抢热点04基因编辑技术、PCR技术（抢分专练）（3大高频点猜押）（抢分专练）（山东专用）2026年高考生物终极冲刺讲练测

**基本信息** 以AI赋能生命科学为情境，系统整合蛋白质工程、基因编辑等核心技术，提炼“技术原理-教材关联-能力迁移”解题方法，强化结构与功能观、科学思维及探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |蛋白质工程|猜押1+5题|蛋白质工程流程（功能→结构→基因）、中心法则逆推|必修一蛋白质结构与选择性必修三蛋白质工程原理衔接| |基因编辑|猜押2+3题|CRISPR系统组成（Cas9蛋白+sgRNA）、精准编辑逻辑|基因工程工具酶与操作步骤的智能化应用| |细胞疗法|猜押3+4题|细胞疗法四步流程（筛选→改造→回输→监测）|免疫调节与细胞工程技术的综合实践|

热点04 AI赋能生命科学：精准预测蛋白结构、优化基因编辑器与设计细胞疗法 AI赋能生命科学这一热点，与高中生物学教材核心知识紧密对应，体现了前沿科技对基础原理的深度应用。具体关联如下： “AI预测蛋白质结构”直接对应必修一《分子与细胞》中蛋白质的结构层次与“结构与功能相适应”的根本观念，同时也是选择性必修三《生物技术与工程》“蛋白质工程”原理的终极实践。“神经调节与脑机接口”植根于选择性必修一《稳态与调节》，其技术本质是对神经冲动的产生、传导及人脑高级功能所产生电信号的解码与调控。“AI预测种群与进化”则完全基于选择性必修二《生物与环境》中的种群数量特征、变化规律及现代生物进化理论，AI在此是处理大数据的超级模拟工具。最后，“AI辅助基因编辑与细胞疗法”是选择性必修三《生物技术与工程》中基因工程（如CRISPR工具）与细胞工程（如干细胞疗法）的智能化升级，AI的核心作用在于对这些技术的核心元件进行理性设计与优化。 总之，该热点是教材中“结构与功能观”“稳态与调节观”“进化与适应观”以及“工程学原理”在前沿领域的集中体现与高阶应用。考题不会考查复杂的AI算法，而是聚焦于AI如何赋能传统生物学知识与技术，主要考查信息理解与应用、逻辑推理与评价能力。 备考建议：复习时，回归教材，牢固掌握上述关联的核心概念与原理。面对新材料时，主动建立其与教材知识的联系，将AI视为一个强大的“外部工具”，重点思考它解决了什么传统难题、如何改变了技术路径以及带来了哪些新的社会影响。 猜押1 AI赋能蛋白质工程——从功能需求到基因设计 基于AI（人工智能）的蛋白质设计方法可以利用现有蛋白质数据库以及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构及功能。下列说法错误的是（    ） A．AI可帮助人们更深入了解蛋白质的结构与功能关系 B．AI预测新型蛋白质的结构和功能依据的原理是中心法则 C．可通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质 D．AI可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质 【答案】B 【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需求，蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质；而基因工程原则上能生产自然界已有的蛋白质。 2、蛋白质工程的基本思路：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 【详解】A、AI可以利用现有蛋白质数据库帮助人们更深入了解蛋白质的结构与功能关系，A正确； B、AI对新型蛋白质的预测应从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，B错误； C、对蛋白质的改造是通过改造或合成基因来完成的，C正确； D、AI可用于蛋白质工程，帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质，D正确。 、 1.蛋白质工程的基本流程： 预期功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测mRNA碱基序列→设计目的基因。考生需能完整写出这一流程，并理解每一步的依据（中心法则的逆向应用）。 2.中心法则逆推的逻辑： 从蛋白质功能需求出发，通过中心法则逆向推导出相应的基因序列。这是蛋白质工程区别于传统基因工程的核心要点。 猜押2 AI优化CRISPR基因编辑 2025年，科研团队为了培育适用于异种器官移植的基因编辑猪，利用碱基编辑器（利用碱基互补配对原理，在特定位点操作可对单个碱基进行编辑）对猪的基因组进行精准修饰，敲除了猪内源性逆转录病毒基因（PERV），避免患者受PERV感染，敲除了GGTA1、βGALNT2、CMAH等基因，以减少抗原暴露，降低免疫排斥风险。同时插入CD46、CD55、TBM等基因，以增强人源基因表达、提升异种移植相容性。其中敲除PERV及插入CD46基因的操作流程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．设计sgRNA时需与PERV基因和CD46基因的序列互补，以实现精准编辑 B．碱基编辑器的作用是切断猪基因组DNA双链，为CD46基因插入提供位点 C．替换图中sgRNA序列，即可用碱基编辑器进一步敲除GGTA1等基因 D．该基因编辑猪的器官移植到人体后，PERV引发的免疫排斥将完全消除 【答案】C 【详解】A、sgRNA可通过碱基互补配对原则与PERV基因特定序列结合，从而对PERV基因进行精准编辑，但CD46基因是要插入，并非与sgRNA互补，A错误； B、由题干信息可知，碱基编辑器是对单个碱基进行编辑，并非切断猪基因组DNA双链，B错误； C、因为碱基编辑器能在特定位点对单个碱基进行编辑，所以替换图中sgRNA序列，就可用碱基编辑器进一步敲除GGTA1等基因，C正确； D、该基因编辑猪敲除PERV基因可避免患者受PERV感染，但仅敲除PERV基因不能使PERV引发的免疫排斥完全消除，D错误。 、 1. CRISPR/Cas9 系统组成 组成成分 化学本质 来源/结构 主要功能 Cas9 蛋白 蛋白质 来源于化脓性链球菌等细菌，由相应基因编码，在核糖体合成 具有DNA 内切酶活性，在gRNA引导下切割目标 DNA 双链，产生双链断裂 gRNA（引导RNA） RNA 天然状态下由crRNA和tracrRNA两部分组成；人工改造后可融合为单链引导RNA（sgRNA） 通过其 5‘ 端的约 20 nt 间隔序列与目标 DNA 链进行碱基互补配对，特异性识别靶点；同时与 Cas9 蛋白结合，引导Cas9至目标位置 CRISPR/Cas9基因编辑技术培育转基因生物，与传统的基因工程相比，其明显优点是可将目的基因定点插入所需位点，避免了因目的基因随机插入宿主细胞DNA引起的生物安全性问题。CRISPR/Cas9基因编辑技术在基因治疗、基因水平进行动植物的育种、研究基因的功能等方面有广阔的应用前景。 