2025年高三生物高考國家重大科技工程模擬試題一、選擇題（每題6分，共36分）1.生物育種與種業(yè)振興我國2025年生物育種產業(yè)化重點推進玉米、大豆等作物的基因編輯品種培育?？茖W家利用CRISPR-Cas9技術對玉米細胞的基因組進行定點修飾，下列關于該技術的敘述錯誤的是（）A.需設計與靶基因序列互補的sgRNA引導Cas9蛋白切割DNAB.切割后DNA斷裂處可通過非同源末端連接（NHEJ）實現修復C.若靶基因是控制淀粉合成的關鍵基因，可能培育出高淀粉含量的玉米品種D.該技術可定向改變生物性狀，屬于可遺傳變異中的染色體結構變異2.基因與細胞技術2025年我國在脊髓損傷修復領域取得突破，通過誘導多能干細胞（iPS）分化為神經細胞進行移植治療。下列相關敘述正確的是（）A.iPS細胞是由成纖維細胞直接分化形成的全能干細胞B.分化過程中細胞的核遺傳物質發(fā)生改變以適應功能需求C.移植后神經細胞與患者原有細胞的MHC分子完全一致，避免免疫排斥D.該技術的倫理爭議主要集中于胚胎干細胞的獲取途徑3.合成生物學應用工業(yè)生產中利用AI設計的高效酶催化劑將葡萄糖轉化為可降解塑料原料，下列關于該過程的說法錯誤的是（）A.酶催化劑通過降低反應活化能提高轉化效率B.AI設計需基于酶的空間結構與底物結合的特異性C.該技術可減少石油資源依賴，降低工業(yè)碳排放D.反應產物的化學本質為多糖，可被微生物完全分解4.生物制造與產業(yè)升級“大宗食品原料的生物制造技術”入選2025十大工程技術難題，其核心是利用微生物發(fā)酵生產替代傳統(tǒng)化工合成的食品添加劑。下列不屬于生物制造優(yōu)勢的是（）A.原料可再生（如玉米秸稈替代石油）B.反應條件溫和（常溫常壓下進行）C.產物純度更高（無化學催化劑殘留）D.生產周期更短（不受季節(jié)氣候限制）5.類腦智能與腦機接口我國研發(fā)的腦機接口系統(tǒng)通過解析腦電信號控制無人機飛行，其生物學原理涉及（）A.神經元通過胞吐釋放神經遞質傳遞信號B.大腦皮層中央前回控制軀體的精細運動C.腦電信號的產生與鈉離子內流無關D.該技術屬于條件反射的建立過程6.生物安全與倫理治理在基因編輯作物產業(yè)化過程中，需嚴格評估的風險不包括（）A.基因漂移導致野生近緣種獲得抗性基因B.改變目標物種的生態(tài)位引發(fā)生物入侵C.人類食用后外源基因整合到腸道細胞基因組D.減少農藥使用對非靶標生物的間接影響二、非選擇題（共64分）7.生物育種技術與糧食安全（18分）為應對全球氣候變化導致的干旱脅迫，我國科學家利用基因編輯技術培育抗旱玉米新品種。下圖為玉米抗旱基因（DR1）的編輯過程示意圖。（1）步驟①中，sgRNA與Cas9蛋白結合形成復合體，其作用是__________。若DR1基因的靶序列為5'-GGCCAGTTAC-3'，則sgRNA的識別序列應為__________。（4分）（2）步驟②中，細胞通過同源重組（HDR）修復DNA斷裂時，需導入含__________的供體DNA片段，使DR1基因表達量提高。與非同源末端連接（NHEJ）相比，HDR的優(yōu)勢是__________。（4分）（3）田間試驗發(fā)現，該抗旱品種在干旱條件下的光合速率顯著高于野生型，從代謝角度分析，可能是DR1蛋白促進了__________（填生理過程），從而提高了__________的利用效率。（4分）（4）結合國家種業(yè)振興戰(zhàn)略，簡述基因編輯技術在保障糧食安全中的應用前景。（6分）8.細胞治療與再生醫(yī)學（16分）利用iPS細胞治療糖尿病的流程如下圖所示：（1）過程①中，通過導入__________（填基因名稱）將成纖維細胞重編程為iPS細胞，該過程__________（填“改變”或“未改變”）細胞的全能性。