2025年高三生物熱點(diǎn)背景創(chuàng)新題匯編專題一：基因編輯技術(shù)與遺傳規(guī)律的綜合應(yīng)用例題1：CRISPR-Cas9介導(dǎo)的美臀無角公羊培育背景：某牧場(chǎng)引入攜帶顯性"美臀基因"（A）和隱性"無角基因"（b）的公羊，利用CRISPR-Cas9技術(shù)對(duì)其精子進(jìn)行基因編輯，獲得基因型為AB/ab的重組個(gè)體（注："/"前后分別表示同源染色體上的基因）。已知A基因使臀部肌肉豐滿，B基因控制有角性狀，兩對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳。牧場(chǎng)計(jì)劃通過雜交育種獲得穩(wěn)定遺傳的美臀無角公羊。問題：（1）若將該重組公羊與普通母羊（aabb）雜交，F(xiàn)?中出現(xiàn)美臀無角個(gè)體的概率是多少？請(qǐng)用遺傳圖解表示。（2）在F?中選取美臀無角公羊與基因型為AaBb的母羊雜交，后代中符合育種目標(biāo)的個(gè)體占比為______。若要縮短育種周期，可采用______技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵步驟包括______和______。（3）研究發(fā)現(xiàn)，CRISPR-Cas9編輯過程中可能引發(fā)非同源染色體片段易位，導(dǎo)致精子染色體結(jié)構(gòu)變異。若某精子在減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生A基因所在染色體與B基因所在染色體的易位，且兩條易位染色體能正常聯(lián)會(huì)，該精子與正常卵細(xì)胞結(jié)合后，受精卵可能出現(xiàn)的染色體數(shù)目變異類型是______。解析：（1）重組公羊基因型為AB/ab，產(chǎn)生配子類型及比例為AB:ab:Ab:aB=1:1:1:1（假設(shè)無交叉互換）。與aabb母羊雜交，F(xiàn)?中美臀無角個(gè)體（A_bb）的基因型為Aabb，概率為1/4（Ab配子）×1（ab配子）=1/4。（2）F?美臀無角公羊基因型為Aabb，與AaBb母羊雜交，后代中AAbb（穩(wěn)定遺傳美臀無角）占比=1/4（AA）×1/2（bb）=1/8。單倍體育種可縮短周期，關(guān)鍵步驟為花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍。（3）易位可能導(dǎo)致個(gè)別染色體數(shù)目增加（三體）或減少（單體），若易位染色體與正常染色體隨機(jī)分離，可能產(chǎn)生2n+1或2n-1的受精卵。例題2：光遺傳學(xué)技術(shù)與神經(jīng)調(diào)節(jié)背景：2025年科學(xué)家在鼠類中成功實(shí)現(xiàn)光遺傳學(xué)技術(shù)，通過導(dǎo)入光敏蛋白基因（ChR2）使神經(jīng)元在藍(lán)光照射下產(chǎn)生興奮。某研究小組利用該技術(shù)探究小鼠逃避反射的神經(jīng)通路，實(shí)驗(yàn)如下：甲組：對(duì)照組，未導(dǎo)入ChR2基因乙組：導(dǎo)入ChR2基因至脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元丙組：導(dǎo)入ChR2基因至大腦皮層感覺神經(jīng)元問題：（1）給丙組小鼠后肢皮膚施加藍(lán)光刺激，小鼠出現(xiàn)逃避反應(yīng)。該過程中興奮的傳導(dǎo)路徑是______→→效應(yīng)器。若剪斷脊髓與大腦的神經(jīng)聯(lián)系，再施加藍(lán)光刺激，丙組小鼠（填"能"或"不能"）出現(xiàn)逃避反應(yīng)，原因是______。（2）若要驗(yàn)證"脊髓是該反射的神經(jīng)中樞"，需增設(shè)丁組實(shí)驗(yàn)，其處理方式是______，預(yù)期結(jié)果是______。