猜押3 设计细胞疗法 工程化癌症纳米疫苗利用纳米技术封装、运载肿瘤抗原，实现了良好的免疫效果。当纳米颗粒进入人体后，在淋巴结中被呈递给CD8+T细胞，进而促进T细胞的分化和成熟，成熟的免疫细胞再对癌细胞发挥杀伤作用，如图所示。请回答下列问题。 (1)IL-2、IL-6与溶菌酶等物质都属于 。癌症纳米疫苗注射到人体后，被树突状细胞摄取，随后树突状细胞被活化，并对抗原进行 ，抗原作用于CD8+T细胞后，形成细胞乙，即 细胞，再作用于癌细胞。 (2)浆细胞除来源于过程①外，还可来源于 ，过程①中细胞甲的作用是 。 (3)癌症纳米疫苗引起机体产生的免疫类型为 ，机体在免疫活性物质参与下利用免疫细胞杀死癌细胞的过程体现了免疫系统的 功能。 (4)NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用需要借助 来实现，其一方面与肿瘤细胞上的受体结合，同时还与NK细胞上的受体结合，进而刺激NK细胞释放肿瘤坏死因子（TNF），激活其他通路杀死肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞 。 (5)相对于普通灭活疫苗，工程化癌症纳米疫苗的优势在于 。 【答案】(1)免疫活性物质 （摄取）加工处理和呈递 细胞毒性T (2)记忆B细胞 为B细胞的增殖分化提供第二信号并产生细胞因子 (3)体液免疫和细胞免疫（特异性免疫） 免疫监视（监控） (4)M物质（抗体） 凋亡 (5)更精准地杀伤癌细胞；同时激发较强的体液免疫和细胞免疫等 【分析】癌细胞的主要特征：（1）无限增殖；（2）形态结构发生显著改变；（3）细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，易转移。 【详解】（1）‌免疫活性物质‌是参与免疫反应的生物活性成分，主要包括‌抗体、细胞因子、补体系统、溶菌酶‌等，IL-2、IL-6与溶菌酶等物质都属于免疫活性物质；癌症纳米疫苗注射到人体后，被树突状细胞摄取，随后树突状细胞被活化，并对抗原进行（摄取、）加工处理和呈递，抗原作用于CD8+T细胞后，形成细胞乙，即细胞毒性T细胞，再作用于癌细胞。 （2） 过程①表示B细胞的增殖和分化过程，浆细胞除来源于过程①外，还可来源于记忆B细胞；B细胞的活化除了需要纳米疫苗直接作用于B细胞外，还需要辅助性T细胞（细胞甲）表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，为其增殖分化提供第二信号并产生细胞因子。 （3） 癌症纳米疫苗引起机体产生的免疫类型为体液免疫和细胞免疫，机体在免疫活性物质参与下利用免疫细胞杀死癌细胞的过程体现了免疫系统的免疫监视功能。 （4） 图示NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用需要借助抗体来实现，抗体一方面与靶细胞上的受体结合，同时还与NK细胞上的受体结合，进而刺激NK细胞释放肿瘤坏死因子（TNF），或激活其他通路杀死靶细胞或诱导靶细胞凋亡。 （5） 相对于普通灭活疫苗，工程化癌症纳米疫苗的优势在于可以实现更为精准地杀伤癌细胞，同时激发较强的体液免疫和细胞免疫等。 细胞疗法的核心逻辑：筛选/获取目标细胞→体外改造/培养→回输体内→疗效监测，结合常见细胞疗法（CAR-T疗法、干细胞疗法等），逐步拆解情景及考点，贴合高考真题情境呈现方式。 情景第一步：目标细胞的筛选与获取（基础步骤，高频考点） 1. 情景描述：根据治疗需求，从患者自身或供体中筛选并获取具有特定功能的细胞（如免疫细胞、干细胞），为后续改造和治疗奠定基础。 2. 常见实例： •CAR-T疗法：从肿瘤患者外周血中分离单个核细胞，进一步纯化得到T细胞（免疫细胞，负责特异性识别和杀伤癌细胞）； •干细胞疗法：从骨髓、脐带血中获取间充质干细胞（具有自我更新和多向分化能力，可用于组织修复）； •糖尿病细胞替代疗法：从人类多能干细胞中诱导分化得到胰岛素分泌细胞（β细胞），用于替代受损胰岛细胞。 3. 高考考点对接： •细胞的分离技术：利用细胞的形态、功能差异（如免疫细胞的表面抗原），通过离心、磁珠纯化等方法分离目标细胞（对应“细胞工程”考点）； •干细胞的特性：全能性、多能性、专能性（如多能干细胞可分化为多种细胞类型，对应“细胞分化”考点）； •细胞来源的选择：自体细胞（避免免疫排斥）、供体细胞（需配型，对应“免疫调节——排斥反应”考点）。 4. 易错点：混淆“自体细胞”与“供体细胞”的优势与局限——自体细胞无免疫排斥，但可能存在自身细胞功能异常；供体细胞可能引发排斥反应，但可实现规模化制备（如CAR-NK疗法的供体NK细胞）。 情景第二步：目标细胞的体外改造（核心步骤，高频重难点） 1. 情景描述：通过基因工程、细胞培养等技术，对获取的目标细胞进行改造，使其具备治疗所需的特定功能（如靶向杀伤、组织修复、分泌特定物质）。 2. 常见实例： •CAR-T细胞改造：利用基因工程技术，将编码嵌合抗原受体（CAR）的基因导入T细胞，使T细胞可不依赖MHC分子，直接识别肿瘤细胞表面的特定抗原（CAR包含抗原结合域、跨膜区、胞内信号域，实现“识别+激活”双重功能）； •干细胞改造：通过基因编辑技术（如CRISPR-Cas9），修复干细胞中的致病基因，再诱导其分化为功能正常的细胞（如修复镰刀型细胞贫血症患者的造血干细胞）； •溶瘤病毒辅助改造：对病毒进行基因改造，使其能特异性感染并裂解靶细胞，同时激活机体全身抗肿瘤免疫，与免疫细胞疗法协同作用。 3. 高考考点对接： •基因工程核心操作：目的基因（如CAR基因）的获取、基因表达载体的构建（需启动子、终止子、标记基因）、将目的基因导入受体细胞（常用病毒载体，如慢病毒，对应“基因工程工具”考点）； •细胞培养技术：体外培养改造后的细胞时，需提供适宜的营养（葡萄糖、氨基酸、血清）、温度、pH、气体环境（O₂和CO₂），实现细胞大量扩增（对应“动物细胞培养”考点），如CAR-T细胞需扩增至10⁶-10⁸个才能用于治疗； •基因编辑技术：CRISPR-Cas9的作用原理（切割DNA双链，修复致病基因，对应“基因重组”考点）； •细胞功能修饰：改造后的细胞需具备特定功能（如T细胞的杀伤功能、干细胞的分化功能），本质是基因的选择性表达。 4. 易错点：① 误认为“细胞改造可直接修饰蛋白质”——细胞疗法的细胞改造，本质是通过修饰基因实现蛋白质功能改变（对应蛋白质工程原理，即“第二代基因工程”）；② 忽略病毒载体的安全性，如早期逆转录病毒载体存在基因组整合风险，新一代慢病毒、AAV载体风险已降低。 情景第三步：改造后细胞的体内回输与定植（关键步骤，考应用） 1. 情景描述：将体外改造、扩增后的功能细胞，通过静脉注射、局部移植等方式回输到患者体内，使其在体内定植、增殖，并发挥治疗作用。 2. 常见实例： •CAR-T细胞回输：将扩增后的CAR-T细胞通过静脉回输，使其在患者体内识别并杀伤表达特定抗原的肿瘤细胞，同时自身增殖，形成持续的抗肿瘤免疫反应； •干细胞移植：将改造后的造血干细胞通过静脉回输，定植到患者骨髓中，替代受损的造血干细胞，恢复造血功能（如治疗白血病）； •胰岛素分泌细胞移植：将体外培育的β细胞移植到1型糖尿病患者体内，使其定植并分泌胰岛素，调节血糖平衡。 