质的化学本质是DNA，然后，1956年，美国的Fraenkel又通过烟草花叶病毒实验证明了RNA也可以作为遗传物质进行传递[7]。
2.4 基因功能的研究
1953年，Watson J.D.和Crick F.H.C.[8]提出了DNA的双螺旋结构，人们开始从分子水平上认识基因的本质，即基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位[9]，从此以后，人们对基因功能的认识开始有了深入的了解。1955年，Benzer S.[10]通过T4噬菌体感染大肠杆菌的互补实验提出了顺反子学说，认为基因就是顺反子，即一个遗传功能单位，一个顺反子决定一条多肽链，它并不是一个突变单位和交换单位。一个顺反子可以包含一系列突变子，突变子是DNA中构成的一个或若干个核苷酸，由于基因内的各个突变子之间有一定距离，所以突变子彼此之间能发生重组，重组频率与突变子之间的距离成正比[11]。
20世纪60年代之前，人们已经认识到基因是有着精细结构的DNA分子，其结构可以继续分割，不过，当时对于基因功能表达及其具体作用等问题的研究依然局限于传统的“一个基因一个酶”的学说。1961年，法国遗传学家Jacob F.和Monod J.L.[12]根据对大肠杆菌的试验，提出了大肠杆菌操纵子模型，认为DNA的不同区域存在一个调节基因和一个操纵子，操纵子模型包括若干结构基因、操纵基因和启动基因。这一模型进一步说明了基因是可分的，通过基因间的密切协作，细胞才能表现出独特的功能[13]。此后，随着DNA重组技术和DNA测序技术的发展，人们对基因的研究更加深入，发现了许多基因的其他功能和特点，极大地完善了人们对生物体各种遗传现象的认识。
2.5 基因概念的新发展
20世纪70年代以后，随着分子生物学技术的飞速发展，人们对基因的结构和功能上的特征有了更多的认识，其中比较重要的发现有假基因、重叠基因、跳跃基因、断裂基因、反转录基因、印记基因等。结合基因的这些新发现，现今人们认识基因有以下几种特点[5]：（1）基因不都是离散的，因为有重叠基因；（2）基因不一定是连续的，如断裂基因；（3）基因可以移动，其位置可以改变，如跳跃基因；（4）基因不是全能的结构单位，有很多顺式作用元件影响转录或剪接；（5）基因也不是简单的功能单位，因为基因可以通过顺式或反式剪接，产生多种蛋白质。那么，到底应该怎样给一个基因准确定义呢？近年来，有很多人对此提出了看法。
Gerstein等[14]提出，基因的定义应该和原来的定义有兼容，建立在已有的生物术语基础之上。他们认为，基因是基因组序列的联合体，这些序列可以编码具有潜在重叠功能的产品（蛋白质或RNA），基因与其调节序列是多对多关系。在此基础上，Pesole[15]则认为基因是一个离散的基因组区域，其转录可以被一个或多个启动子和远端调节成分调控，并含有合成功能蛋白质或非编码RNA的信息。基因在最终功能产物上有共同性质，这个定义主要针对真核生物基因组，强调每个基因都分布于基因组的连续区域，基因序列包含5′UTR和3′UTR。此外，还有学者从计算机角度对基因的定义做了描述，他们把基因组比喻为一个生命体的大的操作系统，而基因就是其中的一个子程序。总之，随着当今科技水平的发展，人们通过对DNA、RNA和蛋白质新功能的研究，发现基因并不是以前想得那么简单，其概念、功能和特征是随着一些特殊的生命遗传现象可以改变的。
如阮病毒的发现，朊病毒是一种只有蛋白质而没有核酸的病毒，就之前生物学家对基因的概念而言，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板，这又重现了20世纪遗传物质本质问题的争议，是现阶段基因概念的新挑战。此外，2006年，《自然》杂志在New Feature栏目上刊登了“什么是基因？”一文，这篇文章结合最近的研究成果对基因的概念做了新的诠释，一些研究发现，RNA不是被动的将基因信息传递下去，而是主动地调控细胞的活动，有的RNA链不是传统认为的只由DNA的一条链转录，而是由两条链转录得来，还有一些RNA可以通过某种途径使正常基因沉默，在必要时还会作为模板纠正某些异常基因，跨世代地携带生物体遗传信息[16]。这些研究发现加深了我们对RNA的认识，深化了我们对生物体遗传现象的了解。又20世纪90年代，美籍华人牛满江教授又发现了“外基因”，即一些生物体细胞质中mtRNA能激活一些特定基因，使生物体表达特定的蛋白质，还有，2008年《自然》杂志上报告，美国科学家确认了一种可导致乳腺癌转移的超级基因，这种基因可控制肿瘤细胞中其他基因的表达，它的表达与癌症发生有密切的联系[17]。
总之，随着科学的不断发展，人们对于生物遗传现象的认识越来越深入，基因的概念也随着生物学的发展不断变化和完善。由于其他非生命领域的研究对象显示出了生命力及与生物基因相似的特征，现今，经济领域和计算机领域中又出现了企业基因[18]、产品基因[19]、数据基因[20]等新的定义，基因概念的基本理论已经发展到更多学科中了，对基因本质和特征的研究越来越有必要。
3 量子化学作为研究核酸方法的应用
当前，遗传学的研究已经发展到了分子水平，然而对于生物遗传现象中一些酶、核酸、激素等活性物质的构象、生物活性和其具体作用机制依然存在争议。生物系统研究的最大难题是生物分子的复杂性，常规的实验方法只能得到实验现象的宏观方面解释，而不能从微观方面对实验现象的化学本质做出解释。目前有一些研究者将物理化学方法应用到了生命科学领域，建立了从理论分析到实验优化的方法模式，他们根据实际体系在计算机上进行实验，通过比较模拟结果和实验数据检验理论模型的准确性，并在此基础上模拟生物大分子的结构、性质和反应过程。
随着计算机技术和物理化学理论的发展，以及X射线、NMR等技术的应用，人们可以利用一些物理化学工具在计算机上进行分子模拟，以此来模拟DNA、RNA和蛋白质的结构，预测蛋白质与核酸的功能和性质。而且，随着计算方法的改进，高度变化的核酸体系的精确分子模拟已成为可能，依赖强大的计算机就能模拟一些更复杂的反应，如DNA、RNA和蛋白质的催化及折叠等[21]。
