2025年高三生物高考前沿科技專題模擬試題一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）2025年我國(guó)科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)單個(gè)體細(xì)胞直接培育為完整植株，該過(guò)程不涉及的生物學(xué)過(guò)程是（）A.脫分化與再分化B.基因選擇性表達(dá)C.同源染色體聯(lián)會(huì)D.細(xì)胞全能性發(fā)揮CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)中，gRNA的主要功能是（）A.切割DNA雙鏈B.識(shí)別靶基因序列C.修復(fù)斷裂DNAD.導(dǎo)入目的基因合成生物學(xué)領(lǐng)域利用工程化方法設(shè)計(jì)的“人工固氮菌”可將空氣中N?轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，其核心原理是（）A.改造固氮酶基因提高催化效率B.模擬根瘤菌與植物共生關(guān)系C.激活宿主細(xì)胞的氮代謝通路D.通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)替代生物酶催化2025年某團(tuán)隊(duì)利用AI技術(shù)預(yù)測(cè)新型冠狀病毒變異株的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，該技術(shù)的生物學(xué)基礎(chǔ)是（）A.氨基酸序列決定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)B.蛋白質(zhì)功能依賴于其活性中心C.蛋白質(zhì)變性后可復(fù)性D.蛋白質(zhì)折疊受分子伴侶調(diào)控氫負(fù)離子電池研發(fā)中，科學(xué)家利用微生物發(fā)酵產(chǎn)生的氫負(fù)離子作為能量載體，該過(guò)程涉及的代謝途徑是（）A.有氧呼吸第三階段B.無(wú)氧呼吸酒精發(fā)酵C.光合作用光反應(yīng)D.化能合成作用基因編輯豬肺移植人體實(shí)驗(yàn)中，為避免免疫排斥需敲除的關(guān)鍵基因是（）A.豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒基因（PERV）B.人類白細(xì)胞抗原基因（HLA）C.血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子基因（VEGF）D.胰島素樣生長(zhǎng)因子基因（IGF）海水二氧化碳轉(zhuǎn)化為生物塑料的技術(shù)中，微生物通過(guò)何種方式固定碳元素（）A.卡爾文循環(huán)B.三羧酸循環(huán)C.乙醛酸循環(huán)D.糖酵解途徑單堿基編輯技術(shù)（ABE）可將A·T堿基對(duì)轉(zhuǎn)換為G·C，其原理是（）A.直接替換腺嘌呤為鳥嘌呤B.脫氨基作用改變堿基配對(duì)特性C.誘導(dǎo)同源重組修復(fù)D.插入額外堿基實(shí)現(xiàn)移碼突變?nèi)瑢?dǎo)磁體產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)可用于分離細(xì)胞，依據(jù)的生物學(xué)特性是（）A.細(xì)胞大小差異B.細(xì)胞膜表面電荷分布C.細(xì)胞器密度不同D.細(xì)胞周期階段差異生態(tài)修復(fù)技術(shù)中，利用植物-微生物聯(lián)合修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)制不包括（）A.植物根系分泌有機(jī)酸溶解重金屬B.微生物將重金屬轉(zhuǎn)化為無(wú)毒形態(tài)C.植物蒸騰作用加速重金屬揮發(fā)D.微生物與重金屬形成絡(luò)合物被植物吸收二、不定項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）關(guān)于合成生物學(xué)在可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的有（）A.利用工程菌生產(chǎn)可降解塑料替代石油基材料B.設(shè)計(jì)人工光合系統(tǒng)提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率C.通過(guò)基因編輯改造微生物實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水凈化D.合成人造血紅蛋白用于臨床輸血基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)可快速改變種群基因頻率，其在農(nóng)業(yè)害蟲防治中的優(yōu)勢(shì)包括（）A.