3. 高考考点对接： •免疫调节：回输细胞的免疫兼容性（自体细胞无排斥，供体细胞需抑制免疫排斥，如使用免疫抑制剂，对应“体液免疫、细胞免疫”考点）； •细胞定植与增殖：回输的细胞需在体内适宜部位定植（如造血干细胞定植于骨髓），依赖细胞与细胞、细胞与细胞外基质的识别（对应“细胞膜的信息交流”考点）； •治疗机制：如CAR-T细胞通过识别肿瘤抗原，激活自身杀伤功能，释放细胞因子、穿孔素等，诱导肿瘤细胞凋亡（对应“免疫细胞的功能”考点）；干细胞通过分化为功能细胞，修复受损组织（对应“细胞分化”考点）。 4. 易错点：混淆“细胞回输后的增殖”与“癌细胞增殖”——回输后的功能细胞（如CAR-T细胞）增殖是正常的免疫应答或修复过程，受机体调控；癌细胞增殖不受调控，二者本质不同。 情景第四步：疗效监测与风险防控（延伸步骤，考分析） 1. 情景描述：细胞回输后，监测患者体内细胞的存活状态、功能发挥情况，同时防控可能出现的风险（如免疫反应、细胞异常增殖、脱靶效应等）。 2. 常见实例： •CAR-T疗法监测：监测患者体内CAR-T细胞的数量、肿瘤细胞的数量，以及是否出现细胞因子释放综合征（免疫相关不良反应），可通过优化CAR结构、控制回输剂量降低风险； •干细胞疗法监测：监测干细胞的分化情况，避免其异常分化为癌细胞（如间充质干细胞的异常增殖风险）； •基因治疗监测：监测目的基因的表达情况，避免基因插入导致正常基因失活（对应“基因工程的安全性”考点）。 1．人工智能（Artificial Intelligence，英文缩写为AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新技术科学。利用人工智能模型（AI）预测蛋白质的结构和功能，极大地加速了人类对蛋白质的了解。下列叙述错误的是（　　） A．利用AI设计蛋白质可提高预测效率和精度 B．利用AI设计蛋白质可推动生物学和医学发展 C．AI分析氨基酸的差异不能用于进化亲缘关系比较 D．AI可能对理解疾病发生机制有一定帮助 【答案】C 【详解】A、利用AI强大的数据处理和模型预测能力，可高效模拟蛋白质结构，显著提升设计蛋白质的效率和精度，A正确； B、AI辅助的蛋白质设计能够加速新药研发、酶工程等应用，推动生物学和医学领域的技术进步，B正确； C、不同物种间同源蛋白质的氨基酸序列差异可反映进化距离，AI分析此类差异数据（如分子钟）是研究生物亲缘关系的有效手段，C错误； D、AI通过预测异常蛋白质结构或功能变异，可辅助解析蛋白质异常导致的疾病机制（如阿尔茨海默病与β-淀粉样蛋白），D正确。 故选C。 2．近年来，人工智能（AI）技术在蛋白质工程领域的应用取得了显著成果，不仅攻克了长期存在的蛋白质结构预测问题，还成功设计了多种新型功能蛋白，为多个领域带来了潜在的生物活性分子。下列说法正确的是（　　） A．蛋白质工程需要改造蛋白质分子的所有氨基酸序列 B．蛋白质工程的目标是改造现有蛋白质或创造新蛋白质 C．AI在蛋白质工程中的应用说明不再需要基因工程水平的操作 D．AI设计的蛋白质功能必然超过自然界中发现的任何蛋白质 【答案】B 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 【详解】A、由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，A错误； B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，B正确； C、人工智能（AI）技术在蛋白质工程领域的应用取得了显著成果，但蛋白质工程的操作最终还必须通过改造或合成基因来完成，仍然需要基因工程水平的操作，C错误； D、AI设计的蛋白质功能不一定超过自然界中发现的蛋白质，D错误。 故选B。 3．蛋白质工程又称第二代基因工程，人工智能（AI）算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下图为蛋白质工程的流程，下列相关叙述错误的是（    ）    A．蛋白质工程是基因工程的延伸，不需要对基因进行操作，直接对蛋白质进行加工改造 B．蛋白质工程可根据人类生产和生活的需要，设计并制造出自然界不存在的新的蛋白质 C．蛋白质工程可对药用蛋白进行改造，使其更好地用于人类疾病的治疗 D．AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是过程④ 【答案】A 【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 2、蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。 【详解】A、蛋白质工程并不是直接对蛋白质进行加工修饰的，是通过基因修饰或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造，A错误； B、基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，蛋白质工程要改造现有的蛋白质产生自然界不存在的新蛋白质，或制造一种新的蛋白质，B正确； C、蛋白质工程可对药用蛋白如干扰素、抗体等进行改造，使其更好地用于人类疾病的治疗，C正确； D、蛋白质工程中难度最大的是根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构，即④是难度最大的过程，D正确。 故选A。 4．人工智能系统AlphaFold2 已经能够预测人类98.5%的蛋白质结构，有科学家认为，AlphaFold2 对蛋白质结构的精准预测，是人工智能对科学领域最大的一次贡献，也是人类在21世纪取得的最重要的科学突破之一。下列相关叙述错误的是（　　） A．预测蛋白质结构，设计并制造新蛋白质属于第二代基因工程 B．分析蛋白质的氨基酸序列是预测其空间结构的重要基础 C．蛋白质工程通过改造现有蛋白质或制造出新的蛋白质，满足人类需求 D．科学家通过对组成干扰素的氨基酸直接操作从而提高了干扰素的稳定性 【答案】D 【分析】蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需的蛋白质。 【详解】A、预测蛋白质结构，设计并制造新蛋白质属于蛋白质工程，它是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，A正确； B、蛋白质的多样性是因为组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的蛋白质的空间结构不同，因此蛋白质的氨基酸序列是预测其空间结构的重要基础，B正确； C、蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求，C正确； D、科学家通过对干扰素基因进行操作，使干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在一定条件下可以延长保存时间，D错误。 