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热点01 基因编辑“精准手术刀”：从碱基编辑到
个性化治疗——高考必考基因工程与细胞分化抢分
攻略
基因编辑与现代生物技术应用，是当下生物科技领域极具前沿性、精准性，可依托基因定点修饰实现
生物性状定向改良的技术体系与应用过程，更是近三年高考生物的核心热点模块，命题始终围绕“技术原
理—应用场景—伦理规范”三大维度展开，结合最新科研成果考查学生的知识迁移能力与综合应用能力。
传统生物技术育种多依靠自然变异、杂交选育，周期漫长且变异方向不可控，只能被动筛选优良性状，而
融合了基因编辑的现代生物技术，能够直接对动植物基因组目标位点进行精准修饰，实现定向、高效、可
控的种质创新，这一突破也成为高考命题的重要溯源点。
基因编辑依托人工改造的核酸酶“分子剪刀”，在基因组特定位点精准制造双链断裂（或单碱基修
饰），借助生物体非同源末端连接与同源重组机制完成自我修复，进而产生定向基因突变与基因改良，这
一核心原理直接对接高考中“基因工程原理”“DNA 修复机制”两大高频考点。2025 年全球首例个性化碱
基编辑治疗婴儿代谢病成功，2026 年Nature 预测基因编辑进入临床爆发期，加之刘如谦团队最新碱基编
辑技术入选2026 十大突破性技术，让基因编辑的临床应用与技术迭代成为命题新热点，尤其聚焦“个性
化治疗”中的“基因修正—细胞移植—免疫排斥”命题链，关联细胞分化与干细胞应用的考点，形成“技
术原理—临床应用—问题解决”的完整命题逻辑。
基因编辑技术的迭代的过程，也成为高考区分度的命题切入点，对比CRISPR-Cas9 与碱基编辑的差异，
既能考查学生对基因编辑核心工具的理解，也能渗透“科学探究”的核心素养——CRISPR-Cas9 需切割双链
DNA，依赖DNA 修复机制完成基因编辑，易产生插入/缺失突变；而刘如谦团队的碱基编辑技术可直接对
单碱基进行精准替换，无需切割双链，降低脱靶风险，更适配个性化治疗的需求。此外，基因编辑在人类
遗传病干预中的应用，必然涉及生物伦理判断，如个性化治疗中基因筛选的边界、脱靶效应的潜在风险、
生殖细胞编辑的伦理限制等，均是高考命题中“社会责任”素养的考查重点。
从命题趋势来看，高考对基因编辑的考查已从基础原理识记，转向结合前沿热点的综合应用，多以科
研情境为载体，设问涵盖基因编辑工具的作用机制、
DNA
修复的类型、干细胞的分化与移植、免疫排斥的
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防控及生物伦理判断等，精准对接核心考点，同时引导学生关注科技发展与人类健康的关系，这也是本专
题的核心抢分方向。
猜押1 碱基编辑与CRISPR-Cas9 差异及DNA 修复机制
1. 刘如谦团队碱基编辑技术（2026 十大突破性技术）：属于单碱基编辑技术，核心是将Cas9 核酸酶与脱
氨酶融合，无需切割DNA 双链，可直接对基因组中的单个碱基进行精准替换（如将A-T 碱基对转换为G-
C 碱基对，或C-G 转换为T-A），具有脱靶率低、编辑精准、操作简便的优势，适配个性化治疗中“精准
修正致病基因”的需求，可避免CRISPR-Cas9 切割双链DNA 可能导致的染色体断裂、插入/缺失突变等问
题。
2. CRISPR-Cas9 与碱基编辑的核心差异：
① 作用机制：CRISPR-Cas9 需gRNA 引导，识别并切割靶位点双链DNA，产生平末端，再通过DNA 修
复机制（非同源末端连接NHEJ 或同源重组HR）完成基因编辑；碱基编辑无需切割双链，直接通过脱氨
酶催化单碱基脱氨，实现碱基替换。
② 编辑效果：CRISPR-Cas9 易产生插入/缺失突变，脱靶风险较高；碱基编辑可实现单碱基精准替换，脱
靶率极低，更适合单基因遗传病的精准治疗。
③ 适用场景：CRISPR-Cas9 适合基因敲除、基因插入等场景；碱基编辑适合单碱基突变导致的遗传病
（如婴儿代谢病、镰状细胞贫血）的精准修正。
3. DNA 修复机制（高考核心考点延伸）：
① 非同源末端连接（NHEJ）：无需模板，直接将断裂的DNA 末端连接，易产生插入或缺失碱基，是
CRISPR-Cas9 基因敲除的主要依赖机制，误差较大；
② 同源重组（HR）：以同源DNA 为模板，精准修复断裂的DNA，可实现基因的精准插入或替换，是基
因编辑中“精准修正致病基因”的核心机制，碱基编辑技术中部分场景也依赖该机制完成碱基替换后的修
复；③ 碱基切除修复：针对单碱基损伤（如脱氨、甲基化），通过核酸酶切除损伤碱基，再由DNA 聚合
酶和连接酶完成修复，是碱基编辑技术的辅助修复机制。
高考易错点+深度延伸：
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① 易错区分：NHEJ 和HR 的核心差异的是“是否需要同源模板”，高考常考选择题设问“下列哪种修复
机制可实现基因精准替换”，答案为HR，需注意NHEJ 仅能实现“粗略连接”，易出错，仅适合基因敲
除；
② 技术细节补充：碱基编辑中，脱氨酶催化单碱基脱氨后，并非直接完成替换，需依赖碱基切除修复机
制清除异常碱基（如U、I），再由DNA 聚合酶合成正确碱基，这一过程是高考非选择题的高频设问点
（如“碱基编辑过程中依赖的修复机制有哪些”）；
③ 实例延伸：若用CRISPR-Cas9 技术编辑某致病基因（单碱基突变），采用HR 修复时，需构建含正常
基因的同源模板，模板的碱基序列需与靶位点两侧序列高度同源（同源性≥95%），否则修复效率会大幅
下降（高考常结合实验设计考查模板构建的注意事项）；
④ 脱靶相关补充：CRISPR-Cas9 的脱靶多发生在与gRNA 序列相似度较高（≥80%）的非靶位点，而碱基
编辑的脱靶多为“脱氨酶非特异性作用”，可通过优化gRNA 长度（18-22bp）、筛选高特异性脱氨酶降低
脱靶风险，这一差异是高考对比分析题的核心考点。
1. （2026 高三预测）2025 年全球首例个性化碱基编辑治疗婴儿代谢病成功，该治疗方案依托刘如谦团队
的单碱基编辑技术，精准修正了婴儿体内导致代谢病的单碱基突变基因。结合所学知识，回答下列问题：
（1）刘如谦团队的碱基编辑技术与传统CRISPR-Cas9 技术相比，核心优势是什么？请从作用机制角度分
析其脱靶率低的原因。
（2）该个性化治疗中，精准修正致病基因依赖的DNA 修复机制是什么？请简要描述该修复机制的过程。
（3）若采用CRISPR-Cas9 技术修正该致病基因，可能会出现哪些问题？请结合其作用机制分析，并提出
改进建议。
【答案】（1）核心优势：无需切割DNA 双链，可直接对单碱基进行精准替换，脱靶率低、编辑误差小。
脱靶率低的原因：碱基编辑技术通过脱氨酶与Cas9 融合蛋白，仅针对靶位点的单个碱基进行脱氨修饰，
无需切割双链DNA，避免了CRISPR-Cas9 因gRNA 识别偏差导致的双链切割脱靶，同时减少了非同源末
端连接带来的随机突变。
（2）依赖的DNA 修复机制：同源重组（HR）。过程：① 碱基编辑工具精准识别靶位点，脱氨酶催化致
病单碱基脱氨，产生碱基错配；② 细胞启动同源重组机制，以正常的同源DNA 序列为模板；③ DNA 聚
合酶根据模板序列，修复错配的碱基，形成正确的碱基对；④ DNA 连接酶连接修复后的DNA 片段，完
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成致病基因的精准修正。
（3）可能出现的问题：① 脱靶效应：gRNA 可能识别与靶序列相似的非靶位点，引导Cas9 切割双链
DNA，导致非靶基因断裂，产生插入/缺失突变，引发新的疾病；② 编辑误差：切割双链后，若依赖非同
源末端连接（NHEJ）修复，易产生碱基插入或缺失，导致基因编码异常；③ 染色体损伤：Cas9 切割双链
DNA 可能导致染色体断裂，引发染色体结构变异。改进建议：① 优化gRNA 设计，提高其与靶序列的特
异性结合能力，降低脱靶风险；② 结合碱基编辑技术，将Cas9 改造为无切割活性的融合蛋白，仅保留识
别功能，搭配脱氨酶实现单碱基精准编辑；③ 加入脱靶检测机制，筛选编辑成功且无脱靶的细胞，再用
于临床治疗。
【分析】本题以2025 年个性化碱基编辑治疗热点为载体，考查碱基编辑与CRISPR-Cas9 的差异、DNA 修
复机制，核心对接高考“基因工程原理”“DNA 修复机制”考点。解题关键是明确两种技术的作用机制差
异，区分不同DNA 修复机制的特点，结合热点情境迁移所学知识，分析技术应用中的问题并提出合理建
议，体现“科学探究”与“科学思维”素养。
2. （2026 高三预测）刘如谦团队的碱基编辑技术可实现A-T 碱基对向G-C 碱基对的精准转换，该技术已
应用于单基因遗传病的个性化治疗。下图为该技术的作用示意图，其中脱氨酶可催化腺嘌呤（A）脱氨形
成次黄嘌呤（I），次黄嘌呤在DNA 复制时可与胞嘧啶（C）配对。结合图示和所学知识，回答下列问
题：
（1）该碱基编辑过程中，脱氨酶与Cas9 融合蛋白的作用分别是什么？gRNA 的核心功能是什么？
（2）请简要描述A-T 碱基对转换为G-C 碱基对的完整过程，结合DNA 复制和修复机制分析。
（3）若该技术用于修正镰状细胞贫血的致病基因（致病基因为A-T 碱基对替换为T-A 碱基对），请设计
简要的治疗思路，并说明该技术相比CRISPR-Cas9 技术的优势。
【答案】（1）脱氨酶的作用：催化靶位点的腺嘌呤（A）脱氨，形成次黄嘌呤（I）；Cas9 融合蛋白的作
用：识别并结合靶DNA 序列，固定脱氨酶的作用位点，避免脱氨酶作用于非靶位点。gRNA 的核心功能：
通过碱基互补配对原则识别靶DNA 序列，引导脱氨酶与Cas9 融合蛋白精准结合到靶位点。
（2）完整过程：① gRNA 引导脱氨酶与Cas9 融合蛋白结合到靶DNA 的A-T 碱基对位点；② 脱氨酶催化
腺嘌呤（A）脱氨，形成次黄嘌呤（I），此时DNA 链上的碱基配对变为I-T；③ 细胞启动DNA 修复机
制，或在DNA 复制过程中，次黄嘌呤（I）与胞嘧啶（C）配对，形成I-C 碱基对；④ 再次进行DNA 复制
时，次黄嘌呤（I）对应模板链，子链中与I 配对的C 不变，而原T 对应的模板链，子链中与T 配对的A 不
变，最终实现A-T 碱基对向G-C 碱基对的转换。
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（3）治疗思路：① 从镰状细胞贫血患者体内提取造血干细胞；② 利用碱基编辑技术，设计特异性
gRNA，引导脱氨酶与Cas9 融合蛋白结合到致病基因的T-A 碱基对位点，催化T 脱氨（或A 脱氨），将T-
A 碱基对转换为正常的A-T 碱基对；③ 筛选编辑成功的造血干细胞，回输到患者体内，分化形成正常的
红细胞，实现疾病治疗。优势：① 无需切割双链DNA，避免了染色体断裂和插入/缺失突变，脱靶率低；
② 可直接实现单碱基精准替换，编辑效率高，能精准修正致病突变，无需引入外源基因；③ 对造血干细
胞损伤小，回输后存活率高，减少免疫排斥的风险。
【分析】本题聚焦刘如谦团队碱基编辑技术的具体机制，结合DNA 复制和修复，考查技术细节与临床应
用，对接高考“基因工程操作流程”“DNA 复制机制”考点。解题关键是理解脱氨酶、Cas9、gRNA 的协
同作用，梳理单碱基转换的完整过程，结合遗传病治疗场景，对比两种基因编辑技术的优势，培养知识迁
移能力和逻辑推理能力。
3. （2026 高三预测）CRISPR-Cas9 系统和碱基编辑系统均是基因编辑的重要工具，二者在作用机制、编
辑效果上存在显著差异。某科研团队利用两种技术分别对小鼠的某致病基因（单碱基突变导致）进行编
辑，实验结果如下表所示（“+”表示编辑成功，“-”表示编辑失败，“±”表示存在脱靶）。结合实验结果
和所学知识，回答下列问题：
编辑技术
编辑成功率
脱靶率
编辑误差（插入/缺
失）
CRISPR-Cas9
75%
12%
8%
碱基编辑
82%
2%
1%
（1）分析表格数据，说明碱基编辑技术相比CRISPR-Cas9 技术的优势，并结合作用机制解释原因。
（2）CRISPR-Cas9 技术编辑过程中，脱靶率和编辑误差产生的原因分别是什么？
（3）若要将基因编辑技术应用于人类个性化治疗，结合表格数据和生物伦理要求，应优先选择哪种技
术？请说明理由，并提出降低该技术潜在风险的措施。
【答案】（1）优势：编辑成功率更高、脱靶率更低、编辑误差更小。原因：① 碱基编辑无需切割DNA
双链，避免了CRISPR-Cas9 因双链切割导致的插入/缺失误差；② 碱基编辑通过脱氨酶精准作用于单碱
基，gRNA 仅需识别靶位点单碱基周边序列，特异性更高，减少了脱靶现象；③ 碱基编辑直接实现单碱基
替换，无需依赖非同源末端连接（NHEJ）修复，降低了修复过程中的误差。
（2）脱靶率产生的原因：gRNA 可能与基因组中非靶序列发生碱基互补配对（部分同源），引导Cas9 蛋
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白切割非靶位点的双链DNA，导致脱靶；编辑误差产生的原因：CRISPR-Cas9 切割双链DNA 后，若采用
非同源末端连接（NHEJ）修复，该机制无需模板，直接连接断裂末端，易产生碱基的插入或缺失，导致
编辑误差。
（3）应优先选择碱基编辑技术。理由：① 碱基编辑脱靶率低（仅2%）、编辑误差小（仅1%），可减少
对人体正常基因的损伤，降低治疗风险；② 编辑成功率高（82%），能更高效地修正致病基因，提升治疗
效果；③ 无需切割双链DNA，对人体细胞损伤小，更适合临床个性化治疗。降低潜在风险的措施：① 优
化gRNA 设计，提高其与靶序列的特异性结合能力，进一步降低脱靶率；② 建立完善的脱靶检测体系，
对编辑后的细胞进行全面检测，筛选无脱靶的细胞用于治疗；③ 严格遵循生物伦理规范，仅用于体细胞
编辑，禁止用于生殖细胞编辑，避免影响后代遗传性状。
【分析】本题以实验数据为载体，考查两种基因编辑技术的差异及临床应用，对接高考“基因工程的应用
与伦理”考点。解题关键是分析表格数据，结合两种技术的作用机制，对比优势与不足，结合生物伦理要
求，合理选择技术并提出风险防控措施，体现“科学思维”与“社会责任”素养。
1. （2026 高考预测）2026 年Nature 预测基因编辑进入临床爆发期，其中刘如谦团队的碱基编辑技术成为
临床应用的核心技术，可用于多种单基因遗传病的个性化治疗。已知某单基因遗传病由G-C 碱基对替换为
A-T 碱基对导致，患者体内缺乏某种代谢酶，引发代谢紊乱。结合所学知识，回答下列问题：
（1）请设计利用碱基编辑技术治疗该遗传病的简要流程（分步骤说明），并标注每一步的核心目的。
（2）该治疗过程中，需要用到哪些基因工程工具？请说明每种工具的作用。
（3）治疗过程中，如何避免编辑后的细胞出现免疫排斥反应？请结合细胞分化与干细胞应用的知识分
析。
【答案】（1）治疗流程：① 细胞获取：从患者体内提取造血干细胞（或相关组织干细胞），核心目的：
干细胞具有全能性，可分化为多种细胞，且自身细胞可降低免疫排斥；② 编辑准备：设计特异性gRNA
（识别致病基因的A-T 碱基对位点），构建脱氨酶与Cas9 融合蛋白表达载体，核心目的：实现对致病基
因的精准识别和单碱基编辑；③ 基因编辑：将gRNA 和融合蛋白表达载体导入干细胞，催化A-T 碱基对
转换为G-C 碱基对，修正致病基因，核心目的：恢复致病基因的正常功能，使细胞能合成所需代谢酶；④
筛选检测：筛选编辑成功、无脱靶的干细胞，检测代谢酶的合成情况，核心目的：确保编辑效果，避免脱
靶导致的异常；⑤ 细胞回输：将筛选后的干细胞回输到患者体内，核心目的：干细胞分化为相关功能细
胞，合成代谢酶，缓解代谢紊乱，实现疾病治疗。
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（2）所需基因工程工具及作用：① 向导RNA（gRNA）：识别靶DNA 序列（致病基因的A-T 碱基对位
点），引导脱氨酶与Cas9 融合蛋白精准结合到靶位点；② 脱氨酶与Cas9 融合蛋白：Cas9 负责结合靶
DNA，脱氨酶负责催化靶位点的A 脱氨，实现单碱基替换；③ 载体：将gRNA 和融合蛋白基因导入干细
胞，常用载体为病毒载体（如逆转录病毒），作用是携带目的基因进入受体细胞并表达；④ DNA 连接
酶：构建融合蛋白表达载体时，连接目的基因（脱氨酶基因、Cas9 基因）与载体，形成重组载体。
（3）避免免疫排斥的措施及原理：① 采用患者自身的干细胞进行编辑，干细胞来自患者自身，其表面的
抗原与患者体内细胞一致，不会被患者免疫系统识别为外来细胞，从而避免免疫排斥；② 编辑后的干细
胞回输前，进行免疫抑制处理（如使用免疫抑制剂），暂时抑制患者免疫系统的活性，减少对回输细胞的
排斥；③ 利用干细胞的分化特性，回输后的干细胞可分化为与患者自身细胞完全匹配的功能细胞，进一
步降低免疫排斥风险。原理：免疫排斥的本质是免疫系统对异体细胞表面抗原的识别和攻击，采用自身细
胞编辑可消除抗原差异，结合免疫抑制和干细胞分化，可有效避免免疫排斥。
【分析】本题结合2026 年基因编辑临床爆发期的热点，考查碱基编辑技术的临床应用流程、基因工程工
具、免疫排斥与干细胞应用，对接高考核心考点，模拟高考情境化命题风格。解题关键是梳理治疗流程的
逻辑的，明确每种工具的作用，结合细胞分化和免疫知识，分析免疫排斥的防控措施，培养综合应用能
力。
2. （2026 高考预测）CRISPR-Cas9 技术和碱基编辑技术均依赖DNA 修复机制实现基因编辑，但其依赖
的修复机制存在差异。下图为两种技术的作用过程示意图（图1 为CRISPR-Cas9，图2 为碱基编辑）。结
合图示和所学知识，回答下列问题：
（1）图1 中，Cas9 蛋白的作用是什么？其切割DNA 后产生的末端类型是什么？该过程依赖的DNA 修复
机制有哪些？分别对应什么编辑效果？
（2）图2 中，脱氨酶的作用是催化碱基脱氨，若靶位点为C-G 碱基对，脱氨酶催化C 脱氨形成U（尿嘧
啶），请描述该碱基对转换为T-A 碱基对的过程，并说明该过程依赖的修复机制。
（3）对比图1 和图2，分析两种技术在DNA 修复机制依赖上的差异，并说明这种差异对编辑效果的影
响。
【答案】（1）Cas9 蛋白的作用：识别并切割靶DNA 的双链，断裂磷酸二酯键；产生的末端类型：平末
端。依赖的DNA 修复机制及编辑效果：① 非同源末端连接（NHEJ）：无需模板，直接连接断裂末端，
易产生碱基插入或缺失，实现基因敲除；② 同源重组（HR）：以同源DNA 为模板，精准修复断裂末
端，实现基因的精准插入或替换，用于致病基因的精准修正。
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（2）转换过程：① gRNA 引导脱氨酶与Cas9 融合蛋白结合到靶位点的C-G 碱基对；② 脱氨酶催化胞嘧
啶（C）脱氨，形成尿嘧啶（U），此时DNA 链上的碱基配对变为U-G；③ 细胞启动碱基切除修复机
制，核酸酶切除U，形成DNA 单链缺口；④ DNA 聚合酶以互补链为模板，合成含T 的核苷酸，连接到缺
口处；⑤ DNA 连接酶连接缺口，最终实现C-G 碱基对向T-A 碱基对的转换。依赖的修复机制：碱基切除
修复和DNA 聚合酶的修复作用。
（3）差异：CRISPR-Cas9 技术依赖非同源末端连接（NHEJ）和同源重组（HR）两种修复机制，且以
NHEJ 为主；碱基编辑技术依赖碱基切除修复和DNA 复制中的碱基配对修复，无需依赖NHEJ 和HR。对
编辑效果的影响：① CRISPR-Cas9 因依赖NHEJ，易产生插入/缺失突变，编辑误差大、脱靶率高；② 碱
基编辑依赖碱基切除修复，可实现单碱基精准替换，无需切割双链，编辑误差小、脱靶率低，更适合单基
因遗传病的精准治疗；③ 同源重组（HR）修复效率低，导致CRISPR-Cas9 的精准编辑成功率低于碱基编
辑。
【分析】本题以图示为载体，考查两种基因编辑技术的DNA 修复机制差异，对接高考“DNA 修复机制”
“基因工程原理”考点，侧重考查学生的图文分析能力和逻辑推理能力。解题关键是解读图示，区分两种
技术的作用过程，明确不同DNA 修复机制的特点及对编辑效果的影响，实现知识的迁移应用。
3. （2026 高考预测）刘如谦团队的碱基编辑技术入选2026 十大突破性技术，该技术的核心优势是精准、
高效、低脱靶，已在个性化治疗中展现出巨大潜力。但基因编辑技术的临床应用也面临诸多伦理争议。结
合所学知识，回答下列问题：
（1）碱基编辑技术用于个性化治疗时，相比传统治疗方法（如药物治疗、器官移植），具有哪些优势？
（2）基因编辑技术在临床应用中可能面临的生物伦理问题有哪些？请列举3 点，并说明对应的伦理规范
要求。
（3）若某科研团队计划利用碱基编辑技术编辑人类生殖细胞的致病基因，以预防后代患单基因遗传病，
你是否支持该做法？请说明理由，并结合DNA 修复机制和生物伦理知识分析潜在风险。
【答案】（1）优势：① 精准性高：可直接修正致病基因的单碱基突变，从根本上解决遗传病的病因，而
药物治疗仅能缓解症状，器官移植面临供体短缺和免疫排斥问题；② 持久性强：编辑后的细胞可正常分
化，持续表达正常基因，实现长期治疗效果，无需反复治疗；③ 安全性高：脱靶率低，对正常基因损伤
小，相比CRISPR-Cas9 技术，减少了染色体断裂和基因突变的风险；④ 个性化强：可根据患者的致病基
因突变类型，设计特异性编辑方案，适配不同患者的治疗需求。
（2）伦理问题及规范要求：① 生殖细胞编辑问题：若编辑人类生殖细胞，会改变后代的遗传性状，可能
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导致基因库紊乱，伦理规范要求：禁止编辑人类生殖细胞，仅可用于体细胞编辑；② 脱靶效应的伦理风
险：脱靶可能导致正常基因损伤，引发新的疾病，伦理规范要求：编辑前需进行严格的脱靶检测，确保编
辑安全；③ 基因筛选与歧视问题：若利用基因编辑技术筛选优良性状（如身高、智力），会导致基因歧
视，破坏社会公平，伦理规范要求：基因编辑仅可用于治疗遗传病，禁止用于非医疗目的的基因筛选；④
知情同意问题：患者或家属需充分了解基因编辑的风险和效果，自愿参与治疗，伦理规范要求：严格履行
知情同意程序，保障患者的知情权和选择权。
（3）不支持该做法。理由：① 伦理层面：编辑人类生殖细胞会改变后代的遗传性状，影响人类基因库的
多样性，且可能引发基因歧视，违背生物伦理规范；② 技术层面：虽然碱基编辑脱靶率低，但仍存在脱
靶风险，编辑生殖细胞后，脱靶导致的基因突变会遗传给后代，引发不可预测的遗传疾病；③ 修复机制
层面：生殖细胞的DNA 修复机制与体细胞不同，编辑后的碱基替换可能无法正常修复，导致基因编辑失
败，甚至引发染色体异常。潜在风险：① 脱靶导致的遗传突变，遗传给后代，增加后代患遗传病的风
险；② 破坏人类基因库的自然多样性，可能导致某些基因丢失，影响人类进化；③ 引发伦理争议，导致
基因歧视、社会不公等问题。
【分析】本题结合碱基编辑技术的伦理争议，考查技术优势、伦理问题及风险分析，对接高考“基因工程
的伦理问题”考点，侧重考查“社会责任”素养。解题关键是结合技术特点分析优势，结合生物伦理规
范，梳理潜在伦理问题和技术风险，形成正确的价值判断，体现科学技术与伦理规范的统一。
猜押2 个性化碱基编辑治疗与细胞分化、干细胞应用及生物伦理判断
1. 个性化碱基编辑治疗的“基因修正—细胞移植—免疫排斥”命题链：
① 基因修正：利用碱基编辑技术，精准修正患者体细胞（如造血干细胞）中的致病单碱基突变，恢复基
因的正常功能，这是治疗的核心步骤，依赖碱基编辑技术和DNA 修复机制；
② 细胞移植：将编辑成功的体细胞（或干细胞）回输到患者体内，替代病变细胞，发挥正常生理功能，
核心依赖干细胞的分化能力——干细胞可分化为多种功能细胞，补充病变细胞的不足；
③ 免疫排斥：回输细胞若与患者自身细胞抗原不同，会被免疫系统识别并攻击，导致治疗失败，防控免
疫排斥是个性化治疗的关键，常用措施包括采用自身干细胞编辑、免疫抑制处理等。
2. 细胞分化与干细胞应用（高考考点延伸）：
① 干细胞的类型及特点：造血干细胞属于多能干细胞，可分化为红细胞、白细胞、血小板等多种血细
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胞，是个性化治疗中常用的细胞来源；胚胎干细胞属于全能干细胞，可分化为各种组织细胞，但因伦理问
题，临床应用受限；
② 细胞分化的本质：基因的选择性表达，编辑后的干细胞回输后，可在体内特定微环境的诱导下，选择
性表达相关基因，分化为所需的功能细胞，实现组织修复和功能重建；
③ 干细胞应用的关键：保证干细胞的活性和分化能力，编辑过程中避免损伤干细胞的基因组，回输后提
供适宜的微环境，促进干细胞分化。
3. 基因编辑的生物伦理判断（高考高频考点）：
① 允许的范围：体细胞基因编辑用于治疗人类遗传病，如个性化碱基编辑治疗婴儿代谢病，不改变后代
遗传性状；
② 禁止的范围：生殖细胞基因编辑、基因增强（非医疗目的的基因筛选，如身高、智力）；
③ 核心伦理原则：不伤害原则（避免脱靶、免疫排斥等伤害）、公平原则（避免基因歧视）、知情同意
原则（患者或家属自愿参与）、尊重原则（尊重人类基因库的多样性）。
高考易错点+深度延伸：
① 伦理判断易错点：高考常考“判断下列操作是否符合伦理规范”，需明确两个核心边界——a. 体细胞
编辑（允许）vs 生殖细胞编辑（禁止），b. 治疗性编辑（允许）vs 增强性编辑（禁止）；例如“编辑人
类生殖细胞预防遗传病”“编辑胎儿基因提升智力”均违背伦理，而“编辑患者造血干细胞治疗镰状细胞
贫血”符合伦理；
② 免疫排斥补充细节：回输细胞的免疫排斥，除了“异源抗原差异”，还与干细胞的分化状态相关——
未分化的干细胞免疫原性更低，分化程度越高，免疫原性越强，高考常结合这一特点考查“如何降低免疫
排斥”（如回输未完全分化的干细胞）；
③ 干细胞应用补充：胚胎干细胞因伦理争议，临床仅用于基础研究，高考常考“为什么个性化治疗优先
选择造血干细胞、神经干细胞等成体干细胞”，核心答案是“成体干细胞易获取、无胚胎伦理争议、免疫
原性低、可定向分化为对应功能细胞”；
④ 伦理原则高考设问方向：常以“结合具体场景，分析该操作遵循/违背哪些伦理原则”考查，如个性化
治疗中，“患者家属自愿签署知情同意书”体现知情同意原则，“严格控制脱靶率避免伤害患者”体现不
伤害原则。
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1. （2026 高三预测）2025 年全球首例个性化碱基编辑治疗婴儿代谢病成功，该治疗方案的核心流程为：
提取婴儿造血干细胞→碱基编辑修正致病单碱基突变→筛选编辑成功的干细胞→回输干细胞→干细胞分化
为正常细胞，缓解代谢紊乱。结合所学知识，回答下列问题：
（1）造血干细胞的全能性与胚胎干细胞相比，有何差异？为什么选择造血干细胞作为编辑对象？
（2）编辑成功的造血干细胞回输到婴儿体内后，如何分化为能够合成正常代谢酶的细胞？请结合细胞分
化的本质和过程分析。
（3）该治疗过程中，如何防控免疫排斥反应？请结合免疫调节和干细胞应用的知识，提出2 种具体措
施，并说明原理。
【答案】（1）差异：造血干细胞属于多能干细胞，仅能分化为造血系统的各种血细胞（如红细胞、白细
胞），全能性较低；胚胎干细胞属于全能干细胞，可分化为人体各种组织细胞，全能性最高。选择造血干
细胞的原因：① 造血干细胞易获取，可从婴儿骨髓或脐带血中提取，操作简便；② 造血干细胞可分化为
多种血细胞，而该代谢病主要影响血细胞的代谢功能，编辑造血干细胞可使其分化为正常的代谢细胞，缓
解病情；③ 造血干细胞来自婴儿自身，编辑后回输可降低免疫排斥风险；④ 避免胚胎干细胞的伦理争
议，临床应用更安全合规。
（2）分化过程及本质：① 本质：细胞分化的本质是基因的选择性表达，编辑成功的造血干细胞中，致病
基因被修正，正常基因可正常表达；② 分化过程：回输后的造血干细胞进入婴儿体内的骨髓微环境，微
环境中的信号分子（如细胞因子）诱导干细胞的基因选择性表达，关闭与造血干细胞特性相关的基因，开
启与代谢酶合成相关的基因；③ 经过一系列分化过程，造血干细胞逐渐分化为能够合成正常代谢酶的血
细胞，这些细胞在体内发挥代谢功能，缓解代谢紊乱。
（3）防控措施及原理：① 措施一：采用婴儿自身的造血干细胞进行编辑，原理：自身干细胞表面的抗原
与婴儿体内其他细胞一致，免疫系统不会将其识别为外来细胞，从而避免免疫排斥；② 措施二：回输前
对婴儿进行短期免疫抑制处理（如使用免疫抑制剂），原理：免疫抑制剂可抑制婴儿免疫系统的活性，减
少免疫细胞对回输干细胞的识别和攻击，降低免疫排斥的概率；③ 措施三：优化干细胞编辑过程，避免
损伤干细胞表面的抗原分子，原理：干细胞表面抗原分子的完整性是免疫系统识别自身细胞的关键，避免
损伤可减少免疫排斥。
【分析】本题紧扣2025 年个性化治疗热点，考查干细胞的全能性、细胞分化、免疫排斥防控，对接高考
“细胞分化与干细胞应用”“免疫调节”考点，模拟高考情境化命题。解题关键是区分不同干细胞的全能
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性差异，理解细胞分化的本质，结合免疫调节知识，分析免疫排斥的防控措施，培养综合应用能力。
2. （2026 高三预测）个性化碱基编辑治疗的核心命题链是“基因修正—细胞移植—免疫排斥”，三者相
互关联、缺一不可。某科研团队针对某单基因遗传病（由单碱基突变导致），设计了个性化治疗方案，具
体流程如下：患者体细胞→基因修正（碱基编辑）→细胞培养→细胞移植→免疫监控。结合该流程和所学
知识，回答下列问题：
（1）基因修正环节中，碱基编辑技术修正致病单碱基突变的关键是什么？若修正过程中出现脱靶，可能
会导致什么后果？
（2）细胞培养环节中，需要为编辑后的细胞提供适宜的培养条件，请列举3 种关键培养条件，并说明其
作用。培养过程中，如何保证细胞的正常分化能力？
（3）细胞移植后，患者免疫系统会对回输细胞进行监控，若出现免疫排斥反应，会产生哪些生理变化？
请结合免疫调节的知识分析，并提出针对性的解决措施。
【答案】（1）关键：① 设计特异性gRNA，确保其能精准识别致病基因的靶位点，引导脱氨酶与Cas9 融
合蛋白精准结合；② 脱氨酶能精准催化靶位点的单碱基脱氨，实现碱基的精准替换；③ 依赖正确的DNA
修复机制（碱基切除修复或同源重组），确保修正后的基因能正常表达。脱靶后果：① 脱靶可能导致正
常基因被编辑，引发基因突变，导致正常细胞功能异常，甚至引发新的疾病；② 脱靶后的细胞若回输到
患者体内，可能被免疫系统识别为异常细胞，引发免疫排斥；③ 脱靶会降低治疗成功率，增加治疗风
险。
（2）关键培养条件及作用：① 无菌无毒环境：防止细胞被细菌、病毒污染，保证细胞正常生长和增殖；
② 适宜的营养物质：包括葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等，为细胞生长和分化提供能量和原料；③
适宜的温度和pH：维持细胞的正常代谢活动，避免温度或pH 过高/过低损伤细胞；④ 气体环境（95%空
气+5%CO₂）：空气提供氧气，用于细胞呼吸，CO₂ 维持培养液的pH 稳定。保证细胞正常分化能力的措
施：① 在培养过程中，添加适宜的细胞因子（如分化诱导因子），诱导细胞保持分化潜能；② 避免过度
培养，防止细胞衰老或脱分化，保持细胞的正常分化能力；③ 培养环境模拟体内微环境，为细胞提供适
宜的分化信号。
（3）免疫排斥的生理变化及解决措施：生理变化：① 患者免疫系统中的T 细胞会识别回输细胞表面的异
源抗原，增殖分化为效应T 细胞；② 效应T 细胞攻击回输细胞，导致回输细胞裂解死亡，无法发挥正常
功能；③ 同时，B 细胞增殖分化为浆细胞，产生抗体，与回输细胞表面的抗原结合，进一步促进回输细胞
的裂解，引发炎症反应（如发热、局部肿胀）。解决措施：① 采用患者自身体细胞进行编辑，减少异源
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抗原的差异；② 回输前对回输细胞进行表面抗原修饰，降低免疫系统的识别能力；③ 回输后短期使用免
疫抑制剂，抑制T 细胞和B 细胞的活性，减少免疫排斥反应；④ 筛选免疫原性低的细胞进行回输，降低
免疫排斥的概率。
【分析】本题围绕“基因修正—细胞移植—免疫排斥”命题链，考查碱基编辑的关键、细胞培养、免疫排
斥，对接高考多个核心考点，侧重考查学生的逻辑思维和综合应用能力。解题关键是梳理命题链的内在联
系，结合每个环节的知识点，分析问题并提出解决措施，体现“科学探究”素养。
3. （2026 高三预测）基因编辑技术在个性化治疗中展现出巨大潜力，但同时也面临诸多生物伦理争议。
2025 年全球首例个性化碱基编辑治疗婴儿代谢病成功后，引发了广泛的伦理讨论。结合所学知识，回答下
列问题：
（1）该个性化治疗中，采用碱基编辑技术修正婴儿体细胞的致病基因，符合生物伦理规范的原因是什
么？请结合伦理原则分析。
（2）若有科研人员计划利用碱基编辑技术编辑人类生殖细胞的致病基因，以预防后代患单基因遗传病，
这种做法违背了哪些生物伦理原则？请具体说明。
（3）结合基因编辑技术的临床应用，谈谈你对“科学技术的发展与生物伦理规范”关系的理解。请从技
术发展和伦理规范两个角度提出合理建议。
【答案】（1）符合伦理规范的原因：① 遵循不伤害原则：该治疗采用体细胞编辑，仅修正婴儿自身的致
病基因，不会改变后代的遗传性状，也不会对婴儿造成额外伤害，且脱靶率低，风险可控；② 遵循知情
同意原则：婴儿的监护人自愿参与治疗，充分了解治疗的风险和效果，履行了知情同意程序；③ 遵循公
平原则：该治疗用于治疗遗传病，不涉及基因筛选或基因增强，不会引发基因歧视，符合社会公平；④
遵循尊重原则：尊重婴儿的生命健康权，通过基因编辑帮助婴儿摆脱遗传病困扰，尊重人类基因库的自然
多样性，不破坏基因库平衡。
（2）违背的伦理原则及说明：① 违背不伤害原则：生殖细胞编辑后，脱靶导致的基因突变会遗传给后
代，可能引发后代患新的遗传病，对后代造成不可预测的伤害；② 违背尊重原则：编辑生殖细胞会改变
后代的遗传性状，剥夺后代的自主选择权（后代无法选择自己的基因），不尊重后代的生命健康权；③
违背公平原则：若生殖细胞编辑技术普及，可能导致部分人利用该技术筛选优良性状（如身高、智力），
引发基因歧视，破坏社会公平；④ 违背伦理规范的核心要求：生殖细胞编辑会改变人类基因库的多样
性，可能导致某些基因丢失，影响人类进化，不符合人类社会的长远利益。
（3）关系理解：科学技术的发展（如基因编辑技术）为人类健康提供了新的治疗手段，推动了医学进
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步，但同时也带来了新的伦理问题；生物伦理规范不是阻碍技术发展，而是引导技术健康、有序发展，避
免技术被滥用，平衡技术发展与人类利益、社会公平的关系，实现科学技术与伦理规范的统一。合理建
议：① 技术发展角度：加强基因编辑技术的研发，降低脱靶率，提高编辑精准度，完善脱靶检测体系，
确保技术的安全性和有效性；② 伦理规范角度：建立完善的基因编辑伦理法规，明确技术应用的边界
（禁止生殖细胞编辑、禁止基因增强），加强伦理监管，规范科研机构和医疗机构的操作，加强公众宣
传，引导公众正确认识基因编辑技术，树立正确的伦理观念。
【分析】本题聚焦基因编辑的生物伦理问题，对接高考“基因工程的伦理问题”考点，侧重考查“社会责
任”素养。解题关键是掌握生物伦理的核心原则，结合个性化治疗的热点，分析不同编辑方式的伦理合理
性，梳理技术发展与伦理规范的关系，提出合理建议，培养正确的价值判断。
1. （2026 高考预测）2026 年Nature 预测基因编辑进入临床爆发期，个性化碱基编辑治疗成为主流治疗方
式，其核心依赖干细胞的分化能力和精准的基因编辑技术。已知某单基因遗传病患者，体内缺乏某种神经
递质合成酶，导致神经传导异常，采用个性化碱基编辑治疗的流程如下：提取患者神经干细胞→碱基编辑
修正致病基因→细胞培养→回输干细胞→干细胞分化为神经细胞，恢复神经传导功能。结合所学知识，回
答下列问题：
（1）神经干细胞与神经细胞相比，在结构和功能上有何差异？神经干细胞分化为神经细胞的过程中，细
胞的形态、结构和功能发生改变的根本原因是什么？
（2）碱基编辑修正致病基因后，如何保证神经干细胞回输后能正常分化为神经细胞？请结合细胞分化和
微环境的知识分析。
（3）该治疗过程中，若出现免疫排斥反应，会导致什么后果？请结合免疫调节和细胞分化的知识，提出
一种精准防控免疫排斥的措施，并说明原理。
【答案】（1）差异：① 结构上：神经干细胞具有分裂能力，细胞形态未特化，细胞核大、细胞质浓；神
经细胞无分裂能力，细胞形态特化（有突起），细胞核小、细胞质少，形成了适应神经传导的结构（如突
触）；② 功能上：神经干细胞可分化为多种神经细胞，具有分化潜能；神经细胞主要功能是传导神经冲
动，合成和释放神经递质，无分化能力。根本原因：基因的选择性表达，神经干细胞中与神经细胞功能相
关的基因被开启，与分裂能力相关的基因被关闭。
（2）保证正常分化的措施及原理：① 培养过程中添加神经分化诱导因子（如神经生长因子），诱导神经
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干细胞的基因选择性表达，促进其分化为神经细胞；② 回输时将神经干细胞注射到患者神经病变部位，
模拟体内神经微环境，微环境中的信号分子（如细胞外基质、相邻细胞的信号）可引导干细胞定向分化为
神经细胞；③ 确保碱基编辑后的致病基因正常表达，合成神经递质合成酶，为神经细胞的功能实现提供
基础；④ 控制细胞培养的条件，避免干细胞脱分化或衰老，保持其正常的分化潜能。
（3）免疫排斥的后果：① 患者免疫系统识别回输的神经干细胞为外来细胞，启动免疫反应，效应T 细胞
攻击并裂解干细胞，导致干细胞无法分化为神经细胞，治疗失败；② 免疫反应引发局部炎症，损伤周围
正常的神经细胞，加重神经传导异常的症状；③ 长期免疫排斥可能导致慢性炎症，影响患者的神经功能
恢复。精准防控措施：采用患者自身的神经干细胞进行编辑，原理：自身神经干细胞表面的抗原与患者体
内神经细胞的抗原一致，免疫系统不会将其识别为外来细胞，从而避免免疫排斥；同时，编辑后的干细胞
可在神经微环境中正常分化，恢复神经传导功能，既保证治疗效果，又降低免疫风险。
【分析】本题结合神经干细胞的应用，考查细胞分化、免疫排斥，对接高考核心考点，模拟高考情境化命
题。解题关键是区分神经干细胞与神经细胞的差异，理解细胞分化的根本原因和影响因素，结合免疫调节
知识，分析免疫排斥的后果和防控措施，培养综合应用能力。
2. （2026 高考预测）碱基编辑技术的精准性使其在个性化治疗中得到广泛应用，但技术应用的同时，也
需要严格遵循生物伦理规范。某科研机构利用碱基编辑技术，开展了针对镰状细胞贫血的个性化治疗临床
试验，结合所学知识，回答下列问题：
（1）该临床试验中，选择造血干细胞作为编辑对象的原因是什么？请结合干细胞的分化能力和疾病特点
分析。
（2）临床试验前，需要对患者进行充分的知情告知，告知的核心内容应包括哪些？这体现了什么生物伦
理原则？
（3）若该临床试验中，部分患者出现了轻微的脱靶现象，但未对正常细胞功能造成明显影响，你认为该
临床试验应继续进行吗？请结合生物伦理原则和技术发展的角度说明理由，并提出改进措施。
【答案】（1）选择造血干细胞的原因：① 镰状细胞贫血是由于红细胞中血红蛋白基因单碱基突变导致，
红细胞由造血干细胞分化而来，编辑造血干细胞可使其分化为正常的红细胞，从根本上治疗疾病；② 造
血干细胞属于多能干细胞，可持续分裂分化，补充体内的红细胞，实现长期治疗效果；③ 造血干细胞易
从患者骨髓或脐带血中提取，操作简便，且自身干细胞编辑可降低免疫排斥风险；④ 造血干细胞的基因
组相对稳定，编辑后不易发生异常分化，安全性较高。
（2）核心告知内容：① 碱基编辑技术的治疗原理、流程和预期效果；② 治疗过程中可能存在的风险
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（如脱靶、免疫排斥、感染等）；③ 脱靶可能导致的后果（如正常基因损伤、引发新的疾病等）；④ 患
者的权利和义务（如自愿参与、可随时退出等）；⑤ 治疗后的随访和检测要求。体现的伦理原则：知情
同意原则，尊重患者的知情权和选择权，确保患者在充分了解风险和效果的基础上，自愿参与临床试验。
（3）应继续进行临床试验。理由：① 遵循不伤害原则：轻微脱靶未对正常细胞功能造成明显影响，未对
患者造成实质性伤害，且脱靶率较低，风险可控；② 遵循科学发展原则：临床试验的目的是探索技术的
安全性和有效性，轻微脱靶是技术发展过程中不可避免的，通过继续试验，可积累数据，优化技术，降低
脱靶率，推动技术的成熟和应用；③ 遵循公平原则：继续试验可为更多镰状细胞贫血患者提供治疗希
望，符合人类健康的长远利益。改进措施：① 优化gRNA 设计，提高其与靶序列的特异性结合能力，降
低脱靶率；② 完善脱靶检测体系，采用更精准的检测技术，提前发现脱靶细胞，避免脱靶细胞回输；③
调整编辑条件，优化脱氨酶与Cas9 融合蛋白的表达量，提高编辑精准度；④ 加强对患者的随访，密切监
测脱靶带来的潜在影响，及时采取干预措施。
【分析】本题结合临床试验情境，考查干细胞应用、生物伦理原则，对接高考“干细胞应用”“基因工程
的伦理问题”考点，侧重考查“科学探究”与“社会责任”素养。解题关键是结合疾病特点分析干细胞选
择的原因，明确知情同意原则的核心内容，结合伦理原则和技术发展，分析临床试验的合理性并提出改进
措施。
3. （2026 高考预测）刘如谦团队的碱基编辑技术可实现单碱基的精准替换，为个性化治疗提供了核心技
术支撑，同时也引发了关于“基因编辑边界”的伦理讨论。结合所学知识，回答下列问题：
（1）请区分“体细胞基因编辑”和“生殖细胞基因编辑”的差异，从伦理角度说明为什么禁止生殖细胞
基因编辑。
（2）个性化碱基编辑治疗中，如何平衡“技术精准性”与“伦理规范性”？请从技术操作和伦理监管两
个角度提出具体措施。
（3）有人认为“基因编辑技术可以彻底解决所有单基因遗传病，无需担心伦理问题”，请结合所学知
识，反驳该观点，并说明理由。
【答案】（1）差异：① 编辑对象不同：体细胞基因编辑的对象是人体体细胞（如造血干细胞、神经干细
胞），生殖细胞基因编辑的对象是精子、卵细胞或受精卵；② 遗传影响不同：体细胞基因编辑仅影响患
者自身，不会遗传给后代；生殖细胞基因编辑会改变后代的遗传性状，遗传给子孙后代；③ 伦理风险不
同：体细胞基因编辑风险可控，符合伦理规范；生殖细胞基因编辑风险不可预测，伦理争议大。禁止生殖
细胞基因编辑的伦理原因：① 违背不伤害原则：脱靶导致的基因突变会遗传给后代，可能引发后代患新
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的遗传病，对后代造成不可逆转的伤害；② 违背尊重原则：剥夺后代的自主选择权，后代无法选择自己
的基因，且编辑生殖细胞会改变人类自然的遗传规律，不尊重人类基因库的多样性；③ 违背公平原则：
若生殖细胞编辑技术普及，可能被滥用用于基因增强（如筛选身高、智力等优良性状），引发基因歧视，
破坏社会公平；④ 违背人类长远利益：生殖细胞编辑可能导致基因库单一化，降低人类对环境的适应能
力，影响人类进化。
（2）平衡措施：① 技术操作角度：a. 优化碱基编辑技术，提高编辑精准度，降低脱靶率，完善脱靶检测
体系（如采用全基因组测序技术），确保编辑过程的安全性；b. 明确技术应用边界，仅用于单基因遗传病
的治疗，禁止用于基因增强、生殖细胞编辑等非医疗目的；c. 规范操作流程，对编辑后的细胞进行严格筛
选，确保无脱靶、无异常后再用于临床治疗。② 伦理监管角度：a. 建立完善的基因编辑伦理法规，明确
科研机构和医疗机构的责任，对违规操作进行严厉处罚；b. 成立伦理审查委员会，对所有基因编辑临床试
验进行严格审查，评估其伦理合理性和技术安全性；c. 加强公众宣传和教育，引导公众正确认识基因编辑
技术，明确技术的应用边界，避免盲目追捧或恐慌，树立正确的伦理观念。
（3）反驳观点：该观点错误，基因编辑技术无法彻底解决所有单基因遗传病，且必须重视其伦理问题，
理由如下：① 技术层面局限：a. 碱基编辑技术仅适用于单碱基突变导致的遗传病，对于多碱基缺失、插
入或染色体异常导致的单基因遗传病，无法实现精准编辑；b. 脱靶风险无法完全消除，即使技术不断优
化，仍可能出现脱靶现象，损伤正常基因，引发新的疾病；c. 部分单基因遗传病的致病基因定位困难，无
法精准找到编辑靶位点，导致编辑无法进行；d. 编辑后的细胞在体内可能出现分化异常、功能丧失等问
题，影响治疗效果。② 伦理层面必要性：a. 若忽视伦理规范，基因编辑技术可能被滥用，如用于生殖细
胞编辑、基因增强，引发基因歧视、基因库紊乱等严重社会问题；b. 基因编辑涉及人类生命健康和遗传规
律，必须通过伦理规范引导其健康发展，避免技术危害人类长远利益；c. 部分单基因遗传病可能通过传统
治疗手段（如药物、饮食调理）缓解症状，无需盲目使用基因编辑技术，需结合伦理和医疗需求合理选择
治疗方案。综上，基因编辑技术是治疗单基因遗传病的重要手段，但存在明显技术局限，且必须严格遵循
伦理规范，才能实现其价值，无法彻底解决所有单基因遗传病，更不能忽视伦理问题。
【分析】本题聚焦基因编辑的伦理边界与技术局限，对接高考“基因工程的伦理问题”“基因编辑技术的
应用限制”考点，侧重考查“科学思维”与“社会责任”素养。解题关键是明确体细胞与生殖细胞基因编
辑的核心差异，结合伦理原则分析禁止生殖细胞编辑的原因，梳理技术与伦理的平衡措施，结合技术局限
反驳错误观点，培养辩证看待科技发展的能力，体现科学技术与伦理规范的统一。
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猜押3 基因编辑技术迭代与多场景应用（动植物育种+临床拓展）
1. 基因编辑技术迭代升级：继CRISPR-Cas9、碱基编辑之后，先导编辑（Prime Editing）成为2026 年高
考补充热点，核心是由“向导RNA（pegRNA）+ Cas9 切口酶 + 逆转录酶”组成的复合系统，其核心优
势是可实现任意碱基对的精准替换、插入或缺失（小片段，通常≤40bp），无需依赖DNA 双链断裂和同
源模板，从根本上解决了CRISPR-Cas9 的插入/缺失误差和碱基编辑的单碱基局限。
迭代逻辑清晰且贴合高考对比考点：
CRISPR-Cas9
①
（第一代）：依赖gRNA 引导Cas9 蛋白切割靶位点双链DNA，产生平末端，再通过非同
源末端连接（NHEJ，易出错）或同源重组（HR，效率低）修复，适合基因敲除、基因插入，误差较大、
脱靶率较高（约10%-15%）；
② 碱基编辑（第二代）：将Cas9 核酸酶与脱氨酶融合，无需切割双链DNA，直接催化单碱基脱氨实现精
准替换（如A-T→G-C、C-G→T-A），脱靶率降至2%以下，适合单基因遗传病的精准修正，但仅能处理
单碱基突变；
③ 先导编辑（第三代）：通过pegRNA 同时实现“靶位点识别+逆转录模板引导”，Cas9 切口酶仅切割一
条DNA 链，逆转录酶根据模板合成目标序列，精准整合到基因组中，脱靶率比碱基编辑更低（＜1%），
可应对多碱基缺失、插入等复杂突变，适配更广泛的编辑场景（如多碱基突变导致的遗传病、作物复杂性
状改良）。
三者的技术差异、修复机制差异是高考命题的重要区分点，常结合实验数据（如编辑成功率、脱靶率）考
查对比分析能力。
2. 基因编辑在动植物育种中的应用：
① 植物育种：核心是定向改良作物关键性状，解决粮食安全相关问题，对接高考“基因工程的应用”
“育种技术对比”考点。具体实例：编辑水稻抗稻瘟病基因（Pi-ta 基因、Pi-b 基因），通过碱基编辑修正
Pi-ta 基因的单碱基突变，使水稻抗稻瘟病率从30%提升至95%以上；编辑玉米耐干旱基因（DREB2A 基
因），通过CRISPR-Cas9 技术增强该基因表达，使玉米在干旱环境下的产量提升20%-30%；编辑小麦抗倒
伏基因（TaGA2ox 基因），抑制其表达，使小麦秸秆粗壮，抗倒伏能力提升60%。相比传统杂交育种，基
因编辑育种周期从5-8 代缩短至1-2 代，可定向保留作物原有优良性状（如水稻的高产、小麦的优质），
避免引入不利基因，同时降低筛选工作量。
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② 动物育种：聚焦畜禽抗病、高产性状改良，提升养殖效益，对接高考“动物基因工程操作”考点。具
体实例：编辑猪的抗非洲猪瘟基因（R 基因，又称RELA 基因），通过CRISPR-Cas9 技术敲除R 基因中的
致病敏感位点，培育的抗非洲猪瘟猪存活率达85%以上，而普通猪感染后的存活率不足10%；编辑肉牛的
生长激素基因（GH 基因），增强其表达，使肉牛出栏周期从18 个月缩短至12 个月，体重提升15%；编
辑鸡的新城疫病毒抗性基因（NDV 基因），培育抗新城疫的鸡品种，降低养殖过程中的疫病损失。
核心优势：定向性强、育种周期短、效率高，可快速实现畜禽性状的精准改良，同时保留其生长、繁殖等
优良性状。
3. 基因编辑临床拓展应用：
除个性化遗传病治疗外，基因编辑已拓展至肿瘤治疗、传染病防控等领域，形成高考“技术原理—临床应
用—问题解决”的核心命题链，对接“免疫调节”“细胞分化”“基因表达调控”等考点。
① 肿瘤治疗：核心是“免疫编辑治疗”，具体机制的是编辑患者T 细胞的PD-1 基因（免疫检查点基因）
——PD-1 基因表达的PD-1 蛋白会与肿瘤细胞表面的PD-L1 蛋白结合，抑制T 细胞的杀伤活性，导致肿瘤
细胞逃逸；通过碱基编辑或先导编辑敲除PD-1 基因，解除这种抑制作用，增强T 细胞对肿瘤细胞的识别
和杀伤能力。
临床实例：2025 年，我国科研团队利用碱基编辑技术编辑T 细胞PD-1 基因，治疗晚期肺癌患者，其中
40%的患者肿瘤体积缩小50%以上，无进展生存期延长6 个月。
② 传染病防控：聚焦蚊虫传播疾病的防控，具体实例：编辑埃及伊蚊的doublesex 基因（生殖相关基
因），通过CRISPR-Cas9 技术使雌性蚊子不育（雄性蚊子正常），将编辑后的蚊子释放到自然环境中，可
使局部蚊子种群数量下降80%，有效减少疟疾、登革热等传染病的传播（疟疾主要由按蚊传播，登革热由
伊蚊传播）。此外，基因编辑还可用于编辑病毒基因组（如乙肝病毒、艾滋病病毒），抑制病毒复制，为
传染病治疗提供新方向。
4. 基因编辑与其他生物技术的协同应用：
① 基因编辑+基因诊断：协同机制是“先诊断、后编辑”，通过基因测序（基因诊断核心技术）精准定位
致病基因的突变位点，再利用基因编辑技术（碱基编辑、先导编辑）精准修正，实现“诊断—治疗”一体
化。具体实例：针对脊髓性肌萎缩症（由SMN1 基因单碱基突变导致），先通过基因测序确定患者的突变
位点，再利用碱基编辑技术修正该位点，临床治愈率达60%以上。
② 基因编辑+干细胞技术：协同机制是利用干细胞的分化能力，结合基因编辑的精准性，修复受损组织器
官。具体实例：编辑间充质干细胞的COL1A1 基因（与骨关节炎相关），修正其突变位点，再将编辑后的
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干细胞移植到患者关节处，干细胞分化为软骨细胞，修复受损软骨，治疗有效率达70%；编辑造血干细胞
的镰状细胞贫血致病基因，回输后干细胞分化为正常红细胞，实现疾病的长期治疗。
③ 基因编辑+微生物工程：协同机制是编辑微生物基因组，构建功能工程菌，应用于生态修复和医药生
产。具体实例：编辑大肠杆菌的基因组，插入降解塑料的关键基因（如PET 酶基因），构建高效降解塑料
的工程菌，其降解聚乙烯塑料的效率比自然微生物提高10 倍，可在3 个月内降解50%的塑料垃圾；编辑酵
母菌的青蒿素合成相关基因，提升青蒿素产量50%，降低抗疟疾药物的生产成本。
高考易错点+深度延伸：
① 技术迭代补充：先导编辑的高考延伸考点——其pegRNA 的核心结构包括“靶位点识别序列+逆转录模
板序列”，高考常考“pegRNA 与普通gRNA 的差异”，答案为“pegRNA 兼具靶位点识别和逆转录模板
功能，普通gRNA 仅负责靶位点识别”；此外，先导编辑可编辑的片段长度≤40bp，这一数值是高考选择
题的常考细节，需注意与碱基编辑（仅单碱基）、CRISPR-Cas9（可编辑大片段）的区分；
② 动植物育种补充：高考常考“基因编辑育种与转基因育种的差异”，核心差异是“是否引入外源基
因”——基因编辑是对自身基因的修饰（如修正突变、增强/抑制表达），不引入外源基因，而转基因育种
是导入外源基因，二者的伦理风险、监管要求不同，可结合实验数据考查对比分析；
③ 临床拓展补充：肿瘤治疗中，编辑PD-1 基因的补充细节——除了敲除PD-1 基因，还可通过碱基编辑
抑制PD-1 基因的表达（无需完全敲除），既增强T 细胞杀伤活性，又避免T 细胞过度激活引发自身免疫
病，这一“精准调控”是高考非选择题的高频设问点；
④ 协同应用易错点：“基因编辑+基因诊断”的核心是“精准定位”，若基因诊断未找到明确致病位点，
无法进行精准编辑，高考常结合这一逻辑考查“治疗流程的先后顺序”（先诊断→再编辑→再移植）。
1. （2026 高三预测）基因编辑技术的迭代推动了动植物育种的革新，科研人员利用CRISPR-Cas9 技术和
碱基编辑技术，分别培育抗稻瘟病水稻品种，实验流程如下：CRISPR-Cas9 组（切割抗稻瘟病基因的突变
位点，依赖同源重组修复）、碱基编辑组（直接修正抗稻瘟病基因的单碱基突变）。结合所学知识，回答
下列问题：
（1）对比两组实验的编辑机制，说明碱基编辑组的育种效率高于CRISPR-Cas9 组的原因。
（2）若采用先导编辑技术培育抗稻瘟病水稻，相比碱基编辑技术，具有哪些优势？请结合先导编辑的技
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术特点分析。
（3）培育出抗稻瘟病水稻后，如何验证其抗逆性？请设计简要的实验方案，并说明实验设计的原则。
【答案】（1）原因：① 碱基编辑无需切割DNA 双链，避免了CRISPR-Cas9 切割双链后可能出现的染色
体断裂、插入/缺失突变，编辑误差更小，筛选工作量减少；② 碱基编辑直接实现单碱基精准替换，无需
依赖同源重组修复（同源重组修复效率低），编辑成功率更高；③ 碱基编辑操作更简便，无需构建同源
模板，缩短了育种流程，提升了育种效率。
（2）优势：① 编辑范围更广：先导编辑可实现任意碱基对的精准替换、插入或缺失，而碱基编辑仅能实
现单碱基替换，可应对抗稻瘟病基因中多碱基突变的情况；② 灵活性更高：无需依赖DNA 双链断裂和同
源模板，可直接对靶基因进行精准修饰，避免了同源重组修复的局限性；③ 脱靶率更低：先导编辑的向
导RNA 和逆转录酶协同作用，对靶位点的识别特异性更高，进一步降低了脱靶风险，更适合水稻育种中
精准改良性状的需求。
（3）实验方案：① 分组：选取培育的抗稻瘟病水稻幼苗、普通水稻幼苗（对照组），每组设置3 个重复
组，每组10 株幼苗，遵循平行重复原则；② 处理：将两组幼苗均接种等量的稻瘟病病菌，置于相同且适
宜的生长条件（温度、湿度、光照）下培养，遵循单一变量原则；③ 观察与检测：培养7-10 天后，观察
两组幼苗的发病情况（如叶片病斑数量、病斑面积），统计发病率和病情指数；④ 结论：若抗稻瘟病水
稻组的发病率和病情指数显著低于对照组，说明该水稻品种具有抗稻瘟病能力。实验设计原则：单一变量
原则、平行重复原则、对照原则。
【分析】本题聚焦基因编辑技术迭代在植物育种中的应用，考查三种基因编辑技术的差异、育种效率及实
验设计，对接高考“基因工程的应用”“育种技术对比”“实验设计”考点。解题关键是明确三种技术的
核心差异，结合植物育种的需求分析优势，设计合理的实验方案，体现“科学探究”与“科学思维”素
养。
2. （2026 高三预测）基因编辑技术在动物育种中已广泛应用，科研人员利用CRISPR-Cas9 技术编辑猪的
抗非洲猪瘟基因（R 基因），培育出抗非洲猪瘟的猪品种，流程如下：构建gRNA 与Cas9 融合表达载体→
导入猪受精卵→筛选编辑成功的受精卵→胚胎移植→培育抗非洲猪瘟猪。结合所学知识，回答下列问题：
（1）该育种流程中，导入猪受精卵的常用方法是什么？Cas9 蛋白和gRNA 的核心作用分别是什么？
（2）筛选编辑成功的受精卵时，可采用什么技术检测R 基因的编辑效果？请简要说明检测原理。
（3）相比传统杂交育种培育抗非洲猪瘟猪品种，基因编辑育种具有哪些优势？若编辑过程中出现脱靶，
可能会导致什么后果？
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【答案】（1）常用方法：显微注射法。核心作用：① Cas9 蛋白：识别并切割猪受精卵中R 基因的靶位
点，断裂磷酸二酯键，产生双链DNA 断裂；② gRNA：通过碱基互补配对原则识别R 基因的靶序列，引
导Cas9 蛋白精准结合到靶位点，避免切割非靶基因。
（2）检测技术：PCR 技术+DNA 测序技术。检测原理：① 利用PCR 技术扩增编辑后的R 基因片段，根据
R 基因的已知序列设计特异性引物，若能扩增出目标片段，说明R 基因已被编辑；② 对扩增后的DNA 片
段进行测序，对比编辑前后的碱基序列，若目标碱基位点发生预期修饰，说明编辑成功，若出现非预期碱
基变化，说明存在脱靶。
（3）优势：① 定向性强：可直接编辑抗非洲猪瘟的R 基因，定向培育抗逆品种，避免传统杂交育种中性
状分离和不利基因的引入；② 育种周期短：仅需1-2 代即可获得稳定遗传的抗逆品种，而传统杂交育种需
5-8 代，显著缩短育种周期；③ 效率高：可快速筛选编辑成功的个体，降低育种工作量；④ 可保留原有
优良性状：仅编辑目标基因，不影响猪的生长、繁殖等优良性状。脱靶后果：① 脱靶可能导致猪体内正
常基因被切割，引发基因突变，导致猪出现生长异常、繁殖障碍等问题；② 脱靶后的猪可能出现免疫功
能下降，易感染其他疾病，影响养殖效益；③ 脱靶基因若为关键功能基因，可能导致猪胚胎死亡，降低
育种成功率。
【分析】本题以动物育种为情境，考查基因编辑技术的操作流程、检测方法及优势，对接高考“基因工程
操作流程”“动物基因编辑应用”考点。解题关键是掌握基因编辑的核心工具作用、导入方法和检测技
术，对比传统育种与基因编辑育种的差异，分析脱靶风险，培养知识迁移能力。
3. （2026 高三预测）基因编辑技术的临床应用已从单基因遗传病拓展至肿瘤治疗，科研人员利用基因编
辑技术编辑患者T 细胞的PD-1 基因，制备“编辑型T 细胞”，回输后用于肿瘤治疗，流程如下：提取患
者T 细胞→编辑PD-1 基因→细胞培养→回输T 细胞→T 细胞杀伤肿瘤细胞。结合所学知识，回答下列问
题：
（1）PD-1 基因的功能是抑制T 细胞的杀伤活性，编辑PD-1 基因的核心目的是什么？该过程依赖的基因编
辑技术，优先选择碱基编辑还是CRISPR-Cas9 技术？请说明理由。
（2）编辑后的T 细胞回输到患者体内后，如何发挥杀伤肿瘤细胞的作用？请结合免疫调节的知识分析。
（3）该治疗过程中，若编辑后的T 细胞过度激活，可能会导致什么问题？请提出针对性的解决措施，并
说明原理。
【答案】（1）核心目的：敲除或抑制PD-1 基因的表达，解除PD-1 对T 细胞杀伤活性的抑制，增强T 细
胞对肿瘤细胞的识别和杀伤能力，实现肿瘤治疗。优先选择碱基编辑技术，理由：① 碱基编辑脱靶率
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低，可精准编辑PD-1 基因，避免损伤T 细胞中的正常基因，降低治疗风险；② 无需切割DNA 双链，对
T 细胞损伤小，回输后存活率高，能更好地发挥杀伤肿瘤细胞的作用；③ 编辑效率高，可快速获得编辑成
功的T 细胞，缩短治疗流程。
（2）作用过程：① 编辑后的T 细胞回输到患者体内，其PD-1 基因被抑制，杀伤活性解除；② T 细胞表
面的受体可识别肿瘤细胞表面的抗原，实现特异性结合；③ T 细胞增殖分化为效应T 细胞，效应T 细胞释
放穿孔素、颗粒酶等物质，裂解肿瘤细胞；④ 同时，T 细胞分泌细胞因子，促进其他免疫细胞（如B 细
胞、巨噬细胞）的活性，增强机体的抗肿瘤免疫反应，彻底清除肿瘤细胞。
（3）可能出现的问题：T 细胞过度激活，会攻击患者体内的正常细胞，引发自身免疫病（如类风湿关节
炎、系统性红斑狼疮）。解决措施：① 采用诱导型基因编辑技术，仅在T 细胞接触肿瘤细胞时，才激活
编辑后的PD-1 基因抑制功能，避免T 细胞过度激活；② 回输前，对编辑后的T 细胞进行活性检测，筛选
活性适中的细胞进行回输；③ 回输后，定期监测患者的免疫功能，若出现过度激活迹象，使用免疫抑制
剂进行调控，抑制T 细胞的过度增殖和活性。原理：通过调控T 细胞的活性，平衡抗肿瘤免疫和自身免
疫，避免损伤正常细胞，确保治疗的安全性。
【分析】本题聚焦基因编辑在肿瘤治疗中的临床拓展，考查免疫调节、基因编辑技术选择，对接高考“免
疫调节”“基因编辑的临床应用”考点。解题关键是理解PD-1 基因的功能，结合免疫调节知识分析T 细
胞的杀伤机制，分析技术应用中的问题并提出解决措施，体现“科学探究”与“社会责任”素养。
1. （2026 高考预测）2026 年先导编辑技术逐渐应用于多场景基因编辑，该技术可实现任意碱基对的精准
修饰，无需依赖DNA 双链断裂和同源模板，比碱基编辑技术更灵活。科研人员利用先导编辑技术，修正
某单基因遗传病（多碱基缺失导致）的致病基因，结合所学知识，回答下列问题：
（1）先导编辑技术相比CRISPR-Cas9、碱基编辑技术，核心优势有哪些？请从作用机制角度分析。
（2）请设计利用先导编辑技术修正该多碱基缺失致病基因的简要流程，并标注每一步的核心目的。
（3）该治疗过程中，如何检测编辑后的基因是否正常表达？请结合基因表达的知识，提出2 种检测方
法，并说明检测原理。
【答案】（1）核心优势：① 编辑范围更广：可实现任意碱基对的精准替换、插入或缺失，既能修正单碱
基突变，也能修复多碱基缺失、插入等复杂突变，而CRISPR-Cas9 易产生插入/缺失误差，碱基编辑仅能
修正单碱基突变；② 无需依赖DNA 双链断裂和同源模板：避免了双链切割导致的染色体损伤，也无需构
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建同源模板，操作更简便，编辑效率更高；③ 脱靶率更低：先导编辑通过向导RNA 和逆转录酶协同作
用，对靶位点的识别特异性更高，减少了脱靶现象，安全性更强；④ 灵活性更高：可根据致病基因的突
变类型，灵活设计编辑方案，适配不同的治疗和育种场景。
（2）治疗流程：① 细胞获取：从患者体内提取相关组织干细胞（如造血干细胞），核心目的：干细胞具
有分化能力，编辑后可分化为功能细胞，实现长期治疗效果；② 编辑设计：根据致病基因的正常序列，
设计特异性向导RNA 和逆转录模板（包含缺失的多碱基序列），核心目的：确保先导编辑工具能精准识
别靶位点，并补充缺失的碱基；③ 基因编辑：将先导编辑工具（向导RNA、逆转录酶、Cas9 融合蛋白）
导入干细胞，引导工具精准结合靶位点，通过逆转录补充缺失的多碱基，完成基因修正，核心目的：恢复
致病基因的正常序列和功能；④ 筛选检测：筛选编辑成功、无脱靶的干细胞，检测致病基因的序列完整
性，核心目的：确保编辑效果，避免脱靶导致的异常；⑤ 细胞回输：将筛选后的干细胞回输到患者体
内，核心目的：干细胞分化为功能细胞，表达正常基因，缓解病情。
（3）检测方法及原理：① 方法一：RT-PCR 技术，检测致病基因的mRNA 表达量。原理：提取编辑后细
胞的总RNA，逆转录为cDNA，利用致病基因的特异性引物进行PCR 扩增，若能扩增出目标cDNA 片
段，且扩增产物量与正常细胞一致，说明编辑后的基因能正常转录；② 方法二：抗原-抗体杂交技术，检
测致病基因编码的蛋白质。原理：提取编辑后细胞的蛋白质，与致病基因编码蛋白质的特异性抗体杂交，
若出现杂交带，且杂交带强度与正常细胞一致，说明编辑后的基因能正常翻译，合成功能蛋白质；③ 方
法三：细胞功能检测，检测细胞的生理功能。原理：若致病基因编码的蛋白质是某种酶，可检测细胞内该
酶的活性，若酶活性恢复正常，说明编辑后的基因能正常表达。
【分析】本题结合先导编辑技术这一2026 年热点，考查技术优势、治疗流程及基因表达检测，对接高考
“基因编辑技术迭代”“基因表达检测”考点，模拟高考情境化命题。解题关键是理解先导编辑的技术特
点，梳理治疗流程的逻辑，掌握基因表达的检测方法，培养综合应用能力。
2. （2026 高考预测）基因编辑技术与微生物工程协同应用，成为生态修复和医药生产的新方向。科研人
员利用CRISPR-Cas9 技术编辑大肠杆菌的基因组，构建高效降解塑料的工程菌，流程如下：提取大肠杆菌
→编辑降解塑料的关键基因（M 基因）→筛选编辑成功的大肠杆菌→扩大培养→应用于塑料污染修复。结
合所学知识，回答下列问题：
（1）编辑大肠杆菌的M 基因时，Cas9 蛋白和gRNA 的作用分别是什么？导入编辑工具的常用方法是什
么？
（2）筛选编辑成功的大肠杆菌时，可采用什么筛选方法？请简要说明筛选原理，并分析筛选的关键是什
么。
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（3）该工程菌应用于塑料污染修复时，相比传统的物理、化学修复方法，具有哪些优势？若工程菌泄露
到自然环境中，可能会带来什么生态风险？请提出防控措施。
【答案】（1）作用：① Cas9 蛋白：识别并切割大肠杆菌基因组中M 基因的靶位点，断裂磷酸二酯键，
为目的基因的插入提供位点；② gRNA：通过碱基互补配对原则识别M 基因的靶序列，引导Cas9 蛋白精
准结合到靶位点，避免切割非靶基因。常用导入方法：感受态细胞法（将大肠杆菌处理为感受态细胞，使
编辑工具更容易进入细胞）。
（2）筛选方法：选择培养基筛选+DNA 测序验证。筛选原理：① 构建编辑载体时，加入标记基因（如抗
生素抗性基因），将编辑载体导入大肠杆菌后，将大肠杆菌接种到含对应抗生素的选择培养基上，未导入
载体的大肠杆菌无法存活，存活的大肠杆菌为导入编辑载体的个体；② 对存活的大肠杆菌进行DNA 测
序，对比编辑前后的M 基因序列，若M 基因被成功编辑（如插入降解塑料的目的基因），说明筛选成
功。筛选的关键：① 标记基因的选择要具有特异性，确保能有效筛选出导入编辑载体的大肠杆菌；②
DNA 测序验证，确保M 基因被精准编辑，避免脱靶导致的筛选误差。
（3）优势：① 高效性：工程菌可快速繁殖，持续分泌降解塑料的酶，降解效率高于物理、化学方法；②
环保性：工程菌降解塑料后，可自身分解，不会产生二次污染，而物理、化学方法可能会产生有毒有害物
质；③ 低成本：工程菌扩大培养难度低、成本低，可大规模应用于大面积塑料污染修复；④ 针对性强：
可通过编辑M 基因，定向优化降解酶的活性，适配不同类型的塑料污染。生态风险及防控措施：风险：工
程菌泄露到自然环境中，可能会大量繁殖，与自然微生物竞争营养物质，破坏生态平衡；若M 基因转移到
自然微生物体内，可能导致自然微生物获得降解塑料的能力，引发不可预测的生态变化。防控措施：①
对工程菌进行基因改造，使其依赖人工培养基中的特定营养物质才能存活，避免在自然环境中大量繁殖；
② 建立工程菌泄露监测体系，及时发现并处理泄露的工程菌；③ 限定工程菌的应用范围，在封闭环境中
进行塑料降解，避免直接暴露在自然环境中。
【分析】本题聚焦基因编辑与微生物工程的协同应用，考查基因编辑操作、筛选方法及生态风险，对接高
考“基因工程与微生物工程”“生态环境保护”考点，侧重考查“科学思维”与“社会责任”素养。解题
关键是掌握基因编辑在微生物中的操作流程，分析工程菌的应用优势和生态风险，提出合理的防控措施，
体现科技与生态的统一。
3. （2026 高考预测）基因编辑技术的多场景应用，既推动了农业、医药领域的发展，也带来了新的技术
挑战和伦理争议。结合基因编辑在动植物育种和临床治疗中的应用，回答下列问题：
（1）基因编辑在动植物育种中，相比传统杂交育种和诱变育种，核心优势有哪些？请结合具体应用场景
说明。
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（2）基因编辑临床拓展应用（如肿瘤治疗）中，面临的技术挑战有哪些？请列举3 点，并说明应对措
施。
（3）基因编辑技术在多场景应用中，应遵循哪些核心生物伦理原则？请结合动植物育种和临床治疗，分
别说明如何遵循这些原则。
【答案】（1）核心优势及应用说明：① 定向性强：可精准编辑目标基因，定向培育优良性状，避免传统
杂交育种的性状分离和诱变育种的突变方向不可控。例如，利用基因编辑技术精准编辑玉米的耐干旱基
因，定向培育耐干旱玉米品种，无需多代筛选；② 育种/治疗周期短：可快速获得优良品种或编辑成功的
细胞，缩短育种/治疗周期。例如，动物育种中，基因编辑仅需1-2 代即可获得稳定遗传的抗病品种，而传
统杂交育种需5-8 代；③ 效率高：可快速筛选编辑成功的个体，降低筛选工作量。例如，植物育种中，利
用基因芯片检测编辑效果，快速筛选抗逆品种；④ 可保留原有优良性状：仅编辑目标基因，不影响动植
物的其他优良性状。例如，编辑猪的抗非洲猪瘟基因，不影响猪的生长速度和肉质品质。
（2）技术挑战及应对措施：① 挑战一：脱靶风险无法完全消除，可能损伤正常基因。应对措施：优化向
导RNA 设计，提高特异性；采用更精准的基因编辑技术（如先导编辑）；建立完善的脱靶检测体系，筛
选无脱靶的细胞或个体；② 挑战二：编辑后的细胞或个体可能出现功能异常（如干细胞分化异常、工程
菌降解效率不足）。应对措施：优化编辑条件，确保编辑后的基因正常表达；加强编辑后的功能检测，筛
选功能正常的细胞或个体；结合其他生物技术（如干细胞培养、微生物驯化），提升编辑后的个体功能；
③ 挑战三：临床治疗中，编辑后的细胞回输后存活率低，难以发挥长期治疗效果。应对措施：优化细胞
培养条件，提高编辑后细胞的活性；对回输细胞进行表面修饰，降低免疫排斥；结合免疫调节药物，提高
细胞回输后的存活率；④ 挑战四：多碱基突变、染色体异常导致的疾病，编辑难度大。应对措施：推广
先导编辑技术，实现复杂基因编辑；结合基因诊断技术，精准定位致病位点，优化编辑方案。
（3）核心伦理原则及遵循方式：① 不伤害原则：避免技术应用对人类、动植物和生态环境造成伤害。动
植物育种中，避免编辑可能导致物种异常的基因，防止破坏生态平衡；临床治疗中，严格控制脱靶风险，
避免损伤正常细胞，减少治疗带来的副作用；② 公平原则：避免技术滥用，确保技术的公平应用。动植
物育种中，避免利用基因编辑技术培育“特权品种”，引发市场不公平；临床治疗中，确保基因编辑治疗
的可及性，避免因成本过高导致的医疗不公平；③ 尊重原则：尊重物种的自然规律和人类的生命健康
权。动植物育种中，不编辑可能改变物种本质的基因，尊重生物多样性；临床治疗中，尊重患者的知情权
和选择权，履行知情同意程序，不强迫患者接受基因编辑治疗；④ 可持续发展原则：确保技术应用符合
人类长远利益和生态可持续发展。动植物育种中，结合生态农业要求，培育环境友好型品种；临床治疗
中，避免编辑生殖细胞，防止改变人类基因库，影响人类进化。
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【分析】本题聚焦基因编辑的多场景应用、技术挑战和伦理原则，对接高考“基因工程的应用与伦理”
“育种技术对比”考点，侧重考查“科学思维”与“社会责任”素养。解题关键是结合动植物育种和临床
治疗的场景，分析基因编辑的优势、技术挑战，梳理核心伦理原则及遵循方式，培养辩证看待科技发展的
能力，体现科学技术与伦理规范、生态保护的统一。
1．（2026·陕西榆林·二模）如图为抗冻基因和质粒的结构图，欲将抗冻蛋白基因和质粒构建基因表达载体
(重组质粒)，并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（ ）
A．若用EcoR Ⅰ酶切，最终在含卡那霉素的培养基中生长的菌落，不一定含有抗冻基因
B．构建基因表达载体时，应用EcoR Ⅰ和Sal Ⅰ分别切割抗冻基因的DNA 片段和质粒
C．构建重组质粒时，用不同限制酶切割抗冻基因的DNA 片段和质粒可避免二者自身环化
D．若用BamH Ⅰ和Xho Ⅰ酶切，可通过PCR 和电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
【答案】B
【详解】A、若只用EcoRⅠ酶切，质粒自身环化（未插入目的基因）时，卡那霉素抗性基因保持完整，导
入空质粒的受体菌也能在含卡那霉素的培养基生长，因此长出的菌落不一定含有抗冻基因，A 正确；
B、若抗冻基因仅用EcoR Ⅰ切割，质粒仅用Sal Ⅰ切割，二者末端不匹配（EcoR Ⅰ黏性末端 ≠ Sal Ⅰ黏
性末端），导致无法连接；构建基因表达载体时，应该选择BamH Ⅰ和Xho Ⅰ切割抗冻基因的DNA 片段
和质粒，B 错误；
C、用不同限制酶切割后，目的基因和质粒的两端粘性末端不同，可以有效避免目的基因或质粒自身环化，
C 正确；
D、BamH Ⅰ和Xho Ⅰ不会破坏抗冻基因，构建后若重组质粒成功，则PCR 可以扩增出对应长度的抗冻基
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因片段，通过电泳分离条带，即可鉴定是否构建成功，D 正确。
2．（2026·重庆北碚·模拟预测）某男孩患病由X 染色体结构变异引起。研究人员设计了如图所示的引物，
对患病男孩及其正常双亲的体细胞的DNA 进行PCR 检测，结果如图所示。不考虑基因D 异常对人体的影响，
下列分析不正确的是（ ）
A．该男孩患病由倒位引起，此过程中DNA 分子有4 个磷酸二酯键断裂
B．母亲在减数分裂时发生此染色体变异产生异常B 基因，遗传给该男孩导致其患病
C．使用引物F1/R2扩增，父亲和母亲能够扩增出条带，患病男孩不能
D．母亲再生一名男孩，使用引物R2/R1扩增可判断男孩是否患病
【答案】B
【详解】A、染色体倒位需要在倒位片段的两个端点断裂DNA，DNA 为双链，每个断点会断裂2 个磷酸二
酯键，两个断点共断裂4 个磷酸二酯键，A 正确；
B、根据扩增结果可知，母亲是杂合子，携带异常基因，异常基因通过卵细胞遗传给了儿子，导致儿子患
病，即异常基因不是减数分裂过程中产生的，B 错误；
C、母亲是杂合子，携带异常基因，异常基因通过卵细胞遗传给了儿子。使用引物F1/R2扩增，父亲和母亲
能够扩增出条带，患病男孩不能，C 正确；
D、引物R2/R1若能扩增，则说明发生了倒位，可判断男孩患病，若不能扩增，说明未发生倒位，故母亲再
生一名男孩，使用引物R2/R1 扩增可判断男孩是否患病，D 正确。
3．（2026·陕西榆林·二模）科研人员从耐旱植物拟南芥中分离出耐旱基因DREB1A，并利用基因工程技术
将其导入水稻，培育抗旱水稻。大致流程为：利用PCR 技术扩增DREB1A 基因后，将其与含有花椰菜花叶
病毒35S 启动子、终止子和潮霉素抗性基因的Ti 质粒连接，构建成基因表达载体；随后通过农杆菌转化法
导入水稻细胞，经过筛选、培养和鉴定获得转基因水稻植株。下列叙述错误的是（ ）
A．PCR 扩增DREB1A 基因时，需根据DREB1A 基因两端的碱基序列设计两种引物
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B．构建基因表达载体时，35S 启动子应位于DREB1A 基因的上游，终止子位于其下游
C．农杆菌转化法中，水稻细胞作为受体细胞时，需先用酶去除其细胞壁制备成原生质体
D．用潮霉素对导入质粒的农杆菌进行筛选，能存活的不一定成功导入了DREB1A 基因
【答案】C
【详解】A、PCR 扩增目的基因时，需要依据目的基因两端的特异性碱基序列设计两种引物，分别与两条模
板链互补结合，才能启动目的基因的扩增，A 正确；
B、启动子是RNA 聚合酶识别结合的位点，可驱动目的基因转录，需位于目的基因上游，终止子是转录终
止的信号，需位于目的基因下游，二者共同保证目的基因正常转录，B 正确；
C、农杆菌转化法的原理是农杆菌Ti 质粒上的T-DNA 可转移并整合到植物受体细胞的染色体DNA 上，该过
程无需去除水稻细胞的细胞壁，植物体细胞杂交才需要制备原生质体，C 错误；
D、潮霉素抗性基因是Ti 质粒上的标记基因，导入未插入目的基因的空Ti 质粒的农杆菌也可在含潮霉素的
培养基上存活，因此筛选得到的农杆菌不一定成功导入了目的基因DREB1A，D 正确。
4．（2026·河南郑州·模拟预测）Noxa 是一种促凋亡蛋白。为构建表达Noxa 的工程菌，现利用PCR 技术将
Noxa 基因连接在ClyA 基因的下游，构建ClyA-Noxa 融合基因，并插入P 载体。两个基因及四条引物如图所
示。下列叙述错误的是（ ）
A．为方便构建融合基因，R1 和F2 引物设计时需要引入一定长度的互补序列
B．为保证插入P 载体的准确性，F1 和R2 引物设计时应引入不同的酶切位点
C．为高效准确构建含ClyA-Noxa 融合基因的表达载体，需至少使用4 种限制酶
D．为筛选成功转化后的工程菌，可以使用F1 和R2 的引物组合进行PCR 鉴定
【答案】C
【详解】A、利用重叠PCR 构建融合基因时，ClyA 的下游引物R1 和Noxa 的上游引物F2 设计互补序列后，
两个基因的PCR 产物可通过互补序列拼接，进而得到完整的ClyA-Noxa 融合基因，A 正确；
B、在融合基因的两端引物F1（上游）和R2（下游）引入不同的酶切位点，酶切后融合基因的两端黏性末
端不同，可保证融合基因定向正确插入载体，B 正确；
C、仅需在融合基因的两端引入2 种不同的酶切位点，用这2 种限制酶分别切割融合基因和载体，即可完成
表达载体构建，不需要至少4 种限制酶，C 错误；
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D、若工程菌成功转入融合基因，F1（结合ClyA 上游）和R2（结合Noxa 下游）的引物组合可以扩增出对
应大小的融合基因条带，若未成功转化则无法扩增出目的条带，因此可用于鉴定，D 正确。
5．（25-26 高三下·江苏扬州·阶段检测）荧光定量PCR 技术可定量检测样本中某种DNA 含量。其原理是在
PCR 体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当Taq 酶催化子链延伸至探针
处，会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成。下列有关叙
述正确的是（ ）
A．引物是单链DNA 或单链RNA，引物1、2 的碱基序列相同
B．Taq 酶催化DNA 的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸
C．达到设定荧光强度所经过的循环次数与其起始模板量呈正相关
D．该项技术可用于检测某种细胞中不同基因表达的翻译水平
【答案】B
【详解】A、引物与模板按照碱基互补配对原则结合，引物是单链DNA 或单链RNA，但引物1 和2 结合部
位不同，序列也不同，A 错误；
B、由图可知，Taq 酶催化DNA 的合成方向总是从子链的5’端向3’端延伸，B 正确；
C、由题干信息可知，起始模板量越多，达到设定荧光强度所需的循环次数越少，二者呈负相关，C 错误；
D、荧光定量PCR 技术可定量检测样本中某种DNA 含量，而不是检测某种细胞中不同基因表达的翻译水平，
D 错误。
6．（2026·四川德阳·三模）类黄酮具有抗氧化、抗炎等多种功效，基因A 表达产物促进番茄细胞内类黄酮
的分解。将基因A 反向插入载体，使其在番茄细胞内转录出与内源基因A 的mRNA 互补的反义RNA，抑制
内源基因A 的表达，从而提高类黄酮的含量，实验部分流程如图。下列分析合理的是（ ）
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A．与细胞内基因A 复制相比，PCR 扩增基因A 时无需消耗能量
B．扩增基因A 所用引物1 的5′端应添加限制酶HindⅢ识别序列
C．未转化的叶肉细胞可以在含有潮霉素的培养基中实现脱分化
D．通过以上技术获得的转基因番茄与原番茄之间存在生殖隔离
【答案】B
【详解】A、无论是细胞内的DNA 复制，还是PCR 扩增目的基因，脱氧核苷酸连接形成磷酸二酯键的过程
都需要消耗能量，A 错误；
B、题图中插入目的基因的酶切位点是Xba Ⅰ和Hind Ⅲ，且结合反向插入的需求（将基因A 反向插入载体，
使其在番茄细胞内转录生成与内源基因A 的mRNA 互补的反义RNA），要将基因A 反向插入启动子下游，
则引物1（基因A 左端的5'端）需要添加Hind Ⅲ位点，B 正确；
C、潮霉素抗性基因位于重组质粒上，只有成功导入重组质粒的转化细胞才具有潮霉素抗性，未转化的叶
肉细胞不具有抗性，会在含潮霉素的培养基中被杀死，无法进行脱分化，C 错误；
D、转基因番茄仅转入了目的片段，没有形成新物种，与原番茄仍属于同一物种，不存在生殖隔离，D 错
误。
7．（2026·山东日照·二模）基因工程中，使用单个限制酶酶切构建的表达载体易出现连接方向错误和重复
插入目的基因片段等现象，可通过酶切及筛选标记鉴定出符合预期的重组质粒。研究人员将目的基因CDS
插入质粒P 的SacⅡ位点后，对重组质粒进行扩增、筛选和检测。P 和CDS 结构如图所示。下列叙述错误
的是（ ）
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注：X-gal 被LacZ 基因表达产物分解成蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则为白色。
A．重组质粒被PstⅠ完全酶切后电泳可能会获得长度为9.4kbDNA 片段
B．用EcoRⅠ与SacⅡ完全酶切重组质粒，可得到2 个长度的DNA 片段
C．用EcoRⅠ与PstⅠ完全酶切重组质粒，可判断CDS 基因的连接方向
D．将含重组质粒的细胞涂布在含X-gal 的培养基上，菌落颜色为白色
【答案】B
【详解】A、构建重组载体时使用的是单酶酶切，可能出现目的基因重复插入的情况，若2 个CDS 与载体P
连接，则重组载体被PstI 酶切后电泳，可能会得到长度约4.2+2.6+2.6=9.4（kb）的DNA 片段，A 正确；
B、若1 个CDS 和1 个载体P 连接，该重组载体上有2 个SacⅡ酶切位点和一个EcoRI 酶切位点，经EcoRI 和
SacⅡ充分酶切后可以得到长度约0.5kb、2.1kb、4.2kb 的DNA 片段；若有多个CDS 重复插入载体P，也能
得到相同结果，B 错误；
C、1 个CDS 插入载体P 的方式有两种，正向连接和反向连接，两种连接方向下重组载体被EcoRI 和PstI 酶
切后的片段长度不同，因此可以判断CDS 片段的连接方向，C 正确；
D、基因工程构建重组载体时，用SacⅡ酶切割载体P， 破坏了载体P 的LacZ 基因，含该重组载体的宿主
细胞不能合成β-半乳糖苷酶，不能分解X-gal，在含X-gal 的培养基上菌落呈白色，D 正确。
8．（2026·广东深圳·二模）人类15 号染色体某区段内的基因表达受亲本来源影响。其中S 基因仅父源表达，
母源S 基因由于甲基化而无法表达。缺失父源S 基因可导致Prader-Willi 综合征。研究者对两名女性待测个
体进行分子检测：先用特定试剂处理DNA，使无甲基化的胞嘧啶（C）转化为胸腺嘧啶（T），然后用2 组
引物（M1/M2 和U1/U2）分别扩增S 基因，将扩增产物混合后电泳（图）。下列分析正确的是（ ）
注：图中只给出S 基因一条链的部分碱基序列；□表示甲基化位点；引物标注部位就是其结合部位。
A．M1/M2 可扩增有转录活性的S 基因
B．U2 的序列为5′-TCGCG-3′
C．个体1 与正常男性婚配，子代患Prader-Willi 综合征概率为1/2
D．个体2 为Prader-Willi 综合征患者
【答案】D
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【详解】A、有转录活性的是父源S 基因，它的左侧区域转化后是5'-GGTGT-3' ，和M1（ 5'-GGCGC-3' ）
不互补，无法结合，无转录活性的是母源S 基因，左侧区域保持5'-GGCGC-3' ，和M1 完全互补，可结合，
M1/M2 扩增的是无转录活性的母源S 基因，A 错误；
B、父源S 基因左侧区域转化后是5'-GGTGT-3' ，和U1 互补，可知U1/U2 是扩增父源链的，不是母源链，
父源链的右侧序列转化后是5'-TGTGA-3' ，因此U2 的5'→3'序列应为5'-TCACA-3' ，B 错误；
C、引物M1/M2 扩增母源S 基因，片段短，电泳条带在下方，引物U1/U2 扩增父源S 基因，片段长，电泳
条带在上方，个体1 有上方U1/U2 条带（含父源S 基因），无下方M1/M2 条带（无母源S 基因），由此可
推出个体1 含正常父源S 基因，母源S 基因缺失，个体1 与正常男性婚配，子代一定正常，不会患Prader-
Willi 综合征，患病概率为0，C 错误；
D、个体2 有下方M1/M2 条带（含母源S 基因），无上方U1/U2 条带（无父源S 基因），由此可推出个体
2 仅含母源S 基因（甲基化不表达），父源S 基因缺失，无功能性S 基因，符合Prader-Willi 综合征的患病
条件，D 正确。
9．（2026·陕西榆林·二模）如图为T 淋巴细胞对肿瘤细胞发生免疫应答的部分过程，编号①～⑤表示免疫
过程。下列叙述正确的是（ ）
A．清除体内肿瘤细胞的过程体现了免疫系统的免疫防御功能
B．细胞f 是活化的细胞毒性T 细胞，可使肿瘤细胞发生细胞凋亡
C．图中显示的过程体现了细胞免疫和体液免疫的密切合作
D．图中细胞d 还可识别和清除人体内各种不同的肿瘤细胞
【答案】B
【详解】A、清除体内肿瘤细胞体现的是免疫系统的免疫监视功能，A 错误；
B、细胞f 是活化的细胞毒性T 细胞，它可以识别并接触肿瘤细胞，诱导肿瘤细胞发生细胞凋亡，使肿瘤细
胞裂解，B 正确；
C、图中只展示了细胞免疫的过程（T 淋巴细胞参与的对肿瘤细胞的杀伤），没有体现体液免疫（B 细胞、
抗体参与的过程），C 错误；
D、细胞d 是细胞毒性T 细胞，具有特异性，能识别特定的肿瘤细胞，不能识别和清除人体内各种不同的
肿瘤细胞，D 错误。
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10．（2026·重庆北碚·模拟预测）研究表明，决定细胞“命运”的外因是细胞对胞外信号的特异性组合所
进行的程序性反应（见图甲）。图乙和丙是科研人员研究ATRA（一种调控因子）影响细胞增殖和细胞凋亡
的实验结果。下列叙述正确的是（ ）
A．特定的胞外信号D 和E 能够实现体内细胞的无限增殖
B．只有胞外信号F 和G 可诱导细胞内基因的选择性表达
C．ATRA 与信号ABC 在调控细胞存活和凋亡方面的作用效果一致
D．由图乙和丙可知，ATRA 通过促进DNA 复制，促进细胞增殖；通过抑制蛋白质合成，抑制细胞凋亡
【答案】C
【详解】A、图甲中，A、B、C + D、E 使细胞分裂（增殖），但体内正常细胞的增殖是有限的，只有癌细
胞才会无限增殖，这需要原癌基因和抑癌基因的突变，并非仅靠 D、E 信号就能实现，A 错误；
B、与细胞存活相比，当信号D 和E 存在时，与细胞分裂有关的基因可以表达，这也属于基因选择性表达
的范畴，B 错误；
C、图甲中，信号 A、B、C 可维持细胞存活，抑制凋亡。 图丙中，ATRA 处理组凋亡蛋白含量降低，说明
ATRA 也能抑制细胞凋亡、促进细胞存活，二者作用效果一致，C 正确；
D、图乙中，S 期细胞比例升高，G₁ 期降低，说明细胞进入 S 期（DNA 复制期）的比例增加，但这不一
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定是促进增殖，也可能是细胞周期阻滞在 S 期，最终走向凋亡或停滞。 图丙中，ATRA 处理组凋亡蛋白
含量降低，说明是抑制凋亡蛋白的表达 / 合成，而不是 “抑制所有蛋白质合成”，D 错误。
二、解答题
11．（2026·陕西榆林·二模）我国科学家为保护濒危植物白鹤兰(Pecteilis radiata)，开展该植物离体快繁研
究实验。实验流程如下：
①外植体处理：取野生植株的茎尖，经5%次氯酸钠溶液消毒10 分钟；②启动培养：接种到MS+1.0mg/L6-
BA(细胞分裂素)+0.2mg/LNAA 的培养基中；③增殖培养：将愈伤组织转至MS+2.0mg/L6-BA+0.1mg/LNAA 培
养基中；④生根培养：切取3cm 芽转至1/2MS+0.5mg/LIBA 培养基中。实验过程中设置不同条件的分组，
结果如下：
表1：不同激素组合对愈伤组织诱导的影响
6-BA(mg/L)
NAA(mg/L)
污染率(%)
褐变率(%)
愈伤诱导率(%)
0.5
0.1
18.3
25.6
42.7
1.0
0.2
9.4
12.1
72.3
2.0
0.5
5.2
38.9
18.7
表2：光照对分化的影响
光照条件
分化芽数/块
芽高度(cm)
玻璃化苗比例(%)
全黑暗
0.0
0.0
0.0
光强1000lux
3.8
2.1
5.2
光强2000lux
5.3
3.5
28.6
(1)外植体消毒选用次氯酸钠而非酒精，主要原因是___________，启动培养时添加6-BA 和NAA 的作用是
___________。
(2)表1 中2.0mg/L6-BA 组的愈伤组织诱导率骤降，可能原因是___________。表2 光强2000lux 导致玻璃化
苗比例升高，解决措施是___________。
(3)植物细胞的非对称细胞融合是指融合前分别用射线破坏供体的细胞核和用碘乙酰胺破坏受体的细胞质，
实现胞质基因和核基因的优化组合。已知甲植物细胞核基因控制耐寒，乙植物细胞质基因控制耐旱。某研
究小组用甲、乙植物细胞进行非对称细胞融合，以期获得耐旱和耐寒的再生植株。
①将甲、乙植物的原生质体分别经___________处理，处理后的原生质体可在显微镜下用___________计数，
确定原生质体的密度，两种原生质体等体积混合后，添加适宜浓度的PEG 和0.08mol/L、pH9.5 的CaCl2，诱
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导一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是___________。
②将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽、生根的培养基上诱导形成再生植株。为初步确定再生植株是否
来自于杂种细胞，可通过___________技术进行鉴定。
【答案】(1) 次氯酸钠不易损伤幼嫩组织(酒精易使蛋白质变性导致外植体死亡) 诱导细胞分裂/脱
分化、促进愈伤组织生长(细胞分裂素与生长素基础功能)
(2) 高浓度细胞分裂素抑制愈伤组织形成，加剧褐变 降低光照强度或添加渗透调节剂(如甘露醇)
(玻璃化苗因高湿弱光)
(3) 碘乙酰胺、射线 血细胞计数板 终止原生质体融合 PCR
【详解】（1）外植体消毒选用次氯酸钠而非酒精，主要原因是次氯酸钠不易损伤幼嫩组织(酒精易使蛋白
质变性导致外植体死亡)。启动培养时添加6-BA 和NAA 的作用是诱导细胞分裂/脱分化、促进愈伤组织生长
(细胞分裂素与生长素基础功能)。
（2）表1 中2.0mg/L6-BA 组的愈伤组织诱导率骤降，可能原因是高浓度细胞分裂素抑制愈伤组织形成，加
剧褐变。相比全黑暗和光强1000lux，光强2000lux 导致玻璃化苗比例升高，因此解决措施是降低光照强度
或添加渗透调节剂(如甘露醇)(玻璃化苗因高湿弱光)。
（3）①已知甲植物细胞核基因控制耐寒，乙植物细胞质基因控制耐旱。为了获得耐旱和耐寒的再生植株，
因此将甲、乙植物的原生质体分别经碘乙酰胺、射线处理，处理后的原生质体可在显微镜下用血细胞计数
板计数，确定原生质体的密度，两种原生质体等体积混合后，添加适宜浓度的PEG 和0.08mol/L、pH9.5 的
CaCl2，诱导一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是终止原生质体融合，避免原生质体继
续融合。
②将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽、生根的培养基上诱导形成再生植株。为初步确定再生植株是否
来自于杂种细胞，可通过PCR 技术进行鉴定，PCR 技术可分析杂种细胞的基因组成。
12．（2026·陕西榆林·二模）利用转基因小鼠生产人源抗体的技术首先要敲除小鼠的抗体基因，再转入人
的全套抗体基因，使得小鼠能够产生人源抗体。回答下列问题：
(1)科研人员采取同源重组方法将小鼠胚胎干细胞（ES）中的鼠源抗体基因敲除。该方法需构建携带同源重
组序列的载体，所用的载体需要含有标记基因，目的是________。
(2)获得敲除小鼠抗体基因的ES 细胞后，需将人的抗体基因转入该细胞。该过程所用的BAC 载体与含人抗
体基因的DNA 上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2 所示。
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①为获得人抗体基因，需从人的________细胞中获取mRNA，在________酶的作用下获得cDNA。
②用图中质粒和目的基因构建基因表达载体时，分别只需要一种限制酶和DNA 连接酶便可实现，处理目的
基因的限制酶是________，用该方法切割目的基因、质粒后可能出现目的基因的反向连接或________。
③现已获得A 和B 两个重组质粒，欲要通过PCR 扩增的方法，检测目的基因“正向”还是“反向”插入质
粒，可选择图中“甲、丙”处碱基序列设计引物，若A 重组质粒扩增出的片段长于B 质粒，则_______质
粒是“正向”接入的质粒。
(3)将重组的ES 细胞注入野生型小鼠的________期胚胎，再通过________技术能够建立嵌合型小鼠，最后
经过一系列操作能够产生人源抗体。
【答案】(1)便于检测目的基因是否导入到受体细胞
(2) 浆（B） 逆转录 Sau3A
Ⅰ
目的基因以及质粒自身环化 B
(3) 囊胚 胚胎移植
【详解】（1）标记基因的目的是便于检测目的基因是否导入到受体细胞（如抗生素抗性基因，可在含抗
生素的培养基上筛选出成功导入载体的细胞）。
（2）①抗体基因只在浆（效应 B）细胞中表达，因此需从人的浆细胞中获取mRNA，在逆转录酶的作用下
获得cDNA。
②由图1 可知，Hind Ⅲ在质粒上有两个酶切位点，不宜选用Hind Ⅲ来切目的基因，而BamH Ⅰ的识别序
列是G↓GATCC，Sau3A
Ⅰ的识别序列是↓GATC，二者切割后产生的黏性末端相同；质粒上的BamH
Ⅰ位
点可与目的基因的Sau3A Ⅰ位点互补。因此，处理目的基因的限制酶是Sau3A Ⅰ。 该方法切割后，可能
出现的问题除了目的基因反向连接，还有目的基因及质粒自身环化。
③若A 重组质粒扩增出的片段长于B 质粒，说明A 中插入的目的基因更长，“甲” 与 “丙” 的距离较
远，扩增出的片段较长，即A 是反向接入的，故B 质粒是“正向”接入的质粒。
（3）将重组的ES 细胞注入野生型小鼠的囊胚期胚胎（囊胚期的内细胞团可发育为个体的各种组织），再
通过胚胎移植技术将胚胎移入代孕母鼠子宫，建立嵌合型小鼠。
13．（2026·山东东营·二模）植物受病原菌侵害时会产生大量水杨酸(SA)并利用SA 合成水杨酸甲酯
(MeSA)，释放给周围植物“报信”。科学家发现拟南芥S 基因缺失株系①中MeSA 合成受限，B 基因缺失株
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系无法合成MeSA，为探究S 蛋白和B 蛋白在MeSA 合成过程中的相互作用，科学家做了如下研究，相关信
息如图所示。回答下列问题。
(1)为获得S-GST 融合蛋白，需要构建S-GST 基因过表达载体。通过PCR 特异性扩增目的基因S(只含氨基酸
编码序列，810 个碱基对)需先设计引物，引物的作用是___________。为利用限制双酶切法将S 基因连入载
体，在引物___________(填“5′”或“3′”)端上添加相应的限制酶识别序列。实验室可使用的限制酶及载体
信息如图1 所示，已知目的基因中无图示限制酶识别序列，且引物上只添加限制酶识别序列，翻译过程从
S 基因的起始密码子开始，为正确表达S-GST 融合蛋白，防止密码子读取错位，可选择的限制酶组合有
___________种。
(2)将构建好的载体利用农杆菌导入株系①获得转基因株系①-1，提取转基因株系染色体DNA 用构建载体的
限制酶双酶切获得了与目的基因相同大小的片段，___________(填“能”或“不能”)证明目的基因成功导
入受体细胞，原因是___________。后经测序发现只有一个T-DNA 插入到①-1 基因组中，利用测序结果设
计了如图2 所示特异性引物，让该株系自交，可选用图中三种引物___________(用字母表示)对自交后代基
因组DNA 进行PCR 扩增并进行凝胶电泳检测，杂合子会出现一长一短两条电泳条带。
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(3)为探究S 蛋白与B 蛋白之间的关系，又在株系①-1 的基础上获得了可同时表达B-MBP 蛋白的株系①-2，
用可以和GST 蛋白特异性结合的“磁珠”对不同株系总蛋白进行处理，处理过程中蛋白质保持活性，洗脱
“磁珠”上的蛋白质，变性后进行凝胶电泳，抗体检测后结果如图3，推测蛋白S 和蛋白B___________(填
“能”或“不能”)结合。后续检测发现B 蛋白是MeSA 合成过程中的一种关键酶，且SA 处理时①-2 的
MeSA 合成能力较①-1 显著增强，综合分析植物在受到病原菌侵袭时，完成“报信”的机制是___________。
【答案】(1) 使DNA 聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 5′ 3
(2) 不能 限制酶切割植物基因组DNA 时也可能出现与目的基因相同大小的DNA 片段 acd 或
bcd
(3) 能 病原菌侵染导致植物SA 的大量合成，SA 促进S 蛋白和B 酶结合，结合后B 酶活性增强，
大量合成MeSA，完成“报信”
【详解】（1）PCR 技术中，引物的作用是与模板DNA 特异性结合，为DNA 聚合酶提供延伸起点，使DNA
聚合酶从引物3'端开始连接脱氧核苷酸，合成子链。
限制酶识别序列需要添加在引物的5'端，若添加在3'端会影响引物与模板结合以及DNA 子链延伸。
S 基因共810 个碱基对（为3 的倍数），要保证融合蛋白读码框正确不错位，需要两个酶切位点之间被切
除的碱基数为3 的倍数，所给限制酶识别序列中包含四种限制酶识别序列，下游只能选择XbaI、上游可以
选择SmaI、XmaI 和BamHI，共三种组合。
（2）限制酶切割植物基因组DNA 时可能会在多个位置出现同样的识别序列，这样在切割的时候可能出现
与目的基因相同大小的DNA 片段，有的片段有目的基因，有的片段没有，所以不能根据与目的基因相同大
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小的片段来确定基因是否成功导入受体细胞。
纯合子（两条染色体都插入了 T-DNA）：只能扩增出引物a 和c（或a 和d）之间的片段，只有一条带。
未插入的野生型：只能扩增出引物c 和d 之间的片段（但因片段过长无法扩增），因此无条带。提取的染
色体 DNA 用构建载体的限制酶双酶切，获得与目的基因相同大小的片段，只能说明该片段含有目的基因
的酶切位点和大小，但无法区分该片段是来自插入到染色体上的重组载体，还是未整合到染色体上的游离
载体 / 残留质粒。只有通过 PCR、测序或 Southern 杂交等方法，证明目的基因已稳定整合到受体细胞的
染色体 DNA 上，才能证明成功导入。原株系为S 基因缺失，本身不存在完整S 基因，实验提取的是染色
体DNA，酶切得到了与目的基因大小一致的片段，可证明目的基因成功整合到受体细胞染色体。两条链都
插入T-DNA 为纯合子，但无法扩增，对于杂合子，可以选择acd 或bcd 三种引物，会得到不同的片段，这
个片段因为不长，所以可以完成扩增，并且长短不一样，从而杂合子会出现一长一短两条电泳条带。
（3）据图分析，SA 处理后①-2 比①-1 抗GST 和抗MBP 显著提高，说明①-2 的MeSA 合成能力显著增强，
因此报信机制为：病原菌侵染导致植物SA 的大量合成，SA 促进S 蛋白和B 酶结合，结合后B 酶活性增强，
大量合成MeSA，完成“报信”。
14．（2026·安徽淮南·二模）促红细胞生成素(EPO)是一种由肾脏和肝脏分泌的激素样物质，能够促进红细
胞生成，用于治疗多种类型的贫血，包括肾性贫血、肿瘤相关性贫血等疾病。科学家拟用某质粒构建EPO
基因表达载体，将其转入含有限制酶Xho Ⅰ和限制酶Sal Ⅰ的受体细菌，结合发酵工程来生产人类EPO，
质粒上限制酶的酶切位点及这两种限制酶的识别序列如图所示。回答下列问题：
(1)一般在肾脏或肝脏细胞中获取___________，再以其为模板合成不带内含子的EPO 基因充当目的基因，
并进行PCR 扩增。
(2)基因表达时，3′端在启动子端的单链为转录模板，已知EPO 基因的模板链是①链，为了能在所用受体菌
中稳定存在并表达，应该在引物P1、P2 的5′端分别添加___________酶的识别序列，原因是___________。
(3)经限制酶处理后的质粒和目的基因，在DNA 连接酶的作用下，只带有一个目的基因的重组质粒有
___________种类型，将这种重组质粒转入受体菌，一般要先用___________处理这些受体菌。
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(4)从质粒上所带抗性基因角度分析，在含有氨苄青霉素的培养基上能够生长的受体菌不一定能合成EPO，
理由是___________。
【答案】(1)EPO 基因转录的mRNA
(2) XhoI、SalI 只有在引物P1、P2 的5′端分别添加XhoI、SalI，①链3′端位于启动子端的表达载体
才不会被受体菌中的XhoI、SalI 破坏，EPO 基因能表达
(3) 2 CaCl2溶液
(4)①在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的受体菌可能只有空载质粒；②携带了(反接)目的基因质粒，但
又被受体菌中的XhoI、SalI 将其从表达载体上切除(合理答案，答出1 点即可)
【详解】（1）EPO 基因在肾脏和肝脏细胞中表达，要获得不带内含子的EPO 基因，可以在肾脏和肝脏细
胞中获取其转录出的mRNA，再进行逆转录。
（2）题中所给限制酶为两种同尾酶，且受体菌中存在XhoⅠ和SalⅠ，已知EPO 基因的模板链是①链，且
3'端在启动子端的单链为转录模板，为保证目的基因能正确转录，且构建后的载体不会被受体菌中的
XhoⅠ和SalⅠ破坏，所以只有在引物P1、P2 的5′端分别添加XhoⅠ和SalⅠ酶的识别序列，这样保证连接
后①链3′端位于启动子端的表达载体不会被受体菌中的XhoⅠ和SalⅠ破坏，EPO 基因能表达。
（3）由于题中所给限制酶为两种同尾酶，经限制酶处理后的质粒和目的基因，在DNA 连接酶的作用下，
只带有一个目的基因的重组质粒有正接和反接两种类型，将这种重组质粒转入受体菌，一般用感受态细胞
法，即要先用CaCl2溶液处理这些受体菌，让其能吸收周围环境中的DNA。
（4）在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的受体菌可能只有空载质粒，空载质粒上含有氨苄青霉素抗性
基因，能在含氨苄青霉素的培养基上生长，但没有目的基因，所以不能合成EPO；也可能携带了(反接)目
的基因质粒，会被受体菌中的XhoⅠ、SalⅠ将EPO 基因从表达载体上切除，从而无法表达。
15．（2026·四川绵阳·三模）番茄的SIBADH2（简称H）基因在自然界不存在功能缺失型等位基因，利用
CRISPR/Cas9 技术编辑H 基因，获得两种功能缺失型移码突变株系（h1和h2），实现关键芳香化合物2-AP
在番茄果实中合成和积累、表现“爆米花香”品质。工程载体信息、基因H 及相关编辑结果，如图所示。
回答下列问题。
I、载体信息
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Ⅱ、基因H-显示靠上游第二个外显子（E2、编码氨基酸的序列）的部分序列、两种引物（P1、P2）的位置、
编辑的靶点1 和靶点2（下划线序列）以及编辑结果（虚线框涉及限制酶切点）。
(1)构建基因表达载体时，除了限制酶，还需要___________，表达框中RNA 聚合酶识别和结合的部位是
___________。
(2)基因表达载体经___________导入番茄___________细胞，用___________（抗生素）筛选抗性阳性细胞，
经组织培养获得成功导入编辑工具的植株。
(3)选择H 基因靠上游的外显子，并设计双靶点作为编辑位点，其意义是___________。
(4)经筛选得到抗生素抗性阳性植株①~④，以P1、P2为引物，PCR 扩增这些植株的目标序列并酶切电泳。
结果如图Ⅲ。
①限制酶1 是___________、限制酶2 是___________，实现有效编辑的植株是___________（填序号），有
爆米花香味的植株是___________（填序号）。
②经测序分析，植株②随机插入了一个T-DNA．将植株②自交，子代中有香味且不具抗生素抗性的植株占
比可能是___________。
【答案】(1) DNA 连接酶 启动子
(2) 农杆菌转化法 愈伤组织 潮霉素
(3)确保编辑后基因功能缺失，提高基因编辑（敲除）成功率
(4) Xho
Hind
②③④ ④ 0
Ⅰ
Ⅲ
、1/16、1/4
【详解】（1）构建基因表达载体时，限制酶切割后，需要DNA 连接酶连接目的基因和载体；启动子是
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RNA 聚合酶识别和结合的位点，启动基因转录。
（2）该载体含有农杆菌Ti 质粒特有的T-DNA 序列，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；受体一
般为番茄愈伤组织或体细胞，之后经组织培养获得完整植株；由载体图可知，T-DNA 上携带潮霉素抗性基
因，因此用潮霉素筛选阳性细胞。
（3）选择上游外显子作为编辑位点：一旦此处发生移码突变，会导致后续全部氨基酸序列改变，更易使H
蛋白功能丧失；设计双靶点确保编辑后基因功能缺失，提高基因编辑（敲除）成功率，更容易获得功能缺
失的H 基因突变体。
（4）①由图2 序列可知，靶点2 的酶切识别序列为AAGCTT，正好是HindⅢ的识别序列；靶点1 的酶切识
别序列为CTCGAAGG，缺失两个碱基形成h1后该序列变为CTCGAG，因此对应靶点1 的酶为XhoI。据图可
知H 可以被HindⅢ切割，h1 可以被HindⅢ和XhoI 切割，h2 两种酶均不能切割；植株①酶1 切割只有一个
条带，说明没有h1基因，酶2 切割有2 个条带说明含有H 基因，即植株①为HH 没有被编辑，说明酶1 为
XhoI，酶2 为HindⅢ；植株②酶1 切割有3 个条带，酶2 切割有2 个条带说明为Hh1；植株③酶1 切割有1
个条带，酶2 切割有3 个条带说明为Hh2；植株④酶1 切割有3 个条带，酶2 切割有3 个条带说明为h1h2；
有效编辑指H 基因发生了突变，所以实现有效编辑的植株是②③④，只有两个H 等位基因都功能缺失（纯
合突变）才能积累2-AP，表现爆米花香，所以有爆米花香味的植株是④。
②植株②为杂合突变（Hh1，只有h1h1表现香味），插入一个T-DNA，因此抗性基因为杂合（Rr，假设R 为
抗性，rr 为无抗性）：若T-DNA 插入到含野生型H 所在的染色体上，R 与H 连锁，自交后代有香味无抗性
的h1h1rr 占比为1/4；若T-DNA 插入到含野生型h1的染色体上，R 与h1连锁，自交后代有香味无抗性的
h1h1rr 占比为0；若插入到非同源染色体，两对基因自由组合，自交后代有香味无抗性的h1h1rr 占比为
1/4×1/4=1/16。
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