抢热点02 脑科学与神经调节 （2大高频点猜押）（抢分专练）（山东专用）2026年高考生物终极冲刺讲练测

**基本信息** 以脑科学与AI技术融合为核心，系统整合神经调节、蛋白质工程等跨模块知识，通过命题解读与考向分析构建“情境-考点-方法”三维解题体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |脑机接口技术|猜押1+选择3-4题|聚焦信号产生（离子运输）、采集（膜电位变化）、解码（脑区功能）、实现（通路代偿）四环节分析|神经调节（动作电位、突触）→脑区功能分区→反射弧判定，形成“分子-细胞-系统”层级逻辑| |AI与生物科技|猜押2+选择1-2、5-6题|结合蛋白质工程（结构预测）、基因编辑（工具设计）考向，强化跨学科综合应用|中心法则→蛋白质工程→AI辅助技术，关联必修与选修模块知识网络|

热点02 脑科学与神经调节 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)选择性必修一《稳态与调节》：脑机接口与神经冲动的产生与传导、突触结构等内容相关； (3)选择性必修二《生物与环境》：稳态与环境生态模拟与种群数量变化曲线、生态系统稳定性有关。 (4)选择性必修三《生物技术与工程》：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。 命题解读： 1.信号产生：考查神经元兴奋时 Na⁺、K⁺的跨膜运输与动作电位的关系。 2.信号采集：考查神经电极如何捕捉神经元的膜电位变化。 3.信号解码：考查不同脑区神经电信号的特异性与大脑皮层功能分区的关系。 4.功能实现：考查脑机接口如何绕过受损神经通路实现功能代偿。 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。 猜押1 脑机接口的突破 （2026·山东临沂·二模）脑机接口的突破首次让语言功能障碍患者有感情地说话、唱歌，实时将思想转化为语言，为患者带来福音。科研人员通过在该患者的大脑语言运动皮层植入的脑机接口电极，检测患者试图说出不同单词或字母时大脑产生的脑电波，实现了用意念控制讲话。实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ） A．该患者大脑左半球的S区功能受损 B．该实验中大脑植入的脑机接口电极帮助患者完成讲话，完成了反射活动 C．微电极和微电脑之间通过神经递质传递信号 D．实验中植入微电极的作用是收集神经元的电信号 、 一、核心背景 2025 年我国北脑一号半侵入式脑机接口临床应用落地，采用128 通道柔性电极，精准采集大脑皮层神经电信号，依托 AI 算法完成信号解码，将脑电信号转化为机械控制指令，实现意念操控机械臂、失语患者脑电转文字等功能，属于神经调节与 AI 技术的前沿融合应用。 二、对接教材核心考点 神经元兴奋与离子运输 大脑皮层神经元产生兴奋时，Na⁺内流形成动作电位，K⁺外流恢复静息电位；神经电极捕捉的本质就是神经元膜电位变化（静息电位、动作电位）。 神经信号传导与突触结构 神经电信号在神经元上以电信号形式传导，神经元之间通过突触以电信号→化学信号→电信号传递；脑机接口绕过受损的反射弧传出通路，直接采集大脑皮层运动区、语言区电信号，实现功能代偿。 大脑皮层功能分区 不同脑区具有特异性：运动区管控躯体运动、语言区管控听说读写、躯体感觉区管控感知；不同脑区神经电信号特征不同，AI 可识别信号差异完成精准解码。 反射弧与反射判定 意念控制机械臂、脑电转文字无完整反射弧参与，不属于反射；脑机接口替代了反射弧中传出神经和效应器的功能，不修复中枢神经与自主神经本身。 三、高考常考设问角度 神经电极采集信号的原理、Na⁺/K⁺跨膜运输方式及电位变化； 脑机接口如何绕过受损神经通路实现肢体、语言功能代偿； 大脑皮层各功能区与脑电信号特异性的对应关系； 脑机接口应用带来的隐私、伦理、信息安全等社会问题。 猜押2 人工智能算法的创新 1．中国科学家研发的全球首个AI蛋白质生成大模型NewOrigin（中文名“达尔文”）正式在世界人工智能大会亮相。它能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质，为蛋白质工程的发展提供了新方向，在生物医药领域也有较好的应用前景。下列叙述不正确的是（    ） A．蛋白质工程需从设计预期的蛋白质功能出发，目前的AI可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质 B．NewOrigin在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质，使得产品更优良 C．对蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 D．AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如，如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题 、 一、核心背景 AI 在芯片架构、算法模型、基础科研多领域快速迭代：Transformer 预训练模型提升自然语言处理能力；AlphaGo、AlphaStar、MuZero等强化学习模型，逻辑推理、决策能力超越人类，可用于脑电信号解析、生物大数据模拟、神经活动规律分析等生命科学研究。 