故选D。 5．2024年大卫·贝克等三位科学家因利用AI精准预测蛋白质的结构，推动蛋白质结构研究取得革命性进展，共同获得了诺贝尔化学奖。AI蛋白质的合成是蛋白质工程在人工智能时代的技术延伸。下列叙述错误的是（　　） A．AI蛋白在设计前需要先明确其功能需求 B．利用AI能设计出自然界不存在的蛋白质 C．AI蛋白的最终获得不需要经过基因工程 D．AI蛋白的功能需进行实验验证才能确定 【答案】C 【详解】A、蛋白质工程的基本流程是：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），所以 AI 蛋白在设计前需要先明确其功能需求，A正确； B、利用 AI 进行蛋白质设计属于蛋白质工程范畴，蛋白质工程可以设计出自然界不存在的蛋白质，B正确； C、AI 蛋白的合成需要以基因工程为基础，因为最终要通过基因的表达（转录和翻译 ）来合成蛋白质，需要构建基因表达载体，导入受体细胞等基因工程操作，C错误； D、AI 设计出的蛋白功能需要进行实验验证（如体外活性检测、体内功能验证等 ）才能确定是否符合预期，不能仅依赖理论模型，D正确。 故选C。 6．2024年诺贝尔化学奖授予以下三位科学家，以表彰其在蛋白质研究领域的突破性贡献：大卫·贝克开发了基于计算机算法的蛋白质设计技术，成功设计并合成自然界中不存在的全新功能性蛋白质，丹米斯·哈萨比斯和约翰·乔普开发了人工智能模型（如AlphaFold），解决了困扰科学界50年的“蛋白质折叠问题”，实现了仅通过氨基酸序列即可高精度预测蛋白质三维结构。他们的研究成果大幅加速了药物靶点发现、疾病机制解析等领域的研究进程，并推动了结构生物学的革新。下列说法错误的是（　　） A．基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，但结合大卫·贝克的研究成果可合成全新功能性蛋白质 B．在蛋白质工程中可根据蛋白质的氨基酸序列和密码子表设计目的基因，但目的基因的碱基序列并不唯一 C．蛋白质的高级结构非常复杂，往往与肽键以及肽链在特定区域形成氢键、二硫键等有关 D．蛋白质工程的难点在于难以正确确定蛋白质的高级结构，而人工智能模型AlphaFold为解决这一问题提供了帮助 【答案】C 【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。 【详解】A、基因工程通过直接操作基因生产蛋白质，只能合成自然界已有的蛋白质；而大卫·贝克的研究属于蛋白质工程范畴，通过计算机设计全新蛋白质，因此结合后可合成新蛋白质。A正确； B、蛋白质工程中，根据氨基酸序列设计目的基因时，由于密码子的简并性（如一个氨基酸对应多个密码子），同一氨基酸序列可能对应多种碱基序列，因此目的基因的碱基序列不唯一。B正确； C、蛋白质的高级结构（如二级、三级结构）主要由氢键、二硫键、疏水作用等维持，而肽键仅参与一级结构的形成，与高级结构无直接关联。C错误； D、蛋白质工程的难点在于预测和确定蛋白质的高级结构，AlphaFold通过AI模型解决了这一难题，D正确。 故选C。 7．中国科学家研发的全球首个AI蛋白质生成大模型NewOrigin（中文名“达尔文”）正式在世界人工智能大会亮相。它能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质，为蛋白质工程的发展提供了新方向，在生物医药领域也有较好的应用前景。下列叙述不正确的是（    ） A．蛋白质工程需从设计预期的蛋白质功能出发，目前的AI可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质 B．NewOrigin在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质，使得产品更优良 C．对蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 D．AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如，如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题 【答案】C 【分析】蛋白质工程概念及基本原理（1）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（2）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。（3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。（4）基本途径：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。而利用AI技术对蛋白质数据进行分析，预测患者体内某些蛋白质的三维结构，可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质，A正确； B、NewOrigin能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质，在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质，使得产品更优良，B正确； C、对蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于针对蛋白质进行的药物生产，不是对原有蛋白质进行改造，不属于蛋白质工程技术，C错误； D、人工智能在生物医药领域的应用确实会涉及众多法规和伦理问题。例如，当AI做出决策出现错误时，责任如何界定；在医疗资源分配等方面，如何避免AI技术加剧医疗不平等的现象等。这些都是在推广和应用AI技术于生物医药领域时需要考虑和解决的重要问题，D正确。 故选C。 8．蛋白质生成模型是利用人工智能生成技术设计全新蛋白质的新方法。该模型可从零开始创造，生成全新的自然界不存在的蛋白质结构。下列说法错误的是（　　） A．全新蛋白质除含有氨基酸残基外还可能结合其他有机物和无机盐离子 B．全新蛋白质生成过程中通过脱水缩合形成大量的肽键和二硫键 C．欲规模化生产全新蛋白质，需设计该蛋白质对应的基因碱基序列 D．基因工程菌能高效表达全新蛋白质的性状可遗传给子代 【答案】B 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 【详解】A、蛋白质生成模型可以生成全新的自然界不存在的蛋白质结构，由此推测全新蛋白质除含有氨基酸残基外还可能结合其他有机物和无机盐离子，A正确； B、肽键是脱水缩合形成的结构，但二硫键由巯基氧化脱H形成，与脱水缩合无关，B错误； C、欲规模化生产全新蛋白质，其本质是设计该蛋白质对应的基因碱基序列，C正确； D、蛋白质工程的本质是对基因进行改造，因此基因工程菌能高效表达全新蛋白质的性状可遗传给子代，D正确。 故选B。 9．某同学利用我国人工智能大模型检索现代发酵工程应用相关的问题。下列检索的结果存在科学性错误的是（    ） A．发酵工业体系形成得益于原料丰富价廉、产物种类多、生产条件严苛 B．发酵工程生产的单细胞蛋白就是微生物菌体，可作为食品添加剂或饲料 C．可通过人工诱变、基因工程、从自然界直接筛选等方式获得性状优良的菌种 D．啤酒的工业化生产主发酵阶段完成酵母菌繁殖、大部分糖的分解及代谢物生成 【答案】A 【详解】A、发酵工业的优势在于原料来源广泛且成本低廉（如农副产品）、产物种类多样（如抗生素、酶制剂等），但发酵工程的生产条件通常是相对温和的（比如常温常压），而非“严苛”，A错误； B、单细胞蛋白指通过发酵工程获得的微生物菌体本身（如酵母菌、细菌），富含蛋白质，可作为食品添加剂（如营养强化剂）或动物饲料，B正确； C、优良菌种的选育方法包括人工诱变（诱导基因突变）、基因工程（定向改造遗传物质）及从自然界筛选（分离野生型菌株），均为现代发酵工程常用技术，C正确； D、啤酒工业化生产中，主发酵阶段主要完成酵母菌的大量繁殖、大部分糖类分解（产生乙醇和CO₂）及代谢产物积累（如风味物质），后发酵阶段则进行澄清与熟化，D正确。 故选A。 10．蛋白质工程又称第二代基因工程，人工智能(AI)算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下图为蛋白质工程的流程，下列有关叙述错误的是（　　）    A．蛋白质工程就是根据人们需要，直接对蛋白质进行加工改造 B．干扰素结构中改变某个氨基酸提高了它的保存时间是蛋白质工程应用的体现 C．①②过程为转录和翻译 D．AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是过程④ 【答案】A 【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。2、蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。3、根据中心法则分析题图：图中①表示转录过程，②表示翻译过程。 【详解】A、蛋白质工程并不是直接对蛋白质进行加工修饰的，是通过基因修饰或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造，A错误； B、蛋白质工程最终是引起蛋白质的改变，干扰素结构中改变某个氨基酸提高了它的保存时间是蛋白质工程应用的体现，B正确； C、由图可知，①为DNA→mRNA的过程，为转录，②为mRNA→蛋白质的过程，为翻译，C正确； D、蛋白质工程是从预期蛋白质功能开始的，即④，也是难度最大的过程，D正确。 故选A。 11．脑机接口技术是一种变革性的人机交互技术。它通过捕捉大脑信号并将其转换为电信号，实现信息的传输和控制，从而直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道。下图是脑机接口的应用之一，用大脑控制机器写字，可为因某些原因不能写字的患者带来福音。请回答下列问题： (1)通过手术将微电极植入患者大脑皮层，其中微电极的作用是________，图中的电脑相当于反射弧中的___________。微电极采集到的脑部神经信号主要是大脑语言中枢的___________区的神经细胞膜外的电信号，这种细胞膜外电信号会突然由正变负，从物质运输的角度分析，发生这种电位变化的原因是__________________。 (2)人写字的“意念”产生于______________。“意念”产生需要多个神经元参与，不同神经元之间的联系如下图所示。当兴奋传递到甲神经元的末梢时，对电位变化敏感的钙离子通道会大量开放，胞外的钙离子会迅速涌进胞内，造成一个突然的钙高峰，进而导致神经递质乙酰胆碱释放，引起突触后膜电位变化，这个过程体现了神经元细胞膜具有_________的功能。当甲神经元兴奋后，乙、丙神经元的膜电位发生不同变化，原因是____________。 (3)某位参与测试脑机接口的志愿者是重症肌无力患者，其发病原因是机体产生的某种抗体与神经—肌肉接头的受体结合，导致肌肉不能收缩，不能写字，这种抗体是由___________细胞产生的，这位患者所患的疾病属于___________病。 (4)除了上述输出型脑机接口把大脑的意识输出，通过机器呈现外，科学家还在开发输入型脑机接口，即把兴奋输入大脑。请预测并描述一种可能的输入型脑机接口及应用：______________。 【答案】(1) 收集神经元的信号 神经中枢 W Na+（大量）内流 (2) 大脑皮层 控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流 甲神经元兴奋后，释放兴奋性神经递质，导致突触后膜乙兴奋，产生动作电位，但当乙兴奋后，其释放抑制性神经递质，抑制了突触后膜丙的兴奋，使丙不能形成动作电位 (3) 浆 自身免疫 (4)作为听觉（或视觉）受损患者的感受器和传入神经纤维 【分析】在中枢神经系 统的参与下，机体对内外刺激所产生的规律性应答反应，叫作反射。除了缩手反射，常见的反射还有眨眼 反射、膝跳反射等。反射是神经调节的基本方式。完成反射的结构基础是反射弧。 【详解】（1）侵入式微电极植入大脑皮层后，用于收集神经元的电信号，将大脑的“意图电信号”提取出来。反射弧由 “感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器”组成。图中的电脑负责处理大脑传来的电信号，相当于反射弧中的神经中枢（对信号进行分析、整合并发出指令）。人写字是一种运动性的语言活动，主要由大脑语言中枢的W区（书写性语言中枢）控制，所以微电极采集到的脑部神经信号主要是大脑语言中枢的W区的神经细胞膜外的电信号。神经细胞膜外电位由正变负是动作电位的形成过程，从物质运输角度看，是因为Na+内流。当神经细胞受到刺激时，细胞膜上的Na+通道开放，Na+大量内流，使膜外电位由正变负 。 （2）人的感觉、思维、意识等都产生于大脑皮层，所以人写字的“意念”产生于大脑皮层。当兴奋传递到甲神经元末梢时，胞外钙离子涌进胞内导致神经递质释放，这体现了神经元细胞膜具有控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流功能。甲神经元兴奋后释放乙酰胆碱，乙神经元接受的是乙酰胆碱（兴奋性递质），丙神经元接受的是5-羟色胺（抑制性递质），由于乙、丙神经元上的受体不同，接受的神经递质种类不同，乙神经元接受兴奋性递质后产生动作电位，但当乙兴奋后，其释放抑制性神经递质，抑制了突触后膜丙的兴奋，使丙不能形成动作电位。 （3）抗体是由浆细胞产生的。重症肌无力患者机体产生的抗体与自身神经-肌肉接头的受体结合，导致疾病，这种疾病属于自身免疫病。 （4）一种可能的输入型脑机接口及应用为：可以开发一种能将视觉信息转化为电信号输入大脑的脑机接口，应用于盲人恢复部分视觉功能。