2025年高三生物高考基因编辑技术相关模拟试题

2025年高三生物高考基因编辑技术相关模拟试题一、选择题（每题6分，共36分）1.CRISPR/Cas9系统的分子机制CRISPR/Cas9基因编辑技术中，单链向导RNA（sgRNA）与Cas9蛋白形成复合体，引导Cas9对特定DNA序列进行切割。下列关于该系统的叙述，错误的是（）A.sgRNA通过碱基互补配对识别靶基因序列，其含氮碱基组成与DNA不完全相同B.Cas9蛋白作为内切核酸酶，可断裂靶基因DNA的磷酸二酯键C.若靶基因序列中存在碱基替换，可能导致sgRNA无法精准结合而出现脱靶效应D.切割后的DNA修复过程中，若引入外源基因片段，需DNA聚合酶参与连接2.基因编辑技术的操作工具与流程某研究团队利用CRISPR/Cas9技术敲除水稻OsMADS57基因，以探究其对水稻分蘖的影响。下列操作步骤中，正确的是（）A.设计sgRNA时需与OsMADS57基因的终止密码子区域互补配对B.将sgRNA编码序列与Cas9基因整合到质粒后，通过显微注射导入水稻体细胞C.利用农杆菌转化法时，需将重组质粒插入Ti质粒的T-DNA区域以实现稳定遗传D.筛选突变体时，需检测水稻细胞中OsMADS57蛋白的表达量以确认敲除效果3.基因编辑在农业育种中的应用为培育抗除草剂玉米，科研人员利用CRISPR/Cas9技术编辑EPSPS基因，使该基因编码的酶对草甘膦不敏感。下列叙述错误的是（）A.编辑后的EPSPS基因与原基因属于等位基因，可通过自交使性状稳定遗传B.若编辑过程中插入了一段抗除草剂基因，该变异类型属于基因重组C.与传统杂交育种相比，基因编辑技术可定向改变性状且缩短育种周期D.需通过分子杂交技术检测EPSPS基因是否成功编辑及转录4.基因治疗的原理与伦理2023年，我国科学家利用CRISPR/Cas9技术修饰造血干细胞的CCR5基因，成功治疗一名艾滋病患者。下列关于该技术的伦理与技术分析，正确的是（）A.修饰造血干细胞属于体细胞基因编辑，不会遗传给子代，符合伦理要求B.若同时编辑患者生殖细胞中的CCR5基因，可彻底根除其家族的艾滋病遗传风险C.基因编辑后的造血干细胞需在体外培养至囊胚期，再移植回患者体内D.该治疗方法的原理是使CCR5蛋白结构改变，阻止HIV病毒逆转录5.技术安全性与脱靶效应CRISPR/Cas9技术的脱靶效应是指Cas9蛋白错误切割非靶基因序列。下列措施中，不能降低脱靶效应的是（）A.设计更长的sgRNA以提高与靶基因的特异性结合能力B.优化Cas9蛋白结构，增强其对sgRNA-靶DNA复合体的识别依赖C.采用双sgRNA系统，要求两个sgRNA同时结合靶基因才能激活Cas9D.降低Cas9蛋白的浓度，减少其与非靶序列的随机结合概率6.基因编辑与生物进化将经基因编辑的抗虫基因导入大豆，使其能合成Bt毒蛋白。下列关于该转基因大豆进化的叙述，错误的是（）A.抗虫基因的导入增加了大豆种群的基因库容量B.长期种植转基因大豆可能导致害虫种群抗性基因频率上升C.转基因大豆与野生大豆杂交产生的可育后代，体现了生物的统一性D.若抗虫基因插入大豆的抑癌基因内部，可能诱发大豆细胞癌变二、非选择题（共64分）7.基础应用题（14分）CRISPR/Cas9系统的核心组件包括sgRNA和Cas9蛋白。下图为利用该技术敲除小鼠肥胖基因（Ob）的流程示意图。（1）步骤①中，需根据Ob基因的_________序列设计sgRNA。Cas9蛋白对应的基因可从_________（填生物名称）的基因组中获取。（4分）（2）步骤②将重组质粒导入受精卵的常用方法是_________。若要检测sgRNA是否成功转录，可采用的分子杂交技术是_________。（4分）（3）步骤③中，受精卵经早期胚胎培养至_________阶段可进行胚胎移植。若受体母鼠生出的小鼠体内Ob基因被敲除，则其表型可能是_________。（6分）8.实验分析题（16分）某科研团队利用CRISPR/Cas9技术编辑番茄的PSY基因（控制类胡萝卜素合成），以提高果实中维生素A的含量。实验分为三组：对照组（未编辑）、实验组1（PSY基因敲除）、实验组2（PSY基因过表达）。结果如下表：组别果实颜色类胡萝卜素含量（μg/g）维生素A含量（IU/100g）单果重（g）对照组红色28.6820156实验组1黄色5.2120152实验组2深橙红42.31280148（1）PSY基因的表达产物可催化八氢番茄红素转化为番茄红素，该过程属于_________（填“同化作用”或“异化作用”）。实验组1果实呈黄色的原因是_________。（4分）（2）与对照组相比，实验组2的单果重略有下降，推测原因可能是_________。（3分）（3）若要进一步验证PSY基因与维生素A含量的直接关系，可增设一组实验：。（3分）（4）从食品安全角度分析，食用基因编辑番茄的潜在风险可能是。（6分）9.技术拓展题（18分）碱基编辑器（BaseEditor）是在CRISPR/Cas9基础上发展的新型基因编辑工具，可直接将靶位点的A·T碱基对转换为G·C碱基对，无需断裂DNA双链。下图为其作用原理示意图。（1）与传统CRISPR/Cas9技术相比，碱基编辑器的优势是_________（答出2点）。（4分）（2）若靶序列为5'-ATGCGT-3'，经过碱基编辑后可变为5'--3'。该过程中，碱基编辑器的作用类似于_________酶。（4分）（3）研究发现，碱基编辑器可能导致靶位点附近出现随机碱基替换，其原因是。（4分）（4）利用碱基编辑器治疗镰状细胞贫血（致病基因为HBB基因的A→T突变）时，需将患者的_________细胞取出进行编辑，再回输体内。该治疗方法属于_________（填“体内基因治疗”或“体外基因治疗”）。（6分）10.伦理探究题（16分）2024年，某团队宣布利用基因编辑技术培育出“抗衰猪”，其体内的TERT基因（端粒酶逆转录酶基因）被过表达，寿命较普通猪延长30%。该研究引发广泛争议。（1）从技术层面分析，TERT基因过表达可能导致的风险是_________。（4分）（2）若将该技术应用于人类，从伦理角度提出2条反对理由：；。（6分）（3）为规范基因编辑技术的应用，我国应建立的监管措施有_________（答出2点）。（6分）参考答案及解析一、选择题D解析：外源基因片段插入需DNA连接酶参与，DNA聚合酶用于DNA复制，D错误。C解析：sgRNA应与OsMADS57基因的编码区互补配对，A错误；水稻体细胞需经植物组织培养形成植株，B错误；敲除效果需检测DNA序列，D错误。B解析：插入外源基因属于基因重组，B正确；抗除草剂基因与原基因是非等位基因，A错误。A解析：生殖细胞基因编辑可能遗传给子代，违反伦理，B错误；造血干细胞无需培养至囊胚期，C错误；CCR5蛋白是HIV受体，与逆转录无关，D错误。D解析：降低Cas9浓度可能降低编辑效率，不能降低脱靶效应，D错误。D解析：植物细胞无抑癌基因，D错误；抗虫基因增加基因多样性，A正确。二、非选择题7.（1）碱基（或核苷酸）；链球菌（或化脓性链球菌）（2）显微注射法；RNA分子杂交（或Northernblot）（3）桑椹胚或囊胚；体型消瘦（或体重下降）8.（1）同化作用；PSY基因被敲除，无法合成类胡萝卜素，果实中积累黄色的叶黄素（2）类胡萝卜素合成过多，消耗大量光合产物，导致果实发育所需有机物不足（3）导入正常PSY基因至实验组1的番茄植株，检测其维生素A含量是否恢复（4）可能引入新的过敏原；长期食用可能影响人体肠道菌群平衡9.（1）无需断裂DNA双链，减少脱靶效应；可实现单碱基精准替换（2）5'-GTGCGT-3'；DNA修复（或碱基替换）（3）碱基编辑器的脱氨酶活性可能作用于非靶位点的碱基（4）造血干；体外基因治疗10.（1）TERT基因过表达可能诱发细胞癌变（2）破坏人类基因库多样性；导致社会资源分配不公（如“基因优化”人群与普通人群的差异）（3）建立基因编辑项目伦理审查委员会；制定人类基因编辑技术应用的法律红线命题说明：考点覆盖：试题涵盖基因编辑的原理（如sgRNA设计、Cas9功能）、操作工具（如质粒构建、转化方法）、应用实例（农业育种、基因治疗）及伦理争议（生殖细胞编辑、生态风险）