热点05 脑科学与人工智能-2025年高考生物【热点·重点·难点】专练（新高考通用）

热点05脑科学与人工智能 目录 1.热点解读：热点命题方向解读、核心考点明晰 2.关联教材：链接教材掌知识、基础打牢应万变 3.命题趋势：明考情知方向、巧预测押热点 3.创新演练：知情境、练突破（30min限时练) 热点解读 1.脑机接口的突破：脑机接口技术构建了人脑和外部设备之间的直接信息桥梁，在动作、语言、精神疾病诊断等领域取得了广泛进展。如最新的语音脑机接口可以通过将尝试讲话引起的神经活动解码为文本或声音，帮助瘫痪患者实现快速交流，解码速度能达到每分钟62个单词。 2.人工智能算法的创新：近年来人工智能无论在AI芯片、网络架构和算法，还是在基础和科学应用领域都取得了较大进展。基于Transformer的大规模预训练语言模型迅速崛起，极大提高了自然语言理解和生成能力。在强化学习领域，如AlphaGo、AlphaStar、MuZero等在不同游戏项目上展现出超越人类的表现。 3.两者融合的探索：脑科学与人工智能的融合是一种趋势，超级计算可以学习人脑如何用较少的能耗做大量的事情，大脑运行时仅需约25瓦能量，且很多时候是并行运算。未来可能会实现“脑联网”，人们或许能够通过大脑交流实现互联互通。 关联教材 1.生物学教材 (1)必修一《分子与细胞》：在蛋白质结构预测方面有联系，如AI可用于预测蛋白质结构，涉及氨基酸脱水缩合、蛋白质空间结构多样性等知识点。 (2)必修三《稳态与环境》：脑机接口与神经冲动的产生与传导、突触结构等内容相关；生态模拟与种群数量变化曲线、生态系统稳定性有关。 (3)选修三《现代生物科技专题》：基因编辑中，AI可辅助设计基因编辑工具，与基因工程工具酶、基因表达载体构建等知识相联系。 2.计算机科学教材 (1)《智能科学导论》：涉及脑科学研究自然智能机理，建立脑模型，揭示人脑的本质；以及人工智能研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能等内容。 (2)《机器学习》：讲解机器学习的基本算法、模型结构等，与人工智能在图像识别、自然语言处理等领域的应用基础相关，而脑科学中的神经机制研究也为机器学习算法的改进提供了一定的启发。 命题趋势明考情知方向 1.跨学科综合命题：将脑科学的神经科学知识与人工智能的算法、技术相结合，要求学生综合运用多学科知识解决问题。例如，分析脑机接口中神经信号的采集、传输与人工智能算法对信号的处理和应用，涉及生物学中的神经调节和计算机科学中的信号处理与算法设计。 2.基于真实情境的问题解决：以脑科学与人工智能领域的最新研究成果或实际应用案例为背景，设置问题考查学生对知识的理解和应用能力。如以某种基于人工智能的脑疾病诊断技术为情境，让学生分析其中涉及的脑科学原理和人工智能方法，培养学生在真实情境中解决问题的能力。 3.伦理与社会问题的探讨：随着脑科学与人工智能技术的发展，引发了一系列伦理、法律和社会问题，命题可能会关注这些方面，要求学生进行思考和讨论。比如，探讨脑机接口技术可能带来的隐私保护问题、人工智能在医疗决策中的责任界定问题等，培养学生的批判性思维和社会责任感。 4.技术创新与发展趋势分析：要求学生关注脑科学与人工智能的技术创新动态，分析技术发展趋势及其对社会、生活的影响。例如，让学生预测未来脑机接口技术在教育、娱乐等领域的应用前景，或者分析人工智能算法的改进对脑科学研究的推动作用，考查学生的创新思维和对科技发展的敏感度。 创新演练（建议用时：20分钟） 一、单选题 1．2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所（上海）、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生。下列关于该技术的叙述，错误的是（    ） A．供体细胞在移植前需要经过动物细胞培养 B．MII期的卵母细胞可以从输卵管中冲取 C．重组细胞与受精卵相似，形成后立即开始有丝分裂 D．应将重构胚移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内 2．2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所（上海）、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生。下列关于该技术的叙述，错误的是（　　） A．供体细胞在移植前需要经过动物细胞培养 B．MⅡ期的卵母细胞可以从输卵管中冲取 C．重组细胞与受精卵相似，形成后立即开始有丝分裂 D．应将重构胚移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内 3．“中国脑计划”以“认识脑、模拟脑、保护脑、开发脑”为目的，目标是在未来十五年内，在脑科学、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件三个前沿领域取得国际领先的成果。下列有关人脑高级功能的说法正确的是（    ） A．短时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关 B．阅读时通过神经纤维把眼部效应器产生的兴奋传导到神经中枢 C．对第一级记忆的某一信息加以注意很容易转入第二级记忆 D．同声传译员进行翻译时，参与的大脑皮层言语区主要有H区和S区 4．大脑皮层是调节人体生命活动的最高级中枢，研究大脑的结构和工作机制的新兴学科——脑科学，是21世纪科学研究中最吸引人的领域之一。下列相关叙述错误的是（    ） A．抑郁通常是短期的，可通过自我调适和他人帮助得到缓解 B．大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细程度有关 C．若大脑皮层言语区的区损伤，会导致人不能听见别人讲话的声音 D．人对自己姓名的记忆由于长年累月地运用，会储存在第三级记忆中 5．我国科学家基于人工智能图像识别和检测技术而研发出的“虫脸识别”技术，能够让机器自动化识别当前拍摄的照片中害虫的种类、数量，对我国农业病虫害的防治起到了重要的作用。下列叙述错误的是（    ） A．该技术可用于蝗虫等迁飞性害虫的实时监测，预测害虫数量的变化 B．“虫脸识别”技术可以彻底消除农业病虫害 C．需要遵循随机取样的原则，采集多处的数据，以评估虫害等级 D．通过该技术可以估算种群密度，有利于避免盲目大量地使用农药灭虫 6．2022年11月底，美国某人工智能公司推出的聊天机器人ChatGPT能够通过学习和理解人类的语言进行对话，还能根据聊天的上下文进行互动。言语区是调节人类语言活动的神经中枢，它位于（    ） A．大脑 B．小脑 C．下丘脑 D．脑干 二、非选择题 7．2017年11月27日世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生，同年12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。“中中”和“华华”的培育过程如图所示。回答下列问题。 (1)据图可知，克隆猴培育过程用到了动物细胞培养、X： 和Y： 等技术。与动物体细胞核移植过程相比，胚胎细胞核移植过程的成功率更高，原因是 。 (2)体外培养B猴的体细胞时需给予一定量的O2和CO2，其中CO2的主要作用是 。为防止有害代谢物的积累，可采用 的方法。 (3)目前对卵母细胞去核普遍使用的方法是 。 (4)克隆猴培育过程中代孕母猴的主要职能是 。 8．脑科学主要是研究大脑的结构和工作机制，其中对记忆的研究是21世纪科学中最吸引人的领域之一，记忆分为短时记忆和长时记忆，为研究其中的机理，科研人员利用小鼠做了以下研究，回答下列问题: (1)研究发现，学习和记忆涉及脑内 的作用以及某些种类蛋白质的合成。短时记忆可能与 有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。研究发现雌鼠在老年期会出现海马萎缩，这一现象可能与雌激素分泌减少有关，科研人员利用正常雌鼠和性成熟时切除卵巢的雌鼠（GDX雌鼠）进行相关实验，部分结果如图所示。 ①小鼠雌激素的分泌受到 轴的分级调节，意义 。 ②据图分析，影响雌鼠海马中突触数量和海马体积的因素是 ，推测GDX雌鼠中年期会出现记忆障碍，依据是 。 (2)为研究长时记忆的机理，科学家开发了一种测量大鼠长时记忆的体系。 步骤1：训练—在容器中放入2个相同的物品A，将小鼠放入容器令其探索并记忆，1min后取出。 步骤2：测试—24h后，取出容器中的1个A，在原来的位置放入另一种与A不同的物品B，将小鼠放回容器中，观察并分别记录下小鼠探索两个物品的时间，计算鉴别指数DI（DI＝小鼠探索B的总时长/探索A和B的总时长）。 ①在一定范围内，DI与长时记忆的强弱呈 （填“正”或“负”）相关。当DI大致等于 时，表示小鼠几乎不具有长时记忆。 ②褪黑素（MEL）是由松果体产生和分泌的一种激素。已有研究显示，MEL可调节记忆的形成。科学家继续深入研究了MEL对小鼠的长时记忆的确切影响，分别向小鼠注射MEL，经过训练后进行测试，结果如下图所示。