答案：（1）大腦皮層感覺神經(jīng)元→脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元；不能；興奮無法從大腦皮層傳導(dǎo)至脊髓（神經(jīng)聯(lián)系被切斷）。（2）導(dǎo)入ChR2基因至脊髓中間神經(jīng)元；施加藍(lán)光刺激后小鼠出現(xiàn)逃避反應(yīng)，而破壞脊髓后反應(yīng)消失。專題二：生態(tài)修復(fù)與碳循環(huán)熱點(diǎn)例題3：廈門筼筜湖紅樹林生態(tài)恢復(fù)工程背景：筼筜湖曾因工業(yè)廢水排放導(dǎo)致氮、磷超標(biāo)，引發(fā)藍(lán)藻水華。2025年實(shí)施"紅樹林-牡蠣礁-微生物"協(xié)同修復(fù)工程后，生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如下：指標(biāo)修復(fù)前（2020年）修復(fù)后（2025年）總氮濃度（mg/L）5.81.2紅樹植物生物量（t/hm2）012.6牡蠣種群密度（ind/m2）1582底泥有機(jī)碳儲(chǔ)量（t/hm2）3568問題：（1）紅樹林中白骨壤的呼吸根能吸收水中的氮，其細(xì)胞吸收NO??的方式是______，該過程體現(xiàn)細(xì)胞膜的______功能。修復(fù)后底泥有機(jī)碳儲(chǔ)量增加，主要源于紅樹林______（填生理過程）合成的有機(jī)物通過______（途徑）進(jìn)入底泥。（2）牡蠣通過濾食藍(lán)藻降低水體富營(yíng)養(yǎng)化，其與藍(lán)藻的種間關(guān)系是______。若藍(lán)藻大量死亡，分解者的分解作用會(huì)導(dǎo)致水體溶氧量______，可能引發(fā)______現(xiàn)象。（3）根據(jù)"10%定律"，若紅樹林固定的太陽能總量為1.2×10?kJ/hm2·年，牡蠣從藍(lán)藻中獲取能量占自身同化量的60%，則牡蠣每年用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量最多為______kJ/hm2·年（假設(shè)藍(lán)藻僅被牡蠣和分解者利用，且分解者不獲取牡蠣能量）。解析：（1）NO??吸收需載體和能量，為主動(dòng)運(yùn)輸；體現(xiàn)細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。有機(jī)碳通過光合作用合成，經(jīng)殘枝落葉（食物鏈殘遺物）進(jìn)入底泥。（2）牡蠣濾食藍(lán)藻為捕食關(guān)系；藍(lán)藻死亡后分解者耗氧增加，導(dǎo)致水體溶氧量下降，引發(fā)赤潮或水華（此處為淡水湖，應(yīng)為"水華"，但牡蠣通常生活在咸水，題目可能存在情境矛盾，需根據(jù)題干判斷）。（3）紅樹林為生產(chǎn)者，能量傳遞效率按20%計(jì)算，藍(lán)藻固定能量最多為1.2×10?×20%=2.4×10?kJ。牡蠣同化量=2.4×10?×60%=1.44×10?kJ，用于生長(zhǎng)發(fā)育繁殖的能量=同化量-呼吸消耗，題目未給出呼吸消耗比例，默認(rèn)按最高傳遞效率20%計(jì)算，即1.44×10?×20%=2.88×10?kJ。專題三：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與免疫調(diào)節(jié)例題4：新冠病毒變異株的PCR檢測(cè)方案優(yōu)化背景：2025年出現(xiàn)新冠病毒德爾塔+變異株，其刺突蛋白基因發(fā)生堿基替換（A→T），導(dǎo)致原有核酸檢測(cè)引物失效。某實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)新引物（F：5'-GCTAGCTTACG-3'，R：5'-CGATCGAATGC-3'），并通過梯度PCR優(yōu)化退火溫度。