例如，通过摄像头采集外界图像信息，将其转化为特定的电信号，通过脑机接口输入到大脑的视觉中枢，使盲人能感知到一些简单的光影、形状等信息 。 12．利用AI（人工智能）破解蛋白质结构和功能之谜，建立蛋白质数据库，并在此基础上进行蛋白质结构设计和优化，会给未来蛋白质工程的发展带来翻天覆地的变化。关于该技术的实施，下列说法正确的是（　　） A．经改造的基因导入大肠杆菌后，需核糖体、内质网、高尔基体共同参与产生新型蛋白质 B．只能通过改造基因来获得AI设计的蛋白质 C．改造后的基因需插入到质粒上的启动子与终止子之间才能表达 D．用蛋白质的氨基酸序列推测的RNA编码序列只有一种 【答案】C 【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需求，蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质；而基因工程原则上能生产自然界已有的蛋白质。 2、蛋白质工程的基本思路：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 【详解】A、大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，A错误； B、对蛋白质的改造是通过改造或合成基因来完成的，B错误； C、改造后的基因需插入到质粒上的启动子与终止子之间才能表达，C正确； D、因为一种氨基酸可能对应多种密码子（简并性），故用蛋白质的氨基酸序列推测的RNA编码序列有多种可能，D错误。 故选C。 13．随着人工智能（AI）技术的快速发展，其在生物医药领域的应用日益广泛。AI技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法，为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用叙述错误的是（　　） A．利用AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析，可以识别疾病相关的基因突变，为精准医疗提供支持 B．利用AI技术对大量的蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 C．利用AI技术，通过智能穿戴设备和移动应用程序，能够实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议 D．AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如，如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题 【答案】B 【分析】蛋白质工程概念及基本原理（1）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（2）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。（3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。（4）基本途径：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、AI技术在基因组数据处理和分析中的应用，通过识别疾病相关的基因突变，为精准医疗的实现提供了强大的技术支持‌，A正确； B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，利用AI技术设计新药物，没有对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，不属于蛋白质工程技术，B错误； C、利用AI技术，通过智能穿戴设备和移动应用程序，能够实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议，AI技术为临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化，C正确； D、AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如，如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题，当AI系统在医疗决策中发挥作用时，如何确保其决策的合法性和伦理性是一个重要的考量，D正确。 故选B。 14.高位截瘫患者一般会出现四肢功能丧失、感觉丧失等症状，2020年，浙江大学研究团队对一名高位瘫痪患者实施国内首例“脑机接口”手术，即脑内植入Utah阵列电极，从而用意念控制机械手臂的三维运动完成进食、饮水和握手等一系列上肢重要功能运动，下列说法正确的是（    ） A．患者机械手臂上的触觉传感器接收刺激后，将信息直接传递到大脑A区域 B．A区域植入的电极可刺激大脑皮层的感觉中枢产生“触觉”，完成反射活动 C．A、B区域间仅通过电信号传递兴奋，相应神经元的膜电位变为内正外负 D．信号输出设备②与动力装置③相当于反射弧中的传出神经与效应器 【答案】D 【分析】神经调节的基本方式是反射，反射活动的结构基础是反射弧，反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器，人体在完成一项反射活动时，必须保持反射弧结构的完整，任何一个环节出现障碍，反射活动就不能正常进行。 【详解】A、据图可知，机械手臂上的触觉传感器接受刺激后，通过传入神经可将信息传递给大脑，A错误； B、反射的完成需要经过完整的反射弧，A区域植入的电极可刺激大脑皮层的感觉中枢产生“触觉”，反射弧不完整，不属于反射，B错误； C、A、B区域间相当于突触，突触处兴奋传递的信号有电信号-化学信号-电信号，相应神经元兴奋时，钠离子内流，膜电位变为外负内正，C错误； D、信号输出设备②相当于反射弧中的传出神经纤维，机械手臂中的动力装置③相当于反射弧中的效应器，D正确。 故选D。 15.在研究人脑与人工智能交互过程的神经调节机制中发现，当人类佩戴特定脑机接口设备与人工智能系统互动时，大脑会产生一系列生理变化来适应这种新型交互模式。以下关于人脑在与人工智能交互过程中生理调节的叙述，正确的是（    ） A．交互过程中，大脑皮层特定区域的神经元兴奋增强，此时兴奋在神经元之间以电信号的形式双向传递 B．在交互过程中听到人工智能播放的语音指令，听觉形成的部位是内耳的耳蜗，这一过程涉及多个神经元的参与 C．若长时间进行高强度交互，大脑会产生疲劳感，这可能与神经递质的过度消耗以及代谢废物的积累有关 D．脑机接口设备刺激大脑时，会引发人体的非条件反射，其反射弧中兴奋的传导和传递都是单向的 【答案】C 【详解】A、兴奋在神经元之间通过突触传递，依赖神经递质的释放，只能单向传递（电信号→化学信号→电信号），而非双向，A错误； B、听觉形成的最终部位是大脑皮层的听觉中枢，耳蜗仅负责将声波转化为神经冲动，B错误； C、长时间交互可能导致突触小泡内神经递质减少，且代谢废物（如乳酸）积累，影响神经元功能，引发疲劳感，C正确； D、脑机接口刺激可能引发条件反射（需学习建立），且反射弧中兴奋始终单向传递（神经纤维→突触→效应器），D错误。 