图中对照组应做的处理是 。结果说明，MEL可以 。 9．2019年1月24日，中国科学院神经科学研究所与上海脑科学与类脑研究中心研究团队利用体细胞核移植技术、CRISPR/as9基因编辑技术，成功构建5只体细胞BMAL1基因敲除的生物节律紊乱猕猴模型中国正式开启批量化、标准化创建疾病克隆猴模型新时代。请回答下列问题： （1）5只体细胞克隆猴模型的获得涉及核移植技术，核移植操作需要将经过细胞培养获得的供体细胞的细胞核注入 中，体外培养的供体细胞需要 的环境条件，所用的供体细胞一般都选用传代培养10代以内的细胞，原因是 。 （2）动物细胞培养的培养液成分与植物组织培养的培养基成分最主要的区别在于前者含有 。在进行细胞原代培养时会出现 和细胞接触抑制现象。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的 。 （3）目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点05脑科学与人工智能 目录 1.热点解读：热点命题方向解读、核心考点明晰 2.关联教材：链接教材掌知识、基础打牢应万变 3.命题趋势：明考情知方向、巧预测押热点 3.创新演练：知情境、练突破（30min限时练) 热点解读 1.脑机接口的突破：脑机接口技术构建了人脑和外部设备之间的直接信息桥梁，在动作、语言、精神疾病诊断等领域取得了广泛进展。如最新的语音脑机接口可以通过将尝试讲话引起的神经活动解码为文本或声音，帮助瘫痪患者实现快速交流，解码速度能达到每分钟62个单词。 2.人工智能算法的创新：近年来人工智能无论在AI芯片、网络架构和算法，还是在基础和科学应用领域都取得了较大进展。基于Transformer的大规模预训练语言模型迅速崛起，极大提高了自然语言理解和生成能力。在强化学习领域，如AlphaGo、AlphaStar、MuZero等在不同游戏项目上展现出超越人类的表现。 3.两者融合的探索：脑科学与人工智能的融合是一种趋势，超级计算可以学习人脑如何用较少的能耗做大量的事情，大脑运行时仅需约25瓦能量，且很多时候是并行运算。未来可能会实现“脑联网”，人们或许能够通过大脑交流实现互联互通。 关联教材 1.生物学教材 (1)必修一《分子与细胞》：在蛋白质结构预测方面有联系，如AI可用于预测蛋白质结构，涉及氨基酸脱水缩合、蛋白质空间结构多样性等知识点。 (2)必修三《稳态与环境》：脑机接口与神经冲动的产生与传导、突触结构等内容相关；生态模拟与种群数量变化曲线、生态系统稳定性有关。 (3)选修三《现代生物科技专题》：基因编辑中，AI可辅助设计基因编辑工具，与基因工程工具酶、基因表达载体构建等知识相联系。 2.计算机科学教材 (1)《智能科学导论》：涉及脑科学研究自然智能机理，建立脑模型，揭示人脑的本质；以及人工智能研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能等内容。 (2)《机器学习》：讲解机器学习的基本算法、模型结构等，与人工智能在图像识别、自然语言处理等领域的应用基础相关，而脑科学中的神经机制研究也为机器学习算法的改进提供了一定的启发。 命题趋势明考情知方向 1.跨学科综合命题：将脑科学的神经科学知识与人工智能的算法、技术相结合，要求学生综合运用多学科知识解决问题。例如，分析脑机接口中神经信号的采集、传输与人工智能算法对信号的处理和应用，涉及生物学中的神经调节和计算机科学中的信号处理与算法设计。 2.基于真实情境的问题解决：以脑科学与人工智能领域的最新研究成果或实际应用案例为背景，设置问题考查学生对知识的理解和应用能力。如以某种基于人工智能的脑疾病诊断技术为情境，让学生分析其中涉及的脑科学原理和人工智能方法，培养学生在真实情境中解决问题的能力。 3.伦理与社会问题的探讨：随着脑科学与人工智能技术的发展，引发了一系列伦理、法律和社会问题，命题可能会关注这些方面，要求学生进行思考和讨论。比如，探讨脑机接口技术可能带来的隐私保护问题、人工智能在医疗决策中的责任界定问题等，培养学生的批判性思维和社会责任感。 4.技术创新与发展趋势分析：要求学生关注脑科学与人工智能的技术创新动态，分析技术发展趋势及其对社会、生活的影响。例如，让学生预测未来脑机接口技术在教育、娱乐等领域的应用前景，或者分析人工智能算法的改进对脑科学研究的推动作用，考查学生的创新思维和对科技发展的敏感度。 创新演练（建议用时：20分钟） 一、单选题 1．2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所（上海）、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生。下列关于该技术的叙述，错误的是（    ） A．供体细胞在移植前需要经过动物细胞培养 B．MII期的卵母细胞可以从输卵管中冲取 C．重组细胞与受精卵相似，形成后立即开始有丝分裂 D．应将重构胚移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内 【答案】C 【分析】克隆动物的培育过程中需要进行细胞核移植，早期的细胞核移植操作会将供体细胞的细胞核取出，再植入去核的卵母细胞，后期的核移植操作是直接将供体细胞注射到MⅡ中期时期的去核卵母细胞外的透明带位置，再通过电刺激的方法诱导细胞融合，从而实现供体细胞核进入去核卵母细胞，形成重构胚，运用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。 【详解】A、供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，供体细胞在移植前需要经过动物细胞培养，A正确： B、从输卵管中冲取的卵子已经成熟，从而获得MII期的卵母细胞，B正确； C、重组细胞需要经过物理或化学方法激活，才能使其完成细胞分裂和发育过程，C错误： D、应将重构胚移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体，D正确。 故选C。 2．2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中国科学院神经科学研究所（上海）、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生。下列关于该技术的叙述，错误的是（　　） A．供体细胞在移植前需要经过动物细胞培养 B．MⅡ期的卵母细胞可以从输卵管中冲取 C．重组细胞与受精卵相似，形成后立即开始有丝分裂 D．应将重构胚移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内 【答案】C 【分析】克隆动物的培育过程中需要进行细胞核移植，早期的细胞核移植操作会将供体细胞的细胞核取出，再植入去核的卵母细胞，后期的核移植操作是直接将供体细胞注射到MⅡ中期时期的去核卵母细胞外的透明带位置，再通过电刺激的方法诱导细胞融合，从而实现供体细胞核进入去核卵母细胞，形成重构胚，运用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。 【详解】A、供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，供体细胞在移植前需要经过动物细胞培养，A正确； B、从输卵管中冲取的卵子已经成熟，从而获得MⅡ期的卵母细胞，B正确； C、重组细胞需要经过物理或化学方法激活，才能使其完成细胞分裂和发育过程，C错误； D、应将重构胚移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体，D正确。 故选C。 3．“中国脑计划”以“认识脑、模拟脑、保护脑、开发脑”为目的，目标是在未来十五年内，在脑科学、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件三个前沿领域取得国际领先的成果。下列有关人脑高级功能的说法正确的是（    ） A．短时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关 B．阅读时通过神经纤维把眼部效应器产生的兴奋传导到神经中枢 C．对第一级记忆的某一信息加以注意很容易转入第二级记忆 D．同声传译员进行翻译时，参与的大脑皮层言语区主要有H区和S区 【答案】D 【分析】学习和记忆： （1）学习和记忆是指神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。 （2）条件反射的建立也就是动物学习的过程。 （3）人类的记忆过程分成四个阶段，即感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。前两个阶段相当于短时记忆，后两个阶段相当于长时记忆。 （4）短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。 【详解】A、长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关，A错误； B、阅读时眼部感受器受到刺激产生兴奋，通过神经纤维把兴奋传导到相关的神经中枢，B错误； C、第一级记忆中的小部分信息经过反复运用、强化，在第一级记忆中停留的时间延长，这样就很容易转入第二级记忆，C错误； D、同声传译员进行翻译时，要听语言，需要听觉性语言中枢即H区参与，同时需要运动性语言中枢即S区参与，D正确。 故选D。 4．大脑皮层是调节人体生命活动的最高级中枢，研究大脑的结构和工作机制的新兴学科——脑科学，是21世纪科学研究中最吸引人的领域之一。下列相关叙述错误的是（    ） A．抑郁通常是短期的，可通过自我调适和他人帮助得到缓解 B．大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细程度有关 C．若大脑皮层言语区的区损伤，会导致人不能听见别人讲话的声音 D．人对自己姓名的记忆由于长年累月地运用，会储存在第三级记忆中 【答案】C 【分析】1、语言功能是人脑特有的高级功能： W区(书写性语言中枢)：此区受损，不能写字(失写症)； S区(运动性语言中枢)：此区受损，不能讲话(运动性失语症)； H区(听觉性语言中枢)：此区受损，不能听懂话(听觉性失语症)； V区(视觉性语言中枢)：此区受损，不能看懂文字(失读症)。 2、大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细复杂程度有关，运动越精细复杂的器官，其皮层代表区的面积越大。 【详解】A、抑郁通常是短期的，可通过自我调适和他人帮助得到缓解，A正确； B、大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细复杂程度有关，运动越精细复杂的器官，其皮层代表区的面积越大，B正确； C、 H区是听觉性语言中枢，若大脑皮层言语区的H区损伤，会导致人听不懂别人讲话，C错误； D、由于长年累月运用则不易遗忘，就会储存在第三级记忆中，D正确。 故选C。 5．我国科学家基于人工智能图像识别和检测技术而研发出的“虫脸识别”技术，能够让机器自动化识别当前拍摄的照片中害虫的种类、数量，对我国农业病虫害的防治起到了重要的作用。下列叙述错误的是（    ） A．该技术可用于蝗虫等迁飞性害虫的实时监测，预测害虫数量的变化 B．“虫脸识别”技术可以彻底消除农业病虫害 C．需要遵循随机取样的原则，采集多处的数据，以评估虫害等级 D．通过该技术可以估算种群密度，有利于避免盲目大量地使用农药灭虫 【答案】B 【分析】“虫脸识别”技术，能够让机器自动化识别当前拍摄的照片中害虫的种类、数量。 【详解】A、机器自动化识别当前拍摄的照片中害虫的种类、数量，可用于蝗虫等迁飞性害虫的监测工作，A正确； B、“虫脸识别”技术对我国农业病虫害的防治起到了重要的作用，并不能彻底消除农业病虫害，B错误； C、需要遵循随机取样的原则，采样点越多，所采集的数据越接近实际情况，因此为避免偶然性，需多个采样点的数据来评估虫害等级，C正确； D、机器自动化识别当前拍摄的照片中害虫数量，可以有效提供相应数据，适当适量使用农药，有利于防止盲目大量使用农药灭虫，D正确。 故选B。 6．2022年11月底，美国某人工智能公司推出的聊天机器人ChatGPT能够通过学习和理解人类的语言进行对话，还能根据聊天的上下文进行互动。言语区是调节人类语言活动的神经中枢，它位于（    ） A．大脑 B．小脑 C．下丘脑 D．脑干 【答案】A 【分析】各级中枢的分布与功能：①大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神经活动的结构基础。其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢。②小脑：有维持身体平衡的中枢。③脑干：有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等。④下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器（水平衡中枢）、血糖平衡调节中枢，是调节内分泌活动的总枢纽。⑤脊髓：调节躯体运动的低级中枢。 【详解】语言功能是人脑的高级功能，其神经中枢位于大脑皮层，A符合题意。 故选A。 二、非选择题 7．2017年11月27日世界上首个体细胞克隆猴“中中”在中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心的非人灵长类平台诞生，同年12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。“中中”和“华华”的培育过程如图所示。回答下列问题。 (1)据图可知，克隆猴培育过程用到了动物细胞培养、X： 和Y： 等技术。与动物体细胞核移植过程相比，胚胎细胞核移植过程的成功率更高，原因是 。 (2)体外培养B猴的体细胞时需给予一定量的O2和CO2，其中CO2的主要作用是 。为防止有害代谢物的积累，可采用 的方法。 (3)目前对卵母细胞去核普遍使用的方法是 。 (4)克隆猴培育过程中代孕母猴的主要职能是 。 【答案】(1) 动物体细胞核移植 胚胎移植 体细胞分化程度高，表现全能性十分困难（或胚胎细胞分化程度低，表现全能性较容易） (2) 维持培养液的pH 定期更换培养液 (3)显微操作法 (4)承担妊娠和育仔任务，缩短供体的繁殖周期 【分析】克隆动物的培育过程中需要进行细胞核移植，早期的细胞核移植操作会将供体细胞的细胞核取出，再植入去核的卵母细胞，后期的核移植操作是直接将供体细胞注射到MⅡ中期时期的去核卵母细胞外的透明带位置，再通过电刺激的方法诱导细胞融合，从而实现供体细胞核进入去核卵母细胞，形成重构胚，运用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程。 【详解】（1）据图可知，克隆猴培育过程用到了动物细胞培养、动物体细胞核移植和胚胎移植等技术。与动物体细胞核移植过程相比，胚胎细胞核移植过程的成功率更高，原因是体细胞分化程度高，表现全能性十分困难（或胚胎细胞分化程度低，表现全能性较容易）。 （2）体外培养B猴的体细胞时需给予一定量的O2和CO2，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。为防止有害代谢物的积累，可采用定期更换培养液的方法。 （3）目前对卵母细胞去核普遍使用的方法是显微操作法。 （4）克隆猴培育过程中代孕母猴的主要职能是承担妊娠和育仔任务，缩短供体的繁殖周期。 8．脑科学主要是研究大脑的结构和工作机制，其中对记忆的研究是21世纪科学中最吸引人的领域之一，记忆分为短时记忆和长时记忆，为研究其中的机理，科研人员利用小鼠做了以下研究，回答下列问题: (1)研究发现，学习和记忆涉及脑内 的作用以及某些种类蛋白质的合成。短时记忆可能与 有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。研究发现雌鼠在老年期会出现海马萎缩，这一现象可能与雌激素分泌减少有关，科研人员利用正常雌鼠和性成熟时切除卵巢的雌鼠（GDX雌鼠）进行相关实验，部分结果如图所示。 ①小鼠雌激素的分泌受到 轴的分级调节，意义 。 ②据图分析，影响雌鼠海马中突触数量和海马体积的因素是 ，推测GDX雌鼠中年期会出现记忆障碍，依据是 。 (2)为研究长时记忆的机理，科学家开发了一种测量大鼠长时记忆的体系。 步骤1：训练—在容器中放入2个相同的物品A，将小鼠放入容器令其探索并记忆，1min后取出。 步骤2：测试—24h后，取出容器中的1个A，在原来的位置放入另一种与A不同的物品B，将小鼠放回容器中，观察并分别记录下小鼠探索两个物品的时间，计算鉴别指数DI（DI＝小鼠探索B的总时长/探索A和B的总时长）。 ①在一定范围内，DI与长时记忆的强弱呈 （填“正”或“负”）相关。当DI大致等于 时，表示小鼠几乎不具有长时记忆。 ②褪黑素（MEL）是由松果体产生和分泌的一种激素。已有研究显示，MEL可调节记忆的形成。科学家继续深入研究了MEL对小鼠的长时记忆的确切影响，分别向小鼠注射MEL，经过训练后进行测试，结果如下图所示。图中对照组应做的处理是 。结果说明，MEL可以 。 【答案】(1) 神经递质 神经元即时交流 下丘脑-垂体-性腺 放大激素的调节效应；多级反馈精准调控 年龄、卵巢 GDX雌鼠中年期海马体积减小，突触数量减少 (2) 正 0.5 注射等量生理盐水 增强小鼠的长时记忆 【分析】语言、学习、记忆和思维都属于脑的高级功能，学习是神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程，记忆是将已获信息进行贮存和再现的过程，短期记忆与神经元的活动及神经元之间的联系有关，长期记忆与新突触的建立有关系。 【详解】（1）学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。人类的记忆过程分成四个阶段，其中感觉性记忆和第一级记忆相当于短时记忆，短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。 ①下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体，促进垂体分泌促性腺激素，促性腺激素作用于性腺，促进性腺合成并分泌性激素，小鼠雌激素的分泌受到下丘脑-垂体-性腺轴的分级调节，意义放大激素的调节效应；多级反馈精准调控。 ②根据图示结果分析，青年、中年和老年的雌鼠海马中突触数量和海马体积不同，说明和年龄有关；中年正常雌鼠和性成熟时切除卵巢的雌鼠（GDX雌鼠）海马中突触数量和海马体积不同，说明和卵巢有关。由于GDX雌鼠中年期海马体积减小，突触数量减少，因此推测GDX雌鼠中年期会出现记忆障碍。 （2）①如果小鼠经过训练之后记住了A，则测试过程中小鼠将会花更少的时间去探索A，而将更多时间用于探索B，因此长时记忆越强，DI的值越大，二者呈正相关。当探索物品A和探索物品B所需的时间几乎相当，说明小鼠对物品A没有形成长时记忆，DI大致等于0．5。 ②实验研究的是MEL对小鼠的长时记忆的影响，实验组注射MEL，根据实验设计原则，对照组应注射等量生理盐水，其余同实验组。由题图结果可知，MEL处理后小鼠DI的值增大，说明MEL可以增强小鼠的长时记忆。 9．2019年1月24日，中国科学院神经科学研究所与上海脑科学与类脑研究中心研究团队利用体细胞核移植技术、CRISPR/as9基因编辑技术，成功构建5只体细胞BMAL1基因敲除的生物节律紊乱猕猴模型中国正式开启批量化、标准化创建疾病克隆猴模型新时代。请回答下列问题： （1）5只体细胞克隆猴模型的获得涉及核移植技术，核移植操作需要将经过细胞培养获得的供体细胞的细胞核注入 中，体外培养的供体细胞需要 的环境条件，所用的供体细胞一般都选用传代培养10代以内的细胞，原因是 。 （2）动物细胞培养的培养液成分与植物组织培养的培养基成分最主要的区别在于前者含有 。在进行细胞原代培养时会出现 和细胞接触抑制现象。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的 。 （3）目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 。 【答案】 去核的卵母细胞 无菌、无毒 传代培养10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型 血清、血浆 细胞贴壁生长 抗生素 显微操作去核 【分析】1、动物细胞培养的过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。 2、动物细胞培养的条件： （1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。 （2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。 （3）温度和pH：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。 （4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。 3、将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 【详解】（1）核移植是指将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植操作需要将经过细胞培养获得的供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，体外培养的供体细胞需要无菌、无毒的环境条件，所用的供体细胞一般都选用传代培养10代以内的细胞，原因是传代培养10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。 （2）在动物细胞培养的合成培养基中，通常需加入动物血清、血浆等天然成分。在进行细胞原代培养时会出现细胞贴壁生长和细胞接触抑制现象。向培养液中加入适量的抗生素，可以防止细胞培养过程中细菌的污染。 （3）目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。 【点睛】本题考查动物细胞培养和核移植的知识点，要求学生掌握动物细胞培养的过程、条件和特点，理解原代培养和传代培养的含义和特点，识记动物细胞培养的条件和目的，掌握核移植的概念和操作方法，这是该题考查的重点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$