二、对接教材核心考点 AI 与蛋白质工程 / 结构预测 AI 深度学习可预测蛋白质一级序列、空间三维结构，依托中心法则逆向推导基因序列，助力蛋白质工程设计自然界不存在的功能蛋白，关联必修一蛋白质结构、选修三蛋白质工程知识点。 AI 与脑科学神经信号处理 AI 算法可对海量脑电信号进行筛选、分类、解码，识别不同思维、指令对应的神经放电模式，是脑机接口实现精准控制的核心技术支撑。 AI 与稳态及生态模拟 借助 AI 大数据建模，模拟种群数量变化、群落演替、生态系统物质循环与稳定性，对接选择性必修二生态与稳态相关考点。 AI 与基因编辑技术 AI 辅助设计CRISPR/Cas9、碱基编辑器等基因编辑工具，优化 sgRNA 序列、精准定位编辑位点，降低脱靶效应，关联基因工程工具酶、基因表达载体构建知识点。 三、高考常考设问角度 AI 预测蛋白质结构的原理及与中心法则、蛋白质工程的关联； AI 算法在神经电信号采集、解码、调控中的作用； AI 赋能基因编辑、细胞疗法的技术逻辑与优势； AI 跨学科应用的技术趋势、伦理争议及社会责任。 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 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点02 脑科学与神经调节 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)选择性必修一《稳态与调节》：脑机接口与神经冲动的产生与传导、突触结构等内容相关； (3)选择性必修二《生物与环境》：稳态与环境生态模拟与种群数量变化曲线、生态系统稳定性有关。 (4)选择性必修三《生物技术与工程》：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。 命题解读： 1.信号产生：考查神经元兴奋时 Na⁺、K⁺的跨膜运输与动作电位的关系。 2.信号采集：考查神经电极如何捕捉神经元的膜电位变化。 3.信号解码：考查不同脑区神经电信号的特异性与大脑皮层功能分区的关系。 4.功能实现：考查脑机接口如何绕过受损神经通路实现功能代偿。 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。 猜押1 脑机接口的突破 （2026·山东临沂·二模）脑机接口的突破首次让语言功能障碍患者有感情地说话、唱歌，实时将思想转化为语言，为患者带来福音。科研人员通过在该患者的大脑语言运动皮层植入的脑机接口电极，检测患者试图说出不同单词或字母时大脑产生的脑电波，实现了用意念控制讲话。实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ） A．该患者大脑左半球的S区功能受损 B．该实验中大脑植入的脑机接口电极帮助患者完成讲话，完成了反射活动 C．微电极和微电脑之间通过神经递质传递信号 D．实验中植入微电极的作用是收集神经元的电信号 【答案】D 【解析】 大脑左半球的S区（运动性语言中枢）功能受损，会导致患者“能听懂、能看懂，但不能讲话”（运动性失语症）；而题干中患者是“语言功能障碍”，且通过脑机接口可实现“意念控制讲话”，说明其S区可能未受损（或受损但可通过脑机接口绕过），无法推断S区一定受损。此外，语言功能障碍还可能与其他脑区（如听觉性语言中枢H区、书写中枢W区）相关，不能仅凭题干信息判断S区受损。 选项B分析 错误。反射活动的完成必须具备完整的反射弧（感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器）。该实验中，脑机接口电极仅采集大脑皮层的脑电波，将其转化为控制指令实现讲话，未经过完整的反射弧（无感受器、传入神经等完整组成），因此不属于反射活动。脑机接口的作用是“替代受损通路”，而非参与反射弧构成。 选项C分析 错误。神经递质是神经元之间、神经元与效应器之间传递信号的化学物质，仅存在于突触间隙中。微电极的作用是采集神经元的电信号，微电脑负责解码电信号，二者之间传递的是电信号（或数字化信号），不存在神经递质传递信号的过程。 选项D分析 正确。题干明确说明“通过在该患者的大脑语言运动皮层植入的脑机接口电极，检测患者试图说出不同单词或字母时大脑产生的脑电波”，脑电波的本质是神经元产生的电信号（动作电位、静息电位的变化），因此植入微电极的核心作用是收集神经元的电信号，为后续信号解码、意念控制提供基础。 、 一、核心背景 2025 年我国北脑一号半侵入式脑机接口临床应用落地，采用128 通道柔性电极，精准采集大脑皮层神经电信号，依托 AI 算法完成信号解码，将脑电信号转化为机械控制指令，实现意念操控机械臂、失语患者脑电转文字等功能，属于神经调节与 AI 技术的前沿融合应用。 二、对接教材核心考点 神经元兴奋与离子运输 大脑皮层神经元产生兴奋时，Na⁺内流形成动作电位，K⁺外流恢复静息电位；神经电极捕捉的本质就是神经元膜电位变化（静息电位、动作电位）。 