其中应用比较广泛的物理化学工具就是量子化学方法，量子化学方法是应用量子化学基本原理和方法来研究化学体系的结构和化学反应性能的科学，其基本理论主要有价键理论（VB）、分子轨道理论（MO）、密度泛函理论（DFT），基本的计算方法有从头算方法（ab initio）、半经验方法（semi-empirical method）、密度泛函方法（Density Functional Theory）[22]。量子化学的原理和方法在物理化学、药学计算和生命科学领域有广泛的应用，可以很好地分析分子间相互作用的机理，解释实验中一些宏观现象的物理化学本质。如李梅杰[23]利用量子化学方法中的高精度组合从头算方法（ONIOM-G3B3）研究了核酸自由基性质和损伤机理，很好地解释了生命过程中由于自由基和电子转移导致DNA的断链损伤而引起的衰老、癌症、神经紊乱等疾病的发生。又如2002年，Starikov E.B.[24]总结了核酸中量子化学方法的应用，阐述了核酸中电荷转移过程的量子化学描述及其化学机理，并详细地讨论了不同量子化学方法在研究核酸电子构型中的优缺点。此外，于芳[25]运用量子化学工具对胞嘧啶与丙烯酰胺组成的分子体系进行了计算，以此来模拟核酸与蛋白质相互作用的反应过程，分析了DNA与蛋白质的作用形式。
对于利用量子化学方法研究蛋白质的应用，国外在这方面做得比较深入。如纽约州立大学石溪分校Simmerling C.等[26]应用量子化学方法研究了一种小分子量蛋白质，仅有20个色氨酸构成，准确地预测了蛋白质三维结构的折叠过程。又如Berriz和Shakhnovich[27]模拟了小的三螺旋束蛋白的折叠，Daggett和Fersht[28]模拟了小的单结构域蛋白的动力学折叠.还有Akira Shoji等[29]采用密度泛函理论方法优化了右手α-螺旋的PLA（聚L-丙氨酸）分子（如图1所示，即H-Ala18-OH分子），分析了αR-螺旋的PLA形成的机制，获得优化的αR-螺旋H-Ala18-OH构型外侧的1H、13C、15N、17O原子的化学位移与用高分辨率固相NMR检测的相同。
4 展望
近年来，国内外量子化学在分子生物学中的应用日趋广泛，如利用量子化学方法研究纳米微粒促进靶向给药、纯化核酸以及处理废气等技术的发展；应用量子化学方法优化生物活性分子结构，研发新型抗疾病药物；采用分子模拟的量子化学计算方法探究激素与受体以及其他活性分子与核酸的作用机理等等，很大程度上促进了分子生物学和医学的发展。从目前所作的科学研究看，量子化学完全可以作为遗传学工具来研究生物体遗传现象背后的化学本质，其在遗传学的研究中有广阔的应用前景。
参考文献
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1介绍科学史,开发学生思维能力
讲点科学史,让学生了解一个理论或一个结论的创立是经过了实践———认识———再实践的艰苦历程,这对青年学生树立世界观,对开发学生科学思维能力很有好处。生化教学中。核酸的发现及研究史是一个很好的例子。我们首先介绍最初在1868年前后瑞士一青年外科医生,从外科绷带的脓血细胞中分离到细胞核,从核中提取到一含磷丰富的酸性化合物,命名为“核素”。他的导师Selye很慎重地亲自重复实验,证实了此结果,才将此结果发表。由此可见,生化上某种物质的发现,不仅是有根据的,也是十分慎重的。20年后,R.Altmann将核素改名为核酸,众多的化学家用不同的方法分解核酸,得到不同的水解产物,并对其作一一鉴定,到本世纪20年代正确地将核酸根据成分差别命名不核糖核酸(RNA)及脱氧核糖核酸(DNA)。可见一个物质的发现,一个化合物的组成鉴定都不是任意的,认识只能来源于实践,实践又是认识的基础。此后划时代意义DNA右手双螺旋结构模型的提出,左旋双螺旋结构的发现,都说明人们对自然界的认识是不能离开实践的,认识的深化是随着社会实践的发展而发展的。[2]教学时用少许时间介绍核酸的发现史,既引起了学生的兴趣,又能开发学生的智力,往往会收到事半功倍的效果,
2采用科学归纳法总结难点章节的学习内容
作为现代分子生物学重要内容的核酸合成(包括DNA合成和RNA合成)及蛋白质合成,有其不同于脂类、糖类分子合成的独特规律性,掌握这些知识,对于学生是非常重要的。在教学中,我们采用归纳推理的方法,即从对个别具体的某些方面的接触开始,逐步认识到事物的全体、本质和内在联系,经过分析、比较,达到对事物的本质规律性认识,从个别事实中概括出一般规律。[3]在分别学习了DNA、RNA、蛋白质的合成过程后,引导学生自己分析总结出DNA、RNA、蛋白质合成的内在规律,归纳出:1•它们的合成过程均接受指导,有合成的模板;2•都由小分子物质为原料合成生物大全子;3•由合成酶在众多的因子帮助下催化反应历程;4•合成产物忠实于模板;5•不论其合成过程、合成模板或产物,均带有方向性这五大共同特点,再逐一对照三类物质各自合成过程的特点,就很容易使学生掌握了主要内容。最后,再引导学生思考共同特性产生的内在因素,找到了基因携带的遗传信息是指导三者合成的关键,这样就将主要内容归纳到分子生物学中心法则:（式略）
3假说、论证激发学生兴趣
一、比较剖析
酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。从概念来分析，酶的来源为活细胞产生，作用为生物催化作用，本质为有机物。高中教材中讲到的酶本质都是蛋白质，没有出现具有催化作用的RNA。酶具有的特性：高效性、专一性、温和性。酶的作用原理：降低化学反应的活化能。
1.限制性核酸内切酶：简称限制酶。限制酶主要存在于原核生物中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，是特异性地切断DNA双链中磷酸二酯键的核酸酶（“分子手术刀”）。发现于原核生物体内，现已分离出100多种，几乎所有的原核生物都含有这种酶，是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。例如，从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。目前已经发现了200多种限制酶，它们的切点各不相同。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因，就能被某种限制酶切割下来，在基因工程中起作用。
2.DNA连接酶：主要是连接双链DN段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。
3.DNA聚合酶：主要是连接DN段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用。DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DN段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DN段之间形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。
4.DNA酶：又称DNA水解酶。它是将大分子DNA水解成脱氧核苷酸所需要的酶，也作用于磷酸二酯键，使磷酸二酯键断开，不过这只是DNA的初步水解，还有的DNA水解酶可以让DNA水解成更小的单位——碱基、磷酸、脱氧核糖，即DNA的彻底水解。
5.RNA聚合酶：又称RNA复制酶、RNA合成酶。RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板，转录时DNA的双链结构部分解开，转录后DNA仍然保持双链的结构。真核生物RNA聚合酶：真核生物的转录机制要复杂得多，有三种细胞核内的RNA聚合酶，即：RNA聚合酶I转录rRNA，RNA聚合酶II转录mRNA，RNA聚合酶III转录tRNA和其它小分子RNA，在RNA复制和转录中起作用。RNA聚合酶有参考资料上说为转录酶。
6.RNA酶：又称RNA水解酶。它是水解RNA的酶，断开RNA链上核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，将RNA水解成游离的核糖核苷酸。该酶不能水解单链或双链DNA。
7.逆转录酶：又叫反转录酶。RNA指导的DNA聚合酶，具有三种酶活性，即RNA指导的DNA聚合酶、RNA酶、DNA指导的DNA聚合酶。在分子生物学技术中，作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作，在基因工程中起作用。
一、生物学是研究生命的科学。生命的基本特征是新陈代谢、生长发育、生殖、遗传和变异。而生命的物质基础是原生质，结构基础是细胞。所以，课本首先讲述这方面的知识，然后在这一知识基础上讲述生命的基本特征。生命的基本特征是课本的中心内容。新陈代谢是生物的最基本特征，一切生命活动都是在这个基础上进行的，新陈代谢一旦停止，生命即告终结。生物在新陈代谢的基础上进行生长发育、生殖后代，并表现出遗传和变异的特征来。因而-，课本也就按照新陈代谢、生殖与发育、生长发育的调节和控制，以及遗传和变异的顺序来安排、内容。在掌握了关于生命的基本特征的基础上，探讨生命的起源问题。最后，是在前面知识基础上讲述生物科学研究的现代成就和展望，以扩大眼界。全课本的体系如此，各细节内容亦有其内在联系。在复习时，就要处处注意其内在联系，这样所记住的知识就不再是孤立的条文了。
二、在全面复习的基础上抓住重点和难点深入理解、重点复习。就全课本来讲，生命的基本特征一章是中心内容，生命的物质基础和结构基础一章又是学习生命的基本特征一章的基础知识，这两章是复习的重点。在生命的基本特征一章中，新陈代谢、遗传和变异这两节则又是这一章的重点和难点。在生殖与发育一章中，有关减数分裂的内容是学习遗传部分的基础，也是重点内容。
三、在重点复习时，一些内容可不必再按照课本安排分散复习，可以集中起来复习。例如细胞的有丝分裂和减数分裂是分别在不同的章节讲述的。在复习时，则可把减数分裂的内容提前到有丝分裂内容后复习。又如关于核酸的内容，在第一章中仅简略地指出核苷酸是组成核酸的基本单位，核酸分核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类，核酸对生物的生长、遗传和变异等生命现象都起着重要的决定作用，而具体的内容主要在遗传和变异一节中讲述。现在进行复习，不受知识基础的限制，可以把分散在各有关章节的这方面内容集中于第一章复习。这样，对于这一部分内容可以完整地、系统地掌握住。
四、在复习时，一要经常地运用比较方法，把有关的内容进行比较，找出它们的异同。例如，在复习有丝分裂和减数分裂的内容时'要进行比较，有丝分裂和减数分裂在哪些方面有共同处，它们之间的本质区别是什么。又如在复习异化作用时，比较呼吸(需氧呼吸)和发酵(缺氧呼吸)的异同。这样，可以抓住本质，区别清楚，避免混淆而发生错误。
[中图分类号]G712[文献标志码]A[文章编号]2096-0603（2017）34-0094-01
生物化学是医学生的必修课，作为医学基础课程，一般是在新生入学不久后开设的，是通向临床医学的桥梁，有着十分重要的地位。如果此时学生基础没有打好，那么以后的学习将会寸步难行。而生物化学课程本身知识体系复杂，多种代谢途径纵横交错，学生普遍反映难懂、难学。要解决这一现状，应依据各个专业特点，对照国家对职业资格的要求，在教学内容、职业技能等方面进行有针对性的教学，同时要注意教学方法革新以提高教学质量。下面以高职护理专业为例谈谈我们的做法，以抛砖引玉。
一、关于教学内容
高职护理生物化学只有36学时，课时不多。按照职业能力要求，尽量精选与护理专业密切相关的知识点，以此为框架进行内容整合。打破以往所谓传统的知识体系。如在讲解糖代谢时将生物氧化的内容整合其中。生物化学是一门交叉性很强的学科，这就要注意与其他课程交叉知识点的处理。如了解到学生在高中阶段学习了有关核酸的知识，那么在介绍蛋白质、核酸等大分子性质时就会有的放矢，提高讲课效率。同样水盐代谢部分内容可以放到生理学内容中介绍。
二、职业技能培养方面
职业教育是要为社会培养技能型应用人才，在基础课阶段
就应该有意识地创造机会让学生提高操作技能。为此增加了实
验实训课时，当然这一点还要根据各个学校具体条件实施，课后开放实验室，让学生多一点动手机会。在实验技能考核方面要求非常严格，从实验预习、操作技能、理论知识、课堂表现、劳动纪律、师生互动等方面实行多元化考核，充分利用考试这个“指挥棒”，以确保实训效果。
三、教学方法的运用
当代世界无论是发展中国家还是发达国家，都把教学方法的创新作为教学改革的重中之重[1]。目前普及的就是多媒体PPT的教学方式。由于生物化学内容比较抽象，可在教學中大量采用图片、动画等使枯燥的理论变得生动起来。除此之外，应根据不同教学内容选择不同的教学方法，达到好的教学效果。常用的有PBL（ProblemBasedLearning）、CBL（CaseBasedLearning）、慕课等。
（一）PBL教学法
PBL教学法，即基于问题的教学法，是1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大麦克马斯特大学首创的。近年来，在医学教学领域应用最为广泛，其核心是由老师预先提出问题，学生自主解决问题。这样学生的自学能力、创新能力等都得到锻炼，但前提是学生已具备一定的基础知识和自学能力。因而此法比较适合在课程进行一段时间以后使用。如在学习核酸之前可以提出讨论题：核酸与蛋白质的异同。这样学生在查资料、相互讨论过程中既复习了已经学过的蛋白质内容又预习了核酸内容，教师则起引导作用。
（二）CBL教学法
CBL教学法为案例教学法是以病例为基础，启发学生对病例进行分析、讨论从而巩固所学知识的学习方法。CBL教学法的核心是引入典型临床案例，将抽象难懂的基础理论知识融入形象具体的临床病例[2]。这种学习方法能激发学生的学习兴趣，从现象分析本质，培养学生的临床思维。
（三）慕课（MOOC）
英文直译“大规模开放的在线课程（MassiveOpenOnline
Course）”，是新近涌现出来的一种在线课程开发模式。这就给学习者提供了一个自由广阔的天地，便于学生得到低成本或者无成本的优质教育资源。“慕课”最突出的特点，就是翻转课堂[3]。通过翻转课堂实现线上线下互动，这种新型教学模式极大地提高了学习效率。慕课的优势在于选择性，学生可根据需要选择注册相应的课程，进行网上讨论、测试等，完成自主学习。但慕课还有许多需要完善的地方，如教学质量的保证、人与人面对面的交流问题等。
在大力发展职业教育的今天，培养适应社会发展需要的高素质技能型人才是职业院校的职责所在。深化教学改革，教材的选择、实验实训以及教学手段的更新尤为重要。同时应注重完善教学管理体制，实时反馈整改，打造一流职业人才培养基地。
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大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参与RNA自身剪切、加工过程。
核酶一词用于描述具有催化活性的RNA, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。
（来源：文章屋网 ）
1953年4月25日，英国著名科学杂志《自然》发表了美国生物学家沃森和英国物理学家克里克合作的《核酸的分子结构―脱氧核糖核酸的结构》一文，解答了生命的秘密所在，奏响了分子生物学的划时代乐章。西班牙超现实主义画家达利对DNA结构的发现者极为崇拜，并与沃森见了面。在《核酸的分子结构―脱氧核糖核酸的结构》这篇后的第十年、沃森和克里克荣获诺贝尔奖的第二年，达利创作了《半乳糖苷核酸―向克里克和沃森致敬》，表达了他对DNA像“上帝”一样的顶礼膜拜，而他的这个“上帝”正是自然科学。
但19世纪上半叶之前，在西方确实几乎没有人怀疑过那个万能的上帝在创造生命万物中所表现出的无所不能。直到21世纪，仍有相当数量的人甚至专家仍相信是神灵设计和创造了生命世界。科学会给我们答案，科学事实证明，约在35亿年前，原始地球温暖的海洋中，出现了某种大分子物质，这种物质能够实现自身复制，经过漫长的岁月，由这种物质进化出了500多万种不同的生命形式。
对物种进化论进行详细研究的是英国生物学家达尔文，他于1859年出版了《物种起源》一书，该书论述了地球物种的进化机制及其过程。当时他广泛地搜集信息、资料，就像一个痴迷智力拼图游戏的人。但他不知道最终需要多少块图板，才能解释多样的动植物是怎样形成、在地球上如何分布，以及如何将化石拼入图画。达尔文耐心地进行拼接，有些板块则是他从筛选的科学杂志和游记中得到的。另外，他素描了加拉帕戈斯群岛上的“达尔文雀”（科学家以他的名字命名），他发现这些地雀均由同一种鸟进化而来，并且这种鸟来自大陆。这些鸟的“喙”（鸟嘴）为了不同进食目的而逐渐进化出不同的形状，给达尔文留下了深刻的印象，以至于他在发表的《研究日记》第二版中加上这些插画，“达尔文雀”是生物进化论中最著名的例证之一（图a）。
此外，英国生物学家胡克约在1665年绘制的用显微镜观察到的软木生物结构画，他将木中的“小孔”称为细胞。此处所说的小孔实际上是曾经存活的植物细胞的外缘，是死亡细胞的残迹。后来“细胞”这一名词被用来描述完整的活的细胞，并成为生命科学中最为重要的专业术语之一（图c）。
20世纪，荷兰著名画家埃舍尔的版画表明了生命物种是可以随时空不同而渐变的，并且在演化过程中弱肉强食、适者生存，可以说它是生物进化论形象的艺术描绘（题图）。
对生命繁衍及其孕育的描绘
物种的繁衍是生命得以延续的自然形式，而人类生命的延续是建立在有性繁殖基础之上。500多年前，达・芬奇绘制了大量令人不可思议的人体解剖素描图。英国华威大学临床解剖学教授彼得・亚伯拉罕斯表示，达・芬奇人体素描图的精确度与当前任何科学画家绘制的图像不相上下。他进一步解释：“达・芬奇是一位非常细心的观察者，不放过每一个细节，同时，达・芬奇也是一位非常严谨的科学家，进行过大量实验。因此，达・芬奇所绘制的素描拥有惊人的准确度。”
虽然达・芬奇的人体解剖素描图拥有惊人的精确度，但他仍然无法摆脱一些观点。例如，他认为人类的生殖系统在某种程度上与植物的生殖系统类似。达芬奇在笔记中写道：“所有种子都有一个脐带，在种子成熟后断开。类似地，植物也有子宫和隔膜，种子在荚状子宫内发育。”所以在描述胎儿的素描图中，达芬奇笔下的子宫也像花瓣一样打开。
毕加索也曾对生命的繁衍和孕育进行过描述，他的绘画《海边的母与子》使我们想到了那首“大海呀大海，就像妈妈一样……”的歌。从某种意义上说，海洋创生和孕育了地球生命，提供了生物进化和生存的诸种必要条件，例如水和地球上绝大部分的氧气等。
对基因“力量”的描绘
现在我们知道，沃森和克里克发现的大分子DNA（脱氧核糖核酸）是解开生物本质的关键，它储存着世代相传的遗传信息，掌管极度复杂的细胞世界。但在20世纪50年代初，他们希望找出其三维立体结构、得以一窥“生命的秘密”是多么的困难。1953年2月28日，他们的发现终于平息了自古以来的争论：生命的本质像自然科学课上的化学反应一样，是物理和化学作用下的产物，而不是源自神圣力量的运作。随着双螺旋结构图景的明确，人类关于生命的千古争论一一得到了解答。
我们都知道“种瓜得瓜，种豆得豆”的道理，它是奥地利生物学家、现代遗传学之父孟德尔留给我们的最基本、最通俗的基因遗传表述。基因是遗传的基本单位，由DNA组成，并构成部分染色体。它决定着由亲代遗传而来的生物体的性状。基因有不同的形式（显性和隐性），可决定这些物种性状的表现方式。例如，下面画中园丁鸟和蜜蜂的行为看起来比它们的同类高明，但实际上，这只是因为它们的基因与同类稍有区别而已。人类富于意识、智慧和情感的根本原因也在于此。
对生命生存环境的不同描绘
一、引言
纵观全球，转基因饲料因其价格优势，在许多发展中国家拥有广泛市场，廉价的转基因饲料为解决全球粮食问题作出了很大程度的贡献。目前，我国转基因作物种植面积已有6.7万多hm2，列世界第4位，大部分转基因作物及其副产品如豆粕、棉籽粕和菜籽粕等被广泛用作饲料原料。据不完全统计，我国每年进口大豆或大豆粕2000多万吨，其中相当一部分是转基因产品。[1]目前在饲料原料中应用最为广泛的是转基因农作物，常规饲料中豆粕比例为25%～30%，玉米比例为60%～65%，若玉米和饼粕类饲料均来自转基因饲料，其比例占饲粮组成95%以上。可见转基因农作物原料占整个饲料成分的比例很大。[2]我国的农畜大多是由这些转基因饲料所喂养的，而这些农畜的下一级消费者是人类。因此，我认为，转基因饲料的安全与否，是关系着人类的健康、社会的稳定乃至经济发展的重大问题。
二、转基因饲料的本质分析
转基因饲料是由转基因农作物为主要原料制成的。转基因农作物是由人们应用重组DNA技术，将外源基因入植物细胞，并在其中整合、表达和传代，从而创造出新型的植物，通过这种方法创造出来的新型植物。和普通的农作物相比，这些农作物有着抗病、抗虫。产量高和品质好等优点。从源头分析，导入的外源基因的本质是脱氧核糖核酸（DNA）。DNA是由四种脱氧核糖核酸ATGC通过磷酸二酯键连接而形成的。我们所说的转基因则是通过内切酶等手段切断DNA后再连入一段特定DNA并筛选得到成功插入个体的过程。根据中心法则，转基因农作物优于普通农作物的原因是，导入的特定DNA序列转录为mRNA，再经翻译为蛋白质，优良性状得以表达。
三、转基因饲料的安全性分析
从基因水平看，新导入的DNA和自然DNA的化学本质相同；两者所转录的mRNA的化学本质相同，只是由于两者的序列不同而导致翻译的蛋白质不同。那么转基因饲料的安全性关键就取决于转基因农作物的蛋白质是否安全。综合国内外的信息看，未曾发现有关于人类食用转基因农作物后产生不良影响的报告，只有少数论文的实验数据说明对小白鼠使用转基因饲料后某些生理指标会产生变化。从根本上来说，现在我们所食用的自然农作物，本质上也是由于人类长期选育而基因改良的结果。转基因只是为了缩短选育时间而采用的一种改变基因的方法。2016年年初，广西壮族自治区玉林市陆川县土猪在食用转基因饲料的同时出现死亡率上升的情形。经过江南大学关于转基因饲养家畜相关问题研究大创团队于2016年4月下旬前往陆川县八角村进行实地调研，没有发现大白猪有异常情况，即使2012年到2013年稍有问题出现，但近两年情况明显好转，值得一提的是，由于健康卫生的养猪方法的推广，陆川猪近几年在饲养方面进步明显，而农民所反映的大白猪幼崽出栏率下降极有可能是个别现象。
四、结语
目前并没有充分证据证明转基因饲料的安全性低于非转基因饲料的安全性。
（作者单位为江南大学）
[课题项目：本文系江南大学省级大创项目（201610295013Y）。]
参考文献
课程代码：03179
请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。
选择题部分
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。
一、单项选择题(本大题共46小题，每小题1分，共46分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。
1.下列氨基酸中，属于酸性氨基酸的是
A.谷氨酸 B.谷氨酰胺
C.蛋氨酸 D.苯丙氨酸
2.维持核酸一级结构稳定的化学键是
A.1′，3′-磷酸二酯键 B.2′，3′-磷酸二酯键
C.2′，5′-磷酸二酯键 D.3′，5′-磷酸二酯键
3.下列含氮有机碱中，不出现在DNA分子中的是
A.胸腺嘧啶 B.尿嘧啶
C.腺嘌呤 D.鸟嘌呤
4.嘌呤的分解产物过多可引起痛风，该物质是
A.肌酐 B.肌酸
C.尿酸 D.尿素
5.核酸分子的紫外吸收峰波长约为
A.160nm B.180nm
C.260nm D.280nm
6.酶促反应的高催化效率的主要原因是
A.酶能增加底物的反应活性 B.酶能增加产物的反应活性
C.酶能极大地降低反应活化能 D.酶能极大地降低活化分子数
7.酶具有不稳定性的主要原因是
A.酶的化学本质是蛋白质 B.酶结合了金属离子为辅助因子
C.酶结合了维生素为辅酶 D.酶主要以无活性的酶原形式存在
8.若酶的活性中心有半胱氨酸残基组成必需基团，则这类酶称为
A.变构酶 B.结合酶
C.羟基酶 D.巯基酶
9.下列例子中，属于酶的不可逆抑制的是
A.重金属铅对羟基酶的抑制 B.磺胺类药物的抑菌作用
C.氨甲蝶呤抑制肿瘤细胞生长 D.5-氟尿嘧啶抑制细胞核酸合成
10.发生肝炎或肝硬化后，血清内何种乳酸脱氢酶(LDH)同工酶显著升高?