特異性靶向目標(biāo)物種，減少對(duì)生態(tài)鏈影響B(tài).無(wú)需反復(fù)施用農(nóng)藥，降低環(huán)境污染C.通過(guò)雌性不育基因控制害蟲繁殖力D.可逆轉(zhuǎn)性強(qiáng)，便于生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控2025年新型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池壽命突破的關(guān)鍵技術(shù)可能涉及（）A.引入抗氧化劑抑制光致降解B.設(shè)計(jì)多層異質(zhì)結(jié)提高穩(wěn)定性C.利用基因工程改造光合細(xì)菌輔助發(fā)電D.納米涂層減少水分滲透干細(xì)胞治療中，iPSC（誘導(dǎo)多能干細(xì)胞）相比胚胎干細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)是（）A.避免倫理爭(zhēng)議B.可自體移植降低免疫排斥C.分化潛能更廣泛D.增殖能力更強(qiáng)生物科技倫理審查需關(guān)注的問(wèn)題包括（）A.基因編輯技術(shù)的脫靶效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)B.合成生物體的生態(tài)釋放安全性C.人工智能診斷系統(tǒng)的算法偏見D.器官移植中的供體來(lái)源合法性三、非選擇題（共65分）16.（12分）CRISPR-Cas9技術(shù)與農(nóng)業(yè)育種我國(guó)科學(xué)家利用CRISPR-Cas9技術(shù)編輯小麥TaERF3基因，獲得抗赤霉病新品種。圖1為基因編輯過(guò)程示意圖，圖2為編輯后小麥赤霉病抗性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（1）Cas9蛋白的作用是________，gRNA的設(shè)計(jì)需與TaERF3基因的________區(qū)域互補(bǔ)配對(duì)。（2分）（2）NHEJ修復(fù)機(jī)制可能導(dǎo)致堿基插入或缺失，其對(duì)基因功能的影響是________（填“增強(qiáng)”“減弱”或“不確定”），原因是________。（3分）（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，編輯組小麥的病斑面積顯著小于對(duì)照組，推測(cè)TaERF3基因的功能是________。若要進(jìn)一步驗(yàn)證該結(jié)論，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)________。（4分）（4）與傳統(tǒng)雜交育種相比，基因編輯育種的優(yōu)勢(shì)是________（答出兩點(diǎn)）。（3分）17.（13分）合成生物學(xué)與碳中和某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的“人工光合系統(tǒng)”可將CO?轉(zhuǎn)化為淀粉和生物柴油，其核心模塊包括：①光能捕獲模塊（含藻藍(lán)蛋白）、②CO?固定模塊（含RuBisCO酶）、③產(chǎn)物合成模塊（含丙酮酸脫羧酶）。（1）光能捕獲模塊模擬葉綠體的________結(jié)構(gòu)，藻藍(lán)蛋白吸收的光波長(zhǎng)主要為________。（2分）（2）RuBisCO酶催化CO?與________結(jié)合生成3-磷酸甘油酸，該過(guò)程在________（填場(chǎng)所）中進(jìn)行。（3分）（3）產(chǎn)物合成模塊中，丙酮酸脫羧酶可將丙酮酸轉(zhuǎn)化為________，進(jìn)而通過(guò)________（生理過(guò)程）生成生物柴油的前體物質(zhì)。（3分）（4）若該系統(tǒng)應(yīng)用于工廠化生產(chǎn)，需解決的技術(shù)問(wèn)題有________（答出兩點(diǎn)）。從生態(tài)效益角度分析，其意義是________。（5分）18.（15分）基因治療與倫理爭(zhēng)議2025年堿基編輯技術(shù)首次用于治療人類鐮狀細(xì)胞貧血癥?；颊咴煅杉?xì)胞中的HBB基因發(fā)生A→T突變，導(dǎo)致血紅蛋白β鏈第6位谷氨酸變?yōu)槔i氨酸。（1）該突變類型屬于________（填“替換”“插入”或“缺失”），造成血紅蛋白分子________改變，進(jìn)而影響紅細(xì)胞形態(tài)。（2分）（2）治療過(guò)程中，需將患者造血干細(xì)胞體外培養(yǎng)，加入堿基編輯器（如ABE）和gRNA，其中g(shù)RNA的靶向序列應(yīng)與HBB基因的________區(qū)域互補(bǔ)。（2分）（3）堿基編輯后，需通過(guò)________技術(shù)檢測(cè)編輯效率，通過(guò)________技術(shù)篩選不含脫靶突變的細(xì)胞。（4分）（4）倫理學(xué)家擔(dān)憂該技術(shù)可能用于“基因增強(qiáng)”（如提高智力、改變外貌），從生物學(xué)角度分析其風(fēng)險(xiǎn)：。（3分）（5）結(jié)合我國(guó)《人基因編輯研究規(guī)范》，提出兩項(xiàng)限制措施：。（4分）19.（12分）生態(tài)工程與生物多樣性黃土高原某生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目采用“灌木-微生物-土壤”協(xié)同修復(fù)模式，種植沙棘等固氮灌木，接種AM真菌（與植物共生的菌根真菌）。（1）沙棘通過(guò)________與AM真菌形成共生關(guān)系，該關(guān)系的生態(tài)意義是________。（3分）（2）AM真菌可促進(jìn)土壤有機(jī)碳積累，原因是________（答出兩點(diǎn)）。（4分）（3）修復(fù)后，該地的物種豐富度________（填“增加”“減少”或“不變”），生態(tài)系統(tǒng)的________穩(wěn)定性增強(qiáng)。（2分）（4）若過(guò)度放牧導(dǎo)致灌木被啃食，生態(tài)系統(tǒng)的________（填“抵抗力”或“恢復(fù)力”）穩(wěn)定性會(huì)降低，依據(jù)是________。（3分）20.（13分）實(shí)驗(yàn)探究：AI預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證某AI模型預(yù)測(cè)某抗病毒蛋白（VP）的活性中心由第52位精氨酸（Arg）和第107位天冬氨酸（Asp）構(gòu)成。為驗(yàn)證該預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：組別處理病毒抑制率（%）①野生型VP蛋白92.3②Arg52→Ala突變型12.6③Asp107→Ala突變型8.9④空白對(duì)照0（1）實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組的作用是________，Ala（丙氨酸）的側(cè)鏈基團(tuán)為非極性甲基，其作用是________。（3分）（2）結(jié)果顯示，兩組突變型的病毒抑制率顯著降低，說(shuō)明________。（2分）（3）若要進(jìn)一步驗(yàn)證活性中心的空間構(gòu)象，可采用________技術(shù)測(cè)定突變前后蛋白質(zhì)的________差異。（3分）（4）AI預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的原理是基于________和________，該技術(shù)對(duì)藥物研發(fā)的意義是________。（5分）參考答案一、單項(xiàng)選擇題C2.B3.A4.A5.B6.A7.A8.B9.B10.C二、不定項(xiàng)選擇題ABC12.ABC13.ABD14.AB15.ABCD三、非選擇題（1）切割DNA雙鏈；靶序列（或特定/目標(biāo)）（2）不確定；可能導(dǎo)致移碼突變或提前終止密碼子出現(xiàn)，也可能無(wú)影響（如堿基替換未改變氨基酸序列）（3）負(fù)調(diào)控小麥的赤霉病抗性（或促進(jìn)病原菌侵染）；敲除TaERF3基因后觀察小麥抗性變化（或過(guò)表達(dá)TaERF3基因后觀察抗性變化）（4）定向改造目標(biāo)性狀、育種周期短、不引入外源基因（1）類囊體；藍(lán)紫光（2）核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）；葉綠體基質(zhì)（3）乙醛；無(wú)氧呼吸（或乙醇發(fā)酵）（4）解決酶穩(wěn)定性問(wèn)題、提高產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率（或降低能量損耗）；減少工業(yè)排放、緩解溫室效應(yīng)（1）替換；空間結(jié)構(gòu)（2）突變位點(diǎn)（或第6位氨基酸對(duì)應(yīng)基因序列）（3）PCR擴(kuò)增+測(cè)序；全基因組測(cè)序（4）可能破壞基因庫(kù)多樣性、引發(fā)不可預(yù)測(cè)的表型效應(yīng)（5）僅限治療性編輯、禁止生殖細(xì)胞基因編輯（1）根瘤；植物為真菌提供有機(jī)物，真菌增強(qiáng)植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收（2）真菌菌絲促進(jìn)土壤團(tuán)聚體形成、分泌胞外酶分解有機(jī)物（3）增加；抵抗力（4）抵抗力；食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度降低（1）排除無(wú)關(guān)變量干擾；消除原有氨基酸的極性和電荷對(duì)活性中心的影響（