故选C。 16. 2025年《疼痛学》期刊发表了一项利用脑机接口干预慢性疼痛的研究。Pinway系统通过脑电头环实时监测用户θ波（4～8Hz）与α波（8～13Hz）活动，θ/α波属于慢波振荡，反映神经元群突触后电位总和。当用户专注度提升时，系统生成水母动画颜色由红变蓝，形成神经反馈闭环。研究发现，这种视觉-脑电耦合可激活大脑内源性镇痛系统，显著抑制C类神经纤维异常放电引发的痛觉。下列叙述正确的是（　　） A．水母动画颜色变化属于条件刺激，需大脑皮层参与才能建立与痛觉缓解的联系 B．θ/α波增强表明神经元动作电位频率增加，此过程需Na+持续内流维持 C．C类神经纤维释放的递质使突触后膜Cl-内流增大，导致痛觉信号传递增强 D．内源性镇痛系统的激活体现了神经系统的分级调节，无需体液系统参与 【答案】A 【详解】A、水母动画颜色变化作为视觉信号，需与痛觉缓解建立条件反射联系，该过程依赖大脑皮层对刺激的整合与关联，属于条件刺激的建立，需大脑皮层参与，A正确； B、θ/α波反映神经元群突触后电位总和，而非动作电位频率，动作电位由Na+快速内流引发，但维持需K+外流，Na+内流是瞬时、不持续的，B错误； C、C类神经纤维传递痛觉信号，其释放的递质通常使突触后膜兴奋（如Na+内流），若Cl⁻内流增大将导致超极化，反而减弱痛觉传递，C错误； D、内源性镇痛系统需神经递质和体液调节共同参与，并非仅由神经系统分级调节完成，D错误。 故选A。 17. 脑机接口技术实现了大脑与外部设备的直接交互。某患者通过植入的脑机接口系统，能用“意念”控制机械臂完成简单动作(如图)。下列叙述错误的是（　　） A．患者通过“意念”控制电动假肢拿水杯喝水的过程不属于条件反射 B．微电脑的功能是将神经信号转化为计算机命令，类似于效应器处的信号转换 C．大脑皮层运动区神经元兴奋会增加细胞膜对K+的通透性，产生电信号 D．脑机接口的作用不是恢复患者的自主神经系统及中枢神经系统的功能 【答案】C 【详解】A、条件反射需要完整的反射弧（感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器）参与。而患者通过 “意念” 控制电动假肢，是大脑直接通过脑机接口传递信号，没有经过完整的反射弧，因此不属于条件反射，A正确； B、效应器的功能是接收传出神经的信号，将神经信号转化为肌肉收缩 / 腺体分泌等生理反应；微电脑是将神经信号转化为 “计算机命令”，因此微电脑的功能类似于效应器的信号转换，B正确； C、神经元兴奋时，细胞膜对Na+的通透性增加（Na+内流产生动作电位），C错误； D、脑机接口是替代传出神经 / 效应器的功能（将大脑信号传递给外部设备），并没有修复患者自身的自主神经系统（如内脏调节）和中枢神经系统的功能，D正确。 故选C。 18. 有一种AI算法可以在声音记录中既快又准地检测到蓝鲸的D-calls（D-calls是成年雌雄蓝鲸在栖息地觅食时发出的“社交”叫声）。下列相关叙述正确的是（　　） A．采用标记重捕法可估算蓝鲸种群数量，据此可预测蓝鲸种群未来的增长趋势 B．D-Calls具有高度的个体特异性，通常用于调查南极地区蓝鲸的种群密度 C．成年蓝鲸的D-calls是觅食时的特殊行为，属于不同物种之间传递的物理信息 D．该算法有助于提高对蓝鲸种群动态的监测效率，便于人类了解蓝鲸的分布情况 【答案】D 【分析】1、调查种群密度常用样方法和标记重捕法，其中样方法适用于调查植物和活动能力弱、活动范围小的动物，而标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。 2、在调查生活在隐蔽、复杂环境中的动物，特别是猛禽和猛兽时，样方法和标记重捕法就不适用了。为此，科学家开发出一些不需要直接观察或捕捉，就能调查种群密度或种群数量的新方法，例如红外线触发相机自动拍摄法、通过分析动物的粪便、声音等进行调查的方法。 【详解】A、采用标记重捕法可估算蓝鲸种群数量，但预测蓝鲸种群未来的增长趋势是通过年龄结构，A错误； B、D-calls是成年雌雄蓝鲸在栖息地觅食时发出的“社交”叫声，种群具有年龄结构这一特征，所以D-Calls不能用于调查南极地区蓝鲸的种群密度，B错误； C、成年蓝鲸的D-calls属于同种生物之间传递的物理信息，C错误； D、该算法有助于提高对蓝鲸种群动态的监测效率，便于人类了解蓝鲸的分布情况，D正确。 故选D。 19. 2025年，科研团队为了培育适用于异种器官移植的基因编辑猪，利用碱基编辑器（利用碱基互补配对原理，在特定位点操作可对单个碱基进行编辑）对猪的基因组进行精准修饰，敲除了猪内源性逆转录病毒基因（PERV），避免患者受PERV感染，敲除了GGTA1、βGALNT2、CMAH等基因，以减少抗原暴露，降低免疫排斥风险。同时插入CD46、CD55、TBM等基因，以增强人源基因表达、提升异种移植相容性。其中敲除PERV及插入CD46基因的操作流程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．设计sgRNA时需与PERV基因和CD46基因的序列互补，以实现精准编辑 B．碱基编辑器的作用是切断猪基因组DNA双链，为CD46基因插入提供位点 C．替换图中sgRNA序列，即可用碱基编辑器进一步敲除GGTA1等基因 D．该基因编辑猪的器官移植到人体后，PERV引发的免疫排斥将完全消除 【答案】C 【详解】A、sgRNA可通过碱基互补配对原则与PERV基因特定序列结合，从而对PERV基因进行精准编辑，但CD46基因是要插入，并非与sgRNA互补，A错误；    B、由题干信息可知，碱基编辑器是对单个碱基进行编辑，并非切断猪基因组DNA双链，B错误；    C、因为碱基编辑器能在特定位点对单个碱基进行编辑，所以替换图中sgRNA序列，就可用碱基编辑器进一步敲除GGTA1等基因，C正确；    D、该基因编辑猪敲除PERV基因可避免患者受PERV感染，但仅敲除PERV基因不能使PERV引发的免疫排斥完全消除，D错误。 故选C。 20．人脑和人工智能（AI）系统的决策过程有很多相似之处，也有许多不同。人类依靠大脑进行学习和记忆。AI大模型可通过自监督学习或半监督学习进行海量数据预训练，由于计算量极大，通常部署在云端。随着芯片技术的发展，终端智能设备的算力提升巨大，让AI具有了更为丰富的应用场景。回答下列问题： (1)AI可以通过麦克风、光感器、激光雷达、键盘等设备获取声音、图像、文字等信息，经过计算机综合分析，将结果通过显示器、音响等外源设备呈现。人脑的某些区域也具有类似的能力，可通过听觉器官对获取文字的信息进行分析综合，该部位位于大脑皮层言语区的 区；进行信息转化并控制相关发声器官进行语言表达的区域是 区。 (2)学习与记忆与大脑皮层的海马区有关。人类女性在中年之后记忆衰退速度快于男性。为研究雌性哺乳动物年龄增长与记忆的关系，利用切除卵巢的GDX雌鼠作为实验组，进行了相关实验，实验结果如下图。