實(shí)驗(yàn)步驟：①提取病毒RNA→逆轉(zhuǎn)錄為cDNA；②配制PCR反應(yīng)體系（含cDNA、引物、dNTP、Taq酶等）；③設(shè)置5個(gè)退火溫度梯度（50℃、55℃、60℃、65℃、70℃），進(jìn)行PCR擴(kuò)增；④電泳檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物，結(jié)果如圖（箭頭示目標(biāo)條帶）：?jiǎn)栴}：（1）步驟①中逆轉(zhuǎn)錄需要的酶是______，其催化形成的化學(xué)鍵是______。若RNA模板鏈某區(qū)域堿基序列為5'-ACGUUAG-3'，則cDNA對(duì)應(yīng)序列為______。（2）根據(jù)電泳結(jié)果，最適退火溫度范圍是______，判斷依據(jù)是______。若在65℃時(shí)未出現(xiàn)目標(biāo)條帶，可能原因是______。（3）為驗(yàn)證該引物特異性，需設(shè)置對(duì)照組：①陽性對(duì)照（含德爾塔+病毒cDNA）、②陰性對(duì)照（不含病毒cDNA）、③______（目的是排除______）。若陽性對(duì)照無條帶，可能的操作失誤是______。解析：（1）逆轉(zhuǎn)錄酶催化形成磷酸二酯鍵；cDNA與RNA模板鏈互補(bǔ)，序列為5'-CTAACGT-3'（注意堿基互補(bǔ)配對(duì)：A-U、T-A、C-G、G-C，且方向相反）。（2）最適溫度為55-60℃，此時(shí)目標(biāo)條帶清晰且無雜帶。65℃時(shí)引物與模板結(jié)合力弱，無法有效擴(kuò)增。（3）需設(shè)置"其他病毒cDNA對(duì)照組"（如原始德爾塔株），排除引物與其他病毒基因的交叉反應(yīng)。陽性對(duì)照無條帶可能是Taq酶失活或引物添加錯(cuò)誤。專題四：跨學(xué)科融合與穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)例題5：沙漠生態(tài)系統(tǒng)中的水分平衡背景：內(nèi)蒙古某沙漠治理區(qū)種植沙拐棗，其根系可深入地下10米吸收水分，葉片特化為鱗片狀以減少蒸騰。研究發(fā)現(xiàn)，沙拐棗通過調(diào)節(jié)脫落酸（ABA）和生長(zhǎng)素（IAA）的比例應(yīng)對(duì)干旱：干旱時(shí)ABA/IAA比值升高，氣孔關(guān)閉；降水后比值降低，氣孔開放。問題：（1）沙拐棗葉片鱗片狀的形成是______（填生命觀念）的體現(xiàn)。干旱時(shí)，根細(xì)胞細(xì)胞液滲透壓______，ABA通過______（運(yùn)輸方式）運(yùn)輸?shù)饺~片，與保衛(wèi)細(xì)胞膜上的______結(jié)合，引發(fā)氣孔關(guān)閉。（2）某研究小組測(cè)定了不同水分條件下沙拐棗的凈光合速率（Pn）和氣孔導(dǎo)度（Gs），結(jié)果如圖。據(jù)圖分析，輕度干旱（土壤含水量15%）時(shí)Pn下降的主要原因是______；重度干旱（5%）時(shí)Pn進(jìn)一步下降，還與______（因素）有關(guān)。（假設(shè)圖中土壤含水量25%時(shí)Pn最高，15%時(shí)Gs下降但Pn下降幅度小，5%時(shí)Gs和Pn均顯著下降）解析：（1）結(jié)構(gòu)與功能觀；干旱時(shí)細(xì)胞液滲透壓升高；ABA為植物激素，通過極性運(yùn)輸（主動(dòng)運(yùn)輸）到達(dá)葉片，與受體結(jié)合。（2）輕度干旱時(shí)Pn下降主要因氣孔導(dǎo)度降低（CO?供應(yīng)不足）；重度干旱時(shí)還受非氣孔因素影響（如葉綠素破壞、酶活性下降）。專題五：生物技術(shù)倫理與社會(huì)責(zé)任例題6：合成生物學(xué)抗生素的倫理爭(zhēng)議背景：2025年全球首個(gè)合成生物學(xué)抗生素"Synthromycin"在美國上市，其通過人工設(shè)計(jì)的基因回路調(diào)控放線菌合成新型抗生素，殺菌效率比傳統(tǒng)抗生素高3倍，但可能加速超級(jí)細(xì)菌進(jìn)化。