神经信号传导与突触结构 神经电信号在神经元上以电信号形式传导，神经元之间通过突触以电信号→化学信号→电信号传递；脑机接口绕过受损的反射弧传出通路，直接采集大脑皮层运动区、语言区电信号，实现功能代偿。 大脑皮层功能分区 不同脑区具有特异性：运动区管控躯体运动、语言区管控听说读写、躯体感觉区管控感知；不同脑区神经电信号特征不同，AI 可识别信号差异完成精准解码。 反射弧与反射判定 意念控制机械臂、脑电转文字无完整反射弧参与，不属于反射；脑机接口替代了反射弧中传出神经和效应器的功能，不修复中枢神经与自主神经本身。 三、高考常考设问角度 神经电极采集信号的原理、Na⁺/K⁺跨膜运输方式及电位变化； 脑机接口如何绕过受损神经通路实现肢体、语言功能代偿； 大脑皮层各功能区与脑电信号特异性的对应关系； 脑机接口应用带来的隐私、伦理、信息安全等社会问题。 猜押2 人工智能算法的创新 1．中国科学家研发的全球首个AI蛋白质生成大模型NewOrigin（中文名“达尔文”）正式在世界人工智能大会亮相。它能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质，为蛋白质工程的发展提供了新方向，在生物医药领域也有较好的应用前景。下列叙述不正确的是（    ） A．蛋白质工程需从设计预期的蛋白质功能出发，目前的AI可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质 B．NewOrigin在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质，使得产品更优良 C．对蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 D．AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如，如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题 【答案】C 【分析】蛋白质工程概念及基本原理（1）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（2）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。（3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。（4）基本途径：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。而利用AI技术对蛋白质数据进行分析，预测患者体内某些蛋白质的三维结构，可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质，A正确； B、NewOrigin能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质，在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质，使得产品更优良，B正确； C、对蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于针对蛋白质进行的药物生产，不是对原有蛋白质进行改造，不属于蛋白质工程技术，C错误； D、人工智能在生物医药领域的应用确实会涉及众多法规和伦理问题。例如，当AI做出决策出现错误时，责任如何界定；在医疗资源分配等方面，如何避免AI技术加剧医疗不平等的现象等。这些都是在推广和应用AI技术于生物医药领域时需要考虑和解决的重要问题，D正确。 故选C。 、 一、核心背景 AI 在芯片架构、算法模型、基础科研多领域快速迭代：Transformer 预训练模型提升自然语言处理能力；AlphaGo、AlphaStar、MuZero等强化学习模型，逻辑推理、决策能力超越人类，可用于脑电信号解析、生物大数据模拟、神经活动规律分析等生命科学研究。 二、对接教材核心考点 AI 与蛋白质工程 / 结构预测 AI 深度学习可预测蛋白质一级序列、空间三维结构，依托中心法则逆向推导基因序列，助力蛋白质工程设计自然界不存在的功能蛋白，关联必修一蛋白质结构、选修三蛋白质工程知识点。 AI 与脑科学神经信号处理 AI 算法可对海量脑电信号进行筛选、分类、解码，识别不同思维、指令对应的神经放电模式，是脑机接口实现精准控制的核心技术支撑。 AI 与稳态及生态模拟 借助 AI 大数据建模，模拟种群数量变化、群落演替、生态系统物质循环与稳定性，对接选择性必修二生态与稳态相关考点。 AI 与基因编辑技术 AI 辅助设计CRISPR/Cas9、碱基编辑器等基因编辑工具，优化 sgRNA 序列、精准定位编辑位点，降低脱靶效应，关联基因工程工具酶、基因表达载体构建知识点。 三、高考常考设问角度 AI 预测蛋白质结构的原理及与中心法则、蛋白质工程的关联； AI 算法在神经电信号采集、解码、调控中的作用； AI 赋能基因编辑、细胞疗法的技术逻辑与优势； AI 跨学科应用的技术趋势、伦理争议及社会责任。 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。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $