2025年高三生物高考前沿科技专题模拟试题

2025年高三生物高考前沿科技专题模拟试题一、单项选择题（每题2分，共20分）2025年我国科学家首次实现单个体细胞直接培育为完整植株，该过程不涉及的生物学过程是（）A.脱分化与再分化B.基因选择性表达C.同源染色体联会D.细胞全能性发挥CRISPR-Cas9基因编辑技术中，gRNA的主要功能是（）A.切割DNA双链B.识别靶基因序列C.修复断裂DNAD.导入目的基因合成生物学领域利用工程化方法设计的“人工固氮菌”可将空气中N₂转化为氨态氮，其核心原理是（）A.改造固氮酶基因提高催化效率B.模拟根瘤菌与植物共生关系C.激活宿主细胞的氮代谢通路D.通过电化学反应替代生物酶催化2025年某团队利用AI技术预测新型冠状病毒变异株的蛋白质结构，该技术的生物学基础是（）A.氨基酸序列决定蛋白质空间结构B.蛋白质功能依赖于其活性中心C.蛋白质变性后可复性D.蛋白质折叠受分子伴侣调控氢负离子电池研发中，科学家利用微生物发酵产生的氢负离子作为能量载体，该过程涉及的代谢途径是（）A.有氧呼吸第三阶段B.无氧呼吸酒精发酵C.光合作用光反应D.化能合成作用基因编辑猪肺移植人体实验中，为避免免疫排斥需敲除的关键基因是（）A.猪内源性逆转录病毒基因（PERV）B.人类白细胞抗原基因（HLA）C.血管内皮生长因子基因（VEGF）D.胰岛素样生长因子基因（IGF）海水二氧化碳转化为生物塑料的技术中，微生物通过何种方式固定碳元素（）A.卡尔文循环B.三羧酸循环C.乙醛酸循环D.糖酵解途径单碱基编辑技术（ABE）可将A·T碱基对转换为G·C，其原理是（）A.直接替换腺嘌呤为鸟嘌呤B.脱氨基作用改变碱基配对特性C.诱导同源重组修复D.插入额外碱基实现移码突变全超导磁体产生的强磁场可用于分离细胞，依据的生物学特性是（）A.细胞大小差异B.细胞膜表面电荷分布C.细胞器密度不同D.细胞周期阶段差异生态修复技术中，利用植物-微生物联合修复重金属污染土壤的机制不包括（）A.植物根系分泌有机酸溶解重金属B.微生物将重金属转化为无毒形态C.植物蒸腾作用加速重金属挥发D.微生物与重金属形成络合物被植物吸收二、不定项选择题（每题3分，共15分）关于合成生物学在可持续发展中的应用，下列说法正确的有（）A.利用工程菌生产可降解塑料替代石油基材料B.设计人工光合系统提高太阳能转化效率C.通过基因编辑改造微生物实现工业废水净化D.合成人造血红蛋白用于临床输血基因驱动技术可快速改变种群基因频率，其在农业害虫防治中的优势包括（）A.特异性靶向目标物种，减少对生态链影响B.无需反复施用农药，降低环境污染C.通过雌性不育基因控制害虫繁殖力D.可逆转性强，便于生态风险调控2025年新型钙钛矿太阳能电池寿命突破的关键技术可能涉及（）A.引入抗氧化剂抑制光致降解B.设计多层异质结提高稳定性C.利用基因工程改造光合细菌辅助发电D.纳米涂层减少水分渗透干细胞治疗中，iPSC（诱导多能干细胞）相比胚胎干细胞的优势是（）A.避免伦理争议B.可自体移植降低免疫排斥C.分化潜能更广泛D.增殖能力更强生物科技伦理审查需关注的问题包括（）A.基因编辑技术的脱靶效应风险B.合成生物体的生态释放安全性C.人工智能诊断系统的算法偏见D.器官移植中的供体来源合法性三、非选择题（共65分）16.（12分）CRISPR-Cas9技术与农业育种我国科学家利用CRISPR-Cas9技术编辑小麦TaERF3基因，获得抗赤霉病新品种。图1为基因编辑过程示意图，图2为编辑后小麦赤霉病抗性实验结果。（1）Cas9蛋白的作用是________，gRNA的设计需与TaERF3基因的________区域互补配对。（2分）（2）NHEJ修复机制可能导致碱基插入或缺失，其对基因功能的影响是________（填“增强”“减弱”或“不确定”），原因是________。（3分）（3）实验结果显示，编辑组小麦的病斑面积显著小于对照组，推测TaERF3基因的功能是________。若要进一步验证该结论，可设计实验________。（4分）（4）与传统杂交育种相比，基因编辑育种的优势是________（答出两点）。（3分）17.（13分）合成生物学与碳中和某团队设计的“人工光合系统”可将CO₂转化为淀粉和生物柴油，其核心模块包括：①光能捕获模块（含藻蓝蛋白）、②CO₂固定模块（含RuBisCO酶）、③产物合成模块（含丙酮酸脱羧酶）。