問題：（1）合成生物學(xué)設(shè)計(jì)基因回路需用到的工具酶有______和______，該技術(shù)與傳統(tǒng)基因工程的區(qū)別是______。（2）從進(jìn)化與生態(tài)角度，分析Synthromycin可能對(duì)細(xì)菌耐藥性進(jìn)化的影響：。（3）作為消費(fèi)者，你是否支持使用該抗生素？請(qǐng)從"風(fēng)險(xiǎn)-收益"角度提出兩點(diǎn)理由：。解析：（1）限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶；合成生物學(xué)可從頭設(shè)計(jì)生物系統(tǒng)，而傳統(tǒng)基因工程僅改造現(xiàn)有基因。（2）高殺菌效率可能對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生強(qiáng)選擇壓力，加速耐藥基因頻率上升，導(dǎo)致超級(jí)細(xì)菌出現(xiàn)。（3）支持理由：可快速治療耐藥菌感染，挽救生命；反對(duì)理由：可能引發(fā)不可逆的耐藥性危機(jī)，破壞生態(tài)平衡。專題六：遺傳系譜與人類遺傳病例題7：遺傳性耳聾的基因診斷背景：某家族中存在常染色體隱性遺傳?。―FNB1），致病基因GJB2突變導(dǎo)致耳蝸毛細(xì)胞功能異常。圖為該家族系譜圖（□○正常男女，■●患病男女），Ⅱ-3和Ⅱ-4計(jì)劃生育二胎，進(jìn)行基因診斷發(fā)現(xiàn)：Ⅱ-3攜帶GJB2突變基因（Aa），Ⅱ-4基因型為AA，但存在線粒體基因突變（該突變會(huì)導(dǎo)致藥物性耳聾，女性傳遞給所有子女，男性不傳遞）。問題：（1）Ⅰ-1的基因型是______，Ⅲ-1為患病男孩的概率是______。若Ⅲ-1與一正常女性（無家族遺傳史）結(jié)婚，子女患DFNB1的概率是______。（2）Ⅱ-4的線粒體基因突變會(huì)導(dǎo)致其子女對(duì)氨基糖苷類抗生素敏感。若Ⅲ-2是女孩，其使用氨基糖苷類藥物后耳聾的概率是______；若Ⅲ-2是男孩，概率是______，原因是______。（3）為避免患病胎兒出生，可采用的產(chǎn)前診斷技術(shù)有______（至少答2種）。解析：（1）Ⅰ-1和Ⅰ-2均正常，子代Ⅱ-2患?。╝a），故Ⅰ-1基因型為Aa。Ⅱ-3（Aa）與Ⅱ-4（AA）后代DFNB1患病概率為0，但Ⅱ-4線粒體基因突變會(huì)通過母親傳遞給女兒，兒子不患病。Ⅲ-1為男孩，不繼承線粒體突變，故患病概率0。Ⅲ-1基因型為1/2AA、1/2Aa，與正常女性（AA）結(jié)婚，子女患病概率=1/2×1/2×1/4=1/16（需考慮女方為攜帶者概率，題目未提及，默認(rèn)女方為AA，故子女患病概率0）。（2）線粒體遺傳為母系遺傳，女孩（Ⅲ-2）繼承母親線粒體基因，概率100%；男孩不繼承，概率0。（3）羊水檢查、基因測(cè)序、絨毛取樣等。專題七：生物技術(shù)與工程實(shí)踐例題8：微生物降解塑料的工程菌構(gòu)建背景：2025年某團(tuán)隊(duì)利用合成生物學(xué)技術(shù)，將Ideonellasakaiensis的PET降解酶基因（PETase）導(dǎo)入大腸桿菌，構(gòu)建能高效降解PET塑料的工程菌。該工程菌在30℃、pH7.0條件下培養(yǎng)48小時(shí)，PET降解率可達(dá)85%。問題：（1）構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，需用______切割PETase基因和載體，再用______連接。若載體上有氨芐青霉素抗性基因，篩選工程菌的培養(yǎng)基應(yīng)添加______。（2）為提高PETase活性，可通過______（技術(shù)）改造酶的氨基酸序列，該過程需設(shè)計(jì)______（工具）獲取突變基因。（3）工程菌降解PET的同時(shí)會(huì)消耗氧氣，導(dǎo)致發(fā)酵液pH______（填"升高"或"降低"），原因是______。