A.LDHl和LDH2 B.LDH2和LDH3
C.LDH3和LDH4 D.LDH4和LDH5
11.常见的脱氢酶辅酶NAD+的全称是
A.黄素单核苷酸 B.黄素腺嘌呤二核苷酸
C.烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 D.烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
12.抗生素磺胺和化疗药氨甲蝶呤的作用机制均与一种维生素合成有关，这种维生素是
A.泛酸 B.叶酸
C.生物素 D.维生素B12
13.糙皮病的发生主要与何种水溶性维生素缺乏有关?
A.维生素B1 B.维生素PP
C.叶酸 D.泛酸
14.由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的代谢过程称为
A.磷酸戊糖途径 B.糖酵解
C.糖异生 D.有氧氧化
15.脂质的生理功能不包括
A.储能、供能 B.免疫功能
C.构成生物膜 D.转变成激素
16.脂肪酸在体内的主要分解方式是
A.无氧酵解 B.有氧氧化
C.β-氧化 D.联合脱氨基
l7.下列物质中，不属于酮体的是
A.乙酰乙酸 B. β-羟丁酸
C.草酰乙酸 D.丙酮
18.负责运输外源性(食物)三酰甘油及胆固醇至全身各组织利用的脂蛋白是
A.乳糜微粒 B.极低密度脂蛋白
C.低密度脂蛋白 D.高密度脂蛋白
19.中国发病率较高的两种高脂血症类型是
A.I型和II型 B.I型和V型
C.II型和型Ⅳ型 D.III型和Ⅳ型
20.下列分子中，属于呼吸链递氢体的是
A.细胞色素 B.尼克酰胺
C.黄素酶 D.铁硫蛋白
21.FADH2经琥珀酸氧化呼吸链氧化，测得的P／O值近乎为
A.1.5 B.2.5
C.3.5 D.4.5
22.下列化合物中，能阻断电子从细胞色素b到细胞色素c传递的是
A.鱼藤酮 B.抗霉素A
C.氰化物 D.叠氮化物
23.下列分子中，能直接向磷酸肌酸转移高能磷酸键的是
A.ATP B.GTP
C.CTP D.UTP
24.下列物质中，属于小分子抗氧化物的是
A.泛醌 B.FAD
C.ADP D.SOD
25.甲状腺素调节氧化磷酸化的机制之一是
A.促进细胞膜上Na+、K+-ATP酶生成
B.增加细胞色素酶系活性
C.抑制ATP合酶活性
D.激活NADH脱氢酶活性
26.作为肾小管上皮细胞分泌氨来源的氨基酸是
A.谷氨酰胺 B.丙氨酸
C.赖氨酸 D.半胱氨酸
27.下列代谢紊乱中，与高血氨所致脑功能障碍密切相关的是
A.尿素合成障碍 B.酮体合成减少
C.肝脂肪酸β-氧化降低 D.肝糖原合成减少
28.氨基酸可以转变成其它营养物质，但不能转变成
A.糖 B.脂肪
C.胆固醇 D.营养必需脂肪酸
29.下列关于酶活性调节特点中，不属于酶变构调节的是
A.酶蛋白分子中存在调节部位或调节亚基
B.变构剂与酶蛋白分子非共价结合
C.消耗ATP
D.属于快速调节
30.长期服用安眠药苯巴比妥产生耐药的原因之一是肝加单氧酶活性升高，其本质属于
A.药物诱导酶合成增加 B.药物变构激活酶活性
C.药物促进酶化学修饰 D.药物抑制酶蛋白降解
31.下列激素中，作用于细胞内受体的是
A.肾上腺素 B.胰高血糖素
C.胰岛素 D.雌激素
32.下列第二信使中，作用于PKA，使其活化的是
A.cAMP B.IP3
C.Ca2+ D.DG
33.发生等渗性脱水时，应补充
A.0.9％生理盐水为主 B.5％葡萄糖水为主
C.等量5％葡萄糖水和0.9％生理盐水 D.GIK补液
34.下列金属离子浓度与神经和肌肉应激性无关的是
A.Mg2+ B.Na+
C.K+ D.Cu2+
35.临床上常用的GIK补液中的“K”指的是
A.氯化钠 B.氯化钾
C.氯化镁 D.氯化钙
36.体内最主要的内源性碱性物质来源是
A.氨基酸分解产生的氨 B.磷脂分解生成的胆碱
C.磷脂分解生成的乙醇胺 D.肠道内蛋白腐败产生的胺类物质
37.下列关于血浆晶体渗透压的叙述，正确的是
A.血浆晶体渗透压主要取决于白蛋白浓度
B.形成血浆晶体压的无机小分子维持了血容量
C.血浆晶体渗透压比胶体渗透压高
D.血浆晶体渗透压降低导致组织水肿
38.下列血浆蛋白中，不能用醋酸纤维素膜电泳分辨的是
A.白蛋白 B. β-球蛋白
C.γ-球蛋白 D.转铁蛋白
39.镰刀状细胞贫血所测得的血红蛋白是
A.α2ε2 B.α2γ2
C.α2β2 D.HbS
40.下列哪种物质缺乏，可能造成巨幼红细胞性贫血?
A.维生素A B.维生素D
C.维生素B5 D.叶酸
41.主要提供红细胞能量的代谢途径是
A.糖酵解 B.糖有氧氧化
C.脂肪酸β-氧化 D.酮体利用
42.蚕豆病红细胞遗传缺陷的酶是
A.己糖激酶 B.6-磷酸葡萄糖脱氢酶
C.磷酸果糖激酶 D.乳酸脱氢酶
43.肝功严重受损时出现蜘蛛痣和肝掌，是下列哪种激素灭活减少所致?
A.雄激素 B.雌激素
C.肾上腺素 D.去甲肾上腺素
44.属于肝生物转化反应第二相反应的是
A.氧化反应 B.水解反应
C.还原反应 D.与葡萄糖醛酸结合反应
45.下列胆汁酸中，属于次级胆汁酸的是
A.胆酸 B.甘氨胆酸
C.牛磺胆酸 D.脱氧胆酸
46.下列黄疸特点中，属于肝后性黄疸的是
A.血中未结合胆红素升高 B.血中结合胆红素升高
C.尿胆红素阴性 D.尿胆素升高
非选择题部分
注意事项：
用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上。
二、名词解释题(本大题共6小题，每小题3分，共18分)
47.反密码环
48.脂溶性维生素
49.脂肪动员
50.呼吸链
51.微量元素
52.胆素原的肠肝循环
三、简答题(本大题共3小题，每小题8分，共24分)
53.何为蛋白质的变性?简述其在医学中的应用。
54.简述血氨的来源与去路。
病毒（Virus）由一种核酸分子与蛋白质（Protein）构成（朊病毒只有蛋白质、类病毒仅含RNA）.病毒个体微小，结构简单，没有细胞结构，只能寄生在活细胞中，所以病毒不能独立代谢.在自身遗传物质的指导下，由宿主细胞提供原料、能量等，进行复制繁殖.
二、病毒的知识要点
1.知识构建（图1）
图1 病毒的知识构建
2.病毒热点问题归类
病毒与人体健康：SARS病毒破坏人体的肺部等处的细胞；乙肝病毒破坏肝细胞；脊髓灰质炎病毒破坏运动神经元，导致小儿麻痹症；HIV破坏淋巴细胞，使人丧失免疫力；高致病性禽流感病毒引起禽流感等.
病毒在教材中的应用：在细胞工程中，某些病毒可以作为细胞融合的诱导剂，例如仙台病毒；在基因工程中，病毒可以作为目的基因的运载体；病毒在单克隆抗体中制备生物导弹；通过病毒抗原研制疫苗等.
案例 由A型流感病毒中的H5N1亚型引起的禽流感是一种高致病性禽类传染病，其发病率和死亡率都很高.下列关于禽流感病毒的说法正确的是（ B ）
A.虽然能引发传染病，但是其没有细胞结构，因此它不是生物
B.能引发传染病，必须寄生在活细胞内
C.在人工配制的富含有机物的培养基上就可以培养
D.通过细胞分裂进行繁衍后代
命题意图 以新情境H5N1为载体，考查病毒的特点，体现新课标要求的理论联系实践的能力.
3.病毒的命题要点
认识常见病毒：DNA病毒中的噬菌体、天花病毒和乙肝病毒，RNA病毒中的HIV、烟草花叶病毒；理解病毒与细胞的典型不同之处：仅有DNA或RNA，遗传物质为DNA或RNA，不能独立代谢，只能寄生在活细胞中；对教材的挖掘：以教材中涉及的病毒的知识为素材，直接考查教材相关核心知识点；新情境试题：以病毒为素材，考查病毒的相关特点，并基于此考查新课标对学生的四种能力的要求（理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力、综合运用的能力）.
三、高考题赏析及命制意图分析
1.考查理解能力
例1 （2013年上海卷）下列关于乙型肝炎病毒的说法正确的是（ B ）
A. 能在人体血浆中增殖
B.不能寄生在呼吸道黏膜细胞中
C.核酸中含5种含氮碱基
D.蛋白质由自身的核糖体合成
命制意图 本题以乙肝病毒为素材，考查病毒的生活方式与繁殖及遗传物质的相关知识.意在考查学生的识记能力与理解能力.
解析 病毒不能独立增殖，必须寄生在活细胞中才能繁殖后代；乙型肝炎病毒主要在肝细胞中增殖；每个病毒只会含一种核酸，即DNA或RNA，因此其核酸中只含有4种碱基；病毒自身没有细胞器.
例2 （2013年海南卷）关于T2噬菌体的叙述，正确的是（ D ）
A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素
B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质
D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
命制意图 本题以T2噬菌体为载体，实则考查“噬菌体侵染细菌的实验” ，要求学生在识记的基础上，理解该实验的原理，从而选出答案.
例3 （2015年安徽模拟）2014年2月，非洲地区再次爆发新一轮的埃博拉病毒疫情.据国外媒体报道，此次疫情已导致非洲利比里亚等多个国家两千人死亡，目前仍无很好治疗方法，引起了全世界对非洲疫情及病毒传染性的关注与警惕.下列有关埃博拉病毒叙述不正确的是（ C ）
①为获得大量埃博拉病毒用于研究，可以用培养基在体外培养；
②该病毒的遗传物质是DNA和RNA；
③该病毒结构简单，没有任何细胞器；
④该病毒增殖时，遗传信息和氨基酸等肥料由宿主细胞提供；
⑤该病毒主要由蛋白质和核酸组成，是最小的生命系统.
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
命制意图 该题以“埃博拉病毒”为背景材料（该素材在2015年重庆理综卷第7题也有出现），考查病毒的有关知识，病毒没有细胞结构，组成成分是蛋白质和核酸，不能独立完成生命活动是解题的关键.