（1）光能捕获模块模拟叶绿体的________结构，藻蓝蛋白吸收的光波长主要为________。（2分）（2）RuBisCO酶催化CO₂与________结合生成3-磷酸甘油酸，该过程在________（填场所）中进行。（3分）（3）产物合成模块中，丙酮酸脱羧酶可将丙酮酸转化为________，进而通过________（生理过程）生成生物柴油的前体物质。（3分）（4）若该系统应用于工厂化生产，需解决的技术问题有________（答出两点）。从生态效益角度分析，其意义是________。（5分）18.（15分）基因治疗与伦理争议2025年碱基编辑技术首次用于治疗人类镰状细胞贫血症。患者造血干细胞中的HBB基因发生A→T突变，导致血红蛋白β链第6位谷氨酸变为缬氨酸。（1）该突变类型属于________（填“替换”“插入”或“缺失”），造成血红蛋白分子________改变，进而影响红细胞形态。（2分）（2）治疗过程中，需将患者造血干细胞体外培养，加入碱基编辑器（如ABE）和gRNA，其中gRNA的靶向序列应与HBB基因的________区域互补。（2分）（3）碱基编辑后，需通过________技术检测编辑效率，通过________技术筛选不含脱靶突变的细胞。（4分）（4）伦理学家担忧该技术可能用于“基因增强”（如提高智力、改变外貌），从生物学角度分析其风险：。（3分）（5）结合我国《人基因编辑研究规范》，提出两项限制措施：。（4分）19.（12分）生态工程与生物多样性黄土高原某生态修复项目采用“灌木-微生物-土壤”协同修复模式，种植沙棘等固氮灌木，接种AM真菌（与植物共生的菌根真菌）。（1）沙棘通过________与AM真菌形成共生关系，该关系的生态意义是________。（3分）（2）AM真菌可促进土壤有机碳积累，原因是________（答出两点）。（4分）（3）修复后，该地的物种丰富度________（填“增加”“减少”或“不变”），生态系统的________稳定性增强。（2分）（4）若过度放牧导致灌木被啃食，生态系统的________（填“抵抗力”或“恢复力”）稳定性会降低，依据是________。（3分）20.（13分）实验探究：AI预测蛋白质结构的验证某AI模型预测某抗病毒蛋白（VP）的活性中心由第52位精氨酸（Arg）和第107位天冬氨酸（Asp）构成。为验证该预测，设计实验如下：组别处理病毒抑制率（%）①野生型VP蛋白92.3②Arg52→Ala突变型12.6③Asp107→Ala突变型8.9④空白对照0（1）实验中对照组的作用是________，Ala（丙氨酸）的侧链基团为非极性甲基，其作用是________。（3分）（2）结果显示，两组突变型的病毒抑制率显著降低，说明________。（2分）（3）若要进一步验证活性中心的空间构象，可采用________技术测定突变前后蛋白质的________差异。（3分）（4）AI预测蛋白质结构的原理是基于________和________，该技术对药物研发的意义是________。（5分）参考答案一、单项选择题C2.B3.A4.A5.B6.A7.A8.B9.B10.C二、不定项选择题ABC12.ABC13.ABD14.AB15.ABCD三、非选择题（1）切割DNA双链；靶序列（或特定/目标）（2）不确定；可能导致移码突变或提前终止密码子出现，也可能无影响（如碱基替换未改变氨基酸序列）（3）负调控小麦的赤霉病抗性（或促进病原菌侵染）；敲除TaERF3基因后观察小麦抗性变化（或过表达TaERF3基因后观察抗性变化）（4）定向改造目标性状、育种周期短、不引入外源基因（1）类囊体；蓝紫光（2）核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）；叶绿体基质（3）乙醛；无氧呼吸（或乙醇发酵）（4）解决酶稳定性问题、提高产物转化率（或降低能量损耗）；减少工业排放、缓解温室效应（1）替换；空间结构（2）突变位点（或第6位氨基酸对应基因序列）（3）PCR扩增+测序；全基因组测序（4）可能破坏基因库多样性、引发不可预测的表型效应（5）仅限治疗性编辑、禁止生殖细胞基因编辑（1）根瘤；植物为真菌提供有机物，真菌增强植物对矿质元素的吸收（2）真菌菌丝促进土壤团聚体形成、分泌胞外酶分解有机物（3）增加；抵抗力（4）抵抗力；食物网结构简化，营养结构复杂程度降低（1）排除无关变量干扰；消除原有氨基酸的极性和电荷对活性中心的影响（