若要工業(yè)化應(yīng)用，需優(yōu)化的發(fā)酵條件有______（至少答2點(diǎn)）。解析：（1）同一種限制酶切割產(chǎn)生相同黏性末端；DNA連接酶連接片段。添加氨芐青霉素篩選含重組質(zhì)粒的大腸桿菌。（2）蛋白質(zhì)工程改造酶結(jié)構(gòu)，需設(shè)計(jì)引物通過PCR獲取突變基因。（3）工程菌有氧呼吸產(chǎn)生CO?，溶于水生成H?CO?，使pH降低。需優(yōu)化溫度、溶氧量、攪拌速率等條件。專題八：進(jìn)化與生物多樣性例題9：島嶼物種形成與氣候變化背景：加拉帕戈斯群島的地雀因喙形差異形成不同物種。2025年研究發(fā)現(xiàn)，近十年因厄爾尼諾現(xiàn)象導(dǎo)致降水增加，島上中型堅(jiān)果植物減少，小型堅(jiān)果植物增多，使喙小的地雀（Geospizafuliginosa）種群數(shù)量上升，喙大的地雀（G.magnirostris）數(shù)量下降。問題：（1）地雀喙形差異的根本原因是______，形成不同物種的標(biāo)志是______。厄爾尼諾現(xiàn)象導(dǎo)致地雀種群______（填進(jìn)化類型），該過程中______（因素）決定進(jìn)化方向。（2）若長(zhǎng)期干旱導(dǎo)致小型堅(jiān)果減少，預(yù)測(cè)G.fuliginosa種群的喙形基因頻率會(huì)______，此時(shí)G.fuliginosa與G.magnirostris之間的競(jìng)爭(zhēng)______（填"增強(qiáng)"或"減弱"）。（3）生物多樣性包括______三個(gè)層次。地雀物種多樣性的形成是______（進(jìn)化機(jī)制）的結(jié)果。解析：（1）基因突變；生殖隔離。定向進(jìn)化；自然選擇。（2）喙形基因頻率向"大喙"方向改變；競(jìng)爭(zhēng)減弱（因資源重疊減少）。（3）基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性；共同進(jìn)化。專題九：植物激素調(diào)節(jié)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例題10：生長(zhǎng)素與乙烯對(duì)擬南芥根生長(zhǎng)的影響背景：為探究生長(zhǎng)素（IAA）和乙烯（ACC為乙烯前體，可轉(zhuǎn)化為乙烯）對(duì)擬南芥主根伸長(zhǎng)的影響，某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：組別IAA濃度（μmol/L）ACC濃度（μmol/L）主根長(zhǎng)度（cm）1003.220.104.531.002.840102.550.1101.8問題：（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：低濃度IAA______主根生長(zhǎng)，高濃度IAA______；乙烯______主根生長(zhǎng)，且與低濃度IAA具有______作用。（2）為進(jìn)一步驗(yàn)證乙烯通過抑制IAA的極性運(yùn)輸發(fā)揮作用，需增設(shè)實(shí)驗(yàn)組：⑥（IAA0.1μmol/L+ACC10μmol/L+IAA運(yùn)輸抑制劑），預(yù)期結(jié)果是主根長(zhǎng)度______（填"大于"或"小于"）組別5，原因是______。（3）若用放射性同位素標(biāo)記IAA，可通過檢測(cè)根尖放射性強(qiáng)度變化，直接證明乙烯對(duì)IAA運(yùn)輸?shù)挠绊?，該技術(shù)稱為______。解析：（1）促進(jìn)；抑制；抑制；協(xié)同（共同抑制）。（2）大于；若乙烯通過抑制IAA運(yùn)輸起作用，添加運(yùn)輸抑制劑后，IAA運(yùn)輸進(jìn)一步受阻，主根生長(zhǎng)應(yīng)更短，但