2.考查获取信息的能力
例4 （2015年全国理综卷I）人或动物PrP基因编码一种蛋白（PrPc），该蛋白无致病性. PrPc的空间结构改变后成为PrPBc （朊粒），就具有了致病性.PrPBc可以诱导更多PrPc的转变为PrPBc，实现朊粒的增值，可以引起疯牛病.据此判下列叙述正确的是（ C ）
A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D. PrPc转变为PrPBc的过程属于遗传信息的翻译过程
命制意图 本题以朊病毒为载体，考查了学生从题干获取信息的能力.考查了细胞增值、基因的表达、结构决定功能的生物学观点.PrPc的空间结构改变后成为PrPBc，产生了致病性，原因是空间结构改变导致功能改变.
例5 （模拟题）对疯牛病的某病原体进行研究时发现， 该病原体对核酸酶不敏感，而对蛋白酶敏感， 用各种核酸水解酶处理后仍具有感染性.从生命的化学本质看， 与该病原体的感染性相关的物质最可能是（ B ）
A.核酸 B.蛋白质 C.水 D.多糖
命制意图 考查学生获取信息能力.结合题干信息“该病原体对核酸酶不敏感，对蛋白酶敏感”分析，联系必修一酶的专一性知识，可解决该问题.
4.考查综合运用能力
例6 （2015年全国理综卷Ⅰ）HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体.回答下列问题：
（1）用基因工程方法制备HIV的某蛋白（目的蛋白）时，可先提取HIV中的 ，以其作为模板，在 的作用下合成 .获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞.
（2）从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是 .该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是 .
（3）已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发.引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分 细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能.
（4）人的免疫系统有 癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤.
命制意图 该题以HIV为素材，考查学生综合运用所学知识解决生物学问题的能力，教师要注重引领学生回归教材，夯实基础.该题考查了基因工程的操作过程以及特异性免疫的相关知识.HIV是逆转录病毒，需要逆转录酶完成逆转录过程；HIV攻击人体T淋巴细胞，使人几乎丧失一切免疫力；人体免疫系统具有三个功能，即防卫功能、监控和清除功能.
)
A．都可通过体液运输到全身
B．都在细胞内发挥作用
C．发挥作用后都立即被灭活
D．都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
2．(2020·北京，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20
℃条件下，向5
mL
1%的H2O2溶液中加入0.5
mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了(
)
A．悬液中酶的浓度
B．H2O2溶液的浓度
C．反应体系的温度
D．反应体系的pH
3．(2020·山东，1)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(
)
A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性
B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成
C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累
D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内
4．(2016·全国Ⅰ，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是(
)
A．加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量
B．加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量
D．加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量
5．(2020·河北衡水中学质检)下列有关酶的实验设计思路，正确的是(
)
A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
C．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响
D．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
6．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是(
)
方案
催化剂
底物
pH
温度
①
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白块
中性
室温
②
淀粉酶
淀粉、蔗糖
适宜
适宜
③
蛋白酶
蛋白质
适宜
不同温度
④
过氧化氢酶、氯化铁溶液
过氧化氢
强酸性
室温
A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
7．某同学欲通过如图所示的装置进行与酶有关的实验研究，下列分析正确的是(
)
A．若不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、Fe3＋，则该装置可用于探究酶的专一性
B．该装置可用于探究温度对过氧化氢酶活性的影响
C．酶促反应速率可用滤纸片进入烧杯液面到浮出烧杯液面的时间(t3－t1)来表示
D．该装置不能用于探究pH对酶活性的影响
8．(2021·东北师大模拟)下列有关酶的叙述正确的是(
)
A．酶的催化效率比无机催化剂的高是因为酶能降低反应的活化能
B．酶都是在核糖体上合成的
C．在最适温度和最适pH的条件下，酶对细胞代谢的调节作用最强
D．酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应
9．科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(牛细胞中的一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去尿素和巯基乙醇，再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中，经过一段时间以后，发现胰核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述不正确的是(
)
A．胰核糖核酸酶空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关
B．这个实验说明环境因素能通过影响蛋白质的空间结构而影响其功能
C．用强酸、强碱等处理胰核糖核酸酶也能导致其蛋白质结构的改变
D．巯基乙醇和尿素处理破坏了胰核糖核酸酶中的肽键导致其变性
10．在最适条件下，某一不可逆化学反应进行到t1时，加入催化该反应的酶(成分为蛋白质)。该反应在加酶前后反应物浓度随时间的变化如图所示。下列有关分析错误的是(
)
A．当反应时间达到t2时，酶完全失去活性
B．适当升高反应体系的温度，t2将会右移
C．t1后反应物浓度降低的速率可表示酶促化学反应的速率
D．受反应物浓度的限制，tl～t2酶促反应速率逐渐减慢
11．用某种酶进行实验，其实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是(
)
A．该酶的最适催化温度不确定
B．图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C．由图4实验结果可知酶具有高效性
D．由图3实验结果可知Cl－是该酶的激活剂
12．酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图，如图所示。请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________________________，实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量有
________________(答出两项即可)。
(2)据图分析，随着底物浓度的升高，抑制剂________(填类型)的作用逐渐减弱甚至消失。从活化能的角度分析，推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因是
________________________________________________________________________。
(3)某同学认为该实验小组的实验过程应是：
a．将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份；
b．在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；
c．在①中加入一定量的蒸馏水，②中加入等量的抑制剂Ⅰ，③中加入等量的抑制剂Ⅱ；
d．定时取样检测各反应中底物的量或产物的量，记录实验结果并绘图。
你认为该实验操作是否正确？________，如果不正确，请进行改正：
________
________________________________________________________________________。
13．(2016·全国Ⅱ，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20
℃)、B组(40
℃)和C组(60
℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如下图。回答下列问题：
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。
(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10
℃，那么A组酶催化反应的速度会________。
(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量______，原因是____________________________________________________
________________________。
(4)生物体内酶的化学本质是_________________，其特性有________________________(答出两点即可)。
答案
1．
D
2．
B
3．
D
4．
C
5．
D
6．
B
7．
C
8．
D
9．
D
10．
A
11．
C
12．
(1)抑制剂种类和底物浓度 温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等(合理即可)
(2)Ⅰ 在抑制剂的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化学反应活化能的能力下降(合理即可)
(3)不正确 步骤c应与步骤b互换，即先对酶溶液进行处理再加入底物(合理即可)
13．
(1)B
(2)加快