（4分）（2）過程②的誘導分化需在培養(yǎng)液中添加__________，以模擬胰島β細胞的發(fā)育微環(huán)境。與胚胎干細胞相比，iPS細胞的優(yōu)勢是__________。（4分）（3）臨床移植時，需對iPS細胞來源的胰島細胞進行__________處理，以避免免疫排斥反應。若患者為單基因遺傳?。ㄈ鏜ODY）患者，還需在步驟__________（填序號）前進行基因矯正。（4分）（4）結合2025年生物經濟規(guī)劃目標，分析細胞治療技術對醫(yī)療健康產業(yè)的推動作用。（4分）9.合成生物學與綠色制造（14分）某團隊利用合成生物學技術構建“微生物細胞工廠”生產青蒿素前體（青蒿酸），其代謝路徑如下圖所示：（1）將ADS酶基因和CYP71AV1酶基因導入酵母菌時，需使用__________（填工具酶）構建基因表達載體。與大腸桿菌相比，選擇酵母菌作為宿主的優(yōu)勢是__________。（4分）（2）為提高青蒿酸產量，可通過__________技術改造關鍵酶的活性中心，或優(yōu)化啟動子序列以增強__________。（4分）（3）該技術若實現產業(yè)化，將對傳統(tǒng)農業(yè)種植青蒿的模式產生什么影響？從生態(tài)效益和經濟效益兩方面分析。（6分）10.生物制造與可持續(xù)發(fā)展（16分）“天山雪蓮花蕊提取物”是我國利用植物愈傷組織技術開發(fā)的功能性食品原料，其生產流程如下：（1）步驟①中，外植體需經過__________處理以避免污染，誘導愈傷組織的培養(yǎng)基中需添加__________（填植物激素）。（4分）（2）與傳統(tǒng)采摘野生雪蓮相比，愈傷組織培養(yǎng)的優(yōu)勢有__________（答出兩點即可）。（4分）（3）某企業(yè)為驗證該提取物的抗氧化活性，設計實驗如下：|組別|處理|24小時后MDA含量（μmol/L）||------|------|---------------------------||對照組|蒸餾水|12.6||實驗組1|0.1%提取物|8.3||實驗組2|0.5%提取物|5.7||實驗組3|1.0%提取物|5.9|①該實驗的自變量是__________，因變量是__________。（2分）②實驗組3的結果表明__________，可能原因是__________。（3分）（4）結合“雙碳”目標，說明生物制造技術在推動綠色發(fā)展中的作用。（3分）11.科技前沿與創(chuàng)新思維（選做題，10分）2025年中國科協年會上，“解析細胞間分子互作網絡的動態(tài)調控機制”被列為重大科學問題。請結合所學知識，提出一個探究細胞信號通路交叉調控的研究思路（包括研究對象、方法和預期成果）。參考答案及評分標準（部分）一、選擇題D2.B3.D4.C5.A6.D二、非選擇題（示例）7.（1）識別并切割靶DNA序列3'-CCGGTCAAUG-5'（4）①突破傳統(tǒng)育種周期長的限制，加快新品種培育速度；②精準改良單一性狀，保留優(yōu)良農藝性狀；③減少農藥化肥使用，降低環(huán)境壓力，助力農業(yè)綠色發(fā)展。8.（3）免疫抑制劑（或基因編輯HLA基因）①（4）①推動個性化醫(yī)療發(fā)展，提高疑難病治療效果；②帶動生物醫(yī)藥產業(yè)鏈升級，促進經濟增長；③降低對器官移植的依賴，緩解醫(yī)療資源短缺。9.（3）生態(tài)效益：減少野生青蒿采摘，保護高原生態(tài)環(huán)境；經濟效益：降低土地和勞動力成本，實現規(guī)?；B續(xù)生產。10.（4）①替代化石原料，減少工業(yè)碳排放；②利用農業(yè)廢棄物（如秸稈）為原料，提高資源利用率；③生物降解產物減少環(huán)境污染。研究對象：腫瘤