2025届高考三轮冲刺化学高频命题热点练习：热点八 诺贝尔化学奖（含解析）

2025届高考三轮冲刺化学高频命题热点练习：热点八 诺贝尔化学奖 【命题热点】 2024年诺贝尔化学奖揭晓，美国科学家大卫·贝克（David Baker）因在"计算蛋白质设计"领域的突破性贡献，与英国科学家戴米斯·哈萨比斯（Demis Hassabis）、约翰·江珀（John Jumper）共享这一殊荣，后者因开发人工智能模型AlphaFold2破解"蛋白质结构预测"难题而获奖。这场化学领域的盛宴，标志着人类在解码生命分子奥秘的征程上迈出了历史性一步。 蛋白质设计的革命性突破 蛋白质作为生命活动的主要承担者，其功能高度依赖于三维结构。长期以来，设计全新蛋白质被视为极具挑战性的科学难题。大卫·贝克团队另辟蹊径，于2003年首次利用氨基酸的化学特性，通过计算机算法成功设计出一种与自然界已知蛋白质完全不同的新型蛋白质。这一创举打破了传统蛋白质研究的思维定式，开启了"从头设计"蛋白质的新纪元。 贝克团队开发的罗塞塔（Rosetta）软件，通过模拟氨基酸序列的能量景观，能够精准预测蛋白质折叠后的三维结构。更具创新性的是，该软件可反向工作———根据预设的蛋白质结构推导出对应的氨基酸序列，从而实现人工定制蛋白质。这种"逆向设计"策略为药物研发、疫苗开发和纳米材料设计提供了全新工具。例如，研究人员已利用该技术设计出能特异性识别病毒的蛋白质，为开发新型抗病毒药物奠定了基础。 AI破解蛋白质结构预测难题 蛋白质结构预测被称为"生物学的圣杯"，自20世纪70年代以来一直困扰着科学界。哈萨比斯和江珀领衔的谷歌DeepMind团队，借助人工智能技术实现了这一领域的革命性突破。2020年，他们推出的AlphaFold2模型，通过深度学习算法分析海量蛋白质序列和结构数据，能够以接近实验精度的水平预测蛋白质的三维结构。 AlphaFold2的成功源于其对蛋白质折叠物理规律的深度挖掘。该模型结合了进化信息、氨基酸相互作用等化学特征，通过多层神经网络捕捉序列与结构之间的复杂关联。在国际蛋白质结构预测竞赛（CASP）中，AlphaFold2对大多数蛋白质的预测精度达到90%以上，几乎与X射线晶体学等实验方法相媲美。这一突破使得科学家能够快速解析超过2亿种已知蛋白质的结构，为理解生命过程、开发新型酶制剂和药物靶点提供了前所未有的洞察力。 化学与AI的深度融合 此次诺贝尔化学奖的颁发，彰显了化学与人工智能交叉融合的巨大潜力。贝克的计算蛋白质设计和哈萨比斯团队的AI结构预测，本质上都是对蛋白质化学本质的深度探索。氨基酸的化学性质、肽键的形成规律以及分子间相互作用力等化学原理，是这些技术突破的核心基础。 这些成果正在推动多个领域的变革。在医药领域，精准预测蛋白质结构有助于加速抗体药物研发，设计更高效的酶催化剂；在材料科学中，人工设计的蛋白质为开发智能响应材料提供了新思路；在环境保护方面，定制化的酶蛋白可用于降解塑料等污染物。正如诺贝尔化学奖委员会主席海纳·林克（Heiner Linke）所言："这两个发现开辟了无限的可能性，为化学、生物学和医学的未来发展奠定了坚实基础。" 2024年诺贝尔化学奖不仅是对三位科学家卓越贡献的认可，更标志着人类在解码生命分子奥秘的道路上取得了重大里程碑。随着计算技术和人工智能的不断进步，我们有理由相信，蛋白质科学的新时代已经来临，这些突破将为解决全球健康、能源和环境等重大挑战提供创新解决方案。 【试题练习】 1.2024年的诺贝尔化学奖授予了“蛋白质设计”与“蛋白质结构预测”领域的科学家。下列可用于分离蛋白质，并保持其生理活性的物质是( ) A.福尔马林 B.酒精 C.硫酸铜 D.硫酸铵 2.2024年诺贝尔生理学或医学奖表彰科学家研究微小核糖核酸及其在转录后基因调控中的作用，一个核糖核苷酸分子由磷酸、核糖和碱基构成。下列有关磷酸的说法正确的是( ) A.磷酸 ... ...