据此推测雌性哺乳动物中年之后记忆衰退加快的原因是 。 (3)研究发现，海马区的突触间隙中神经递质5-羟色胺（5-HT）水平降低导致抑郁症发生，通过显著改变5-HT的受体功能可治疗抑郁症。为探究某种新型抗抑郁药物M的药学机制，利用抑郁模型动物进行了相关实验，结果如图。通过进一步实验可知，使用该种药物可引起海马区5-HT受体的数量稍有减少，可能与5-HT受体 （填“合成减少”或“降解增加”）有关。推测药物M抗抑郁的机制为 。 【答案】(1) H S (2)记忆的形成与海马区突触数量有关，雌激素水平下降，导致海马区面积变小，突触数量减少 (3)降解增加 提高5-HT受体的敏感度 【分析】人脑的高级功能：位于大脑表层的大脑皮层，是整个神经系统中最高级的部位．它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外，还具有语言、学习、记忆和情绪等方面的高级功能。 【详解】（1）大脑皮层的言语区分为多个功能区域：H 区（听觉性言语区）：负责处理听觉器官获取的信息（如文字的听觉信息分析综合），若该区域受损，会出现 “听不懂话” 的症状；S 区（运动性言语区）：负责将信息转化为语言表达，控制发声器官（如说话），若受损会出现 “能听懂但说不出” 的症状。 （2）实验中，GDX 雌鼠是切除卵巢的个体（卵巢是雌性哺乳动物分泌雌激素的主要器官，切除后雌激素水平显著下降）。从实验结果看：随月龄增长，GDX 雌鼠的海马区相对面积和突触数量”均比正常雌鼠更少（下降更明显）；而记忆的形成与海马区的突触数量密切相关。由此推测：雌性哺乳动物中年后，雌激素水平下降，导致海马区面积缩小、突触数量减少，最终使记忆衰退加快。 （3）① 5-HT 受体的数量变化：图中治疗组的5-HT 受体 mRNA 含量与对照组相近，说明受体的合成过程未受抑制；因此受体数量减少的原因是降解增加（受体合成后被分解的速度加快）。 ② 药物 M 的抗抑郁机制：抑郁症的原因是突触间隙 5-HT 水平低，而治疗组的后膜 5-HT 结合率上升（但受体数量减少），说明药物 M提高了 5-HT 受体的敏感性—— 即使受体数量减少，单个受体也能更高效地与 5-HT 结合，从而缓解突触间隙 5-HT 不足的问题。 21．“一池翠湖水，半部昆明史。”昆明翠湖公园是昆明市重要的城市湿地。中科院昆明动物研究所联合省内外十多个科技团队组成跨学科、跨领域团队，将翠湖打造成了城市生物多样性保护的“样板间”。回答下列问题。 (1)中科院团队利用自主研发的“AI鸟类智慧监测识别系统”，通过高清摄像头24小时实时视频监控与智能分析翠湖鸟类物种数量及种群密度，调查结果如下表。与标记重捕法相比，该调查法的优势是 （答出2点即可）。 调查时间 2018年 （修复前） 2020年 （修复完成） 2023年 （修复后） 2025年 （修复后） 调查方法 人工观测 人工观测 AI辅助观测 AI智慧监测系统 调查结果 鸟类物种数/种 5 8 15 100 鸟类个体总数/只 40 75 180 系统持续计数 (2)翠湖公园内的滇朴、银杏、柳、香樟等是多种鸟的栖息地，在对这些古树名木进行保护的同时，公园内新增植了黄花风铃木、深山含笑、澳洲火焰木和马关木莲等乔木，以及灌木与草本植物，构建了乔—灌—草复合系统，形成了生物群落的 结构，植物的这种分层现象显著提高了群落利用 等环境资源的能力，为鸟类创造了多种多样的栖息空间和 条件。 (3)翠湖养殖的“工作鸭”可捕食福寿螺、小龙虾等外来入侵生物，“工作鸭”还会上岸捕食草坪上的害虫，这种控制动物危害的技术方法叫作 ，其优点是 。 (4)翠湖“鸟岛”是团队利用湖底清淤时留下的淤泥营造的缓坡浅滩，是鸟类的诗意栖息地，体现了基于自然解决方案的生态修复理念。团队还引进了20多个品种的荷花和睡莲来净化水质，让游客近距离感受生物多样性之美，这体现了生物多样性的 价值。 (5)综上所述，修复后的翠湖公园成了百鸟之园和城市会客厅，这得益于该湿地生态系统稳定性的提高。从结构与功能相适应的角度分析，该生态系统稳定性提高的原因是 。 【答案】(1)不但可以调查种群密度，还可以调查物种数量；能最大限度减少对鸟类的干扰和伤害；能够实现长期、大范围、高精度的监测 (2)垂直 阳光 食物 (3)生物防治 对人类生存环境无污染 (4)间接价值和直接 (5)修复后的翠湖湿地生态系统的生物种类增加，生态系统的组分越多，营养结构就越复杂，自我调节能力也就越强，抵抗外来干扰的能力也就越强 【分析】生物多样性的价值主要分为直接价值、间接价值和潜在价值三类。直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值；间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面；潜在价值指目前尚未被人类发现或利用，但未来可能具有的价值。 【详解】（1）该调查法属于直接计数类的调查方法。与标记重捕法相比：标记重捕法主要用于调查种群密度，而此方法不但可以调查种群密度，还可以调查物种数量；标记重捕法可能会对动物造成干扰或伤害，此方法能最大限度减少对鸟类的干扰和伤害；借助 “AI 鸟类智慧监测识别系统”，能够实现长期、大范围、高精度的监测。 （2）乔—灌—草复合系统是不同植物在垂直方向上分层，形成了生物群落的垂直结构。 植物的垂直分层显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。植物为鸟类创造了多种多样的栖息空间和食物条件（植物是许多鸟类的食物来源或食物来源的载体）。 （3）利用 “工作鸭” 捕食有害生物来控制动物危害的技术方法叫作生物防治，相比化学防治，不会造成农药残留等环境问题，所以其对人类生存环境无污染。 （4）引进荷花和睡莲净化水质，体现了生物多样性的间接价值（生态功能）；让游客近距离感受生物多样性之美，体现了生物多样性的直接价值（观赏等）。 （5）从结构与功能相适应的角度分析，修复后的翠湖湿地生态系统生物种类增加，生态系统的组分越多，营养结构就越复杂，自我调节能力也就越强，抵抗外来干扰的能力也就越强，因此生态系统稳定性提高。 22．幽门螺杆菌（Hp）是一种人体常见的消化道病菌，其产生的脲酶可分解尿素产生氨以中和胃酸，保护菌体免受胃酸杀灭。抗体疗法在治疗Hp感染方面具有重要应用潜力。研究人员利用AI技术分析比较了Hp的脲酶亚单位B（UreB）与不同抗体的分子间作用力大小，筛选出全人源化单域抗体（UreBAb）作为重点研究对象。回答下列问题。 (1)研究人员在成功扩增UreBAb基因后，构建了两种重组质粒，其分别能表达出重组蛋白SUMO-UreBAb和UreBAb，该过程中需要用到的工具酶有 。 (2)为了分析重组蛋白对脲酶分解尿素能力的影响，研究人员检测了不同温度下两种蛋白对脲酶活性的抑制率，如图1所示。 结果显示，对脲酶活性抑制效果更好的是 （填“SUMO-UreBAb”或“UreBAb”），判断的依据是 。 (3)为了进一步提升UreBAb的抗菌活性，研究人员在AI精确预测强作用力的氨基酸残基特定位点的基础上，通过设计、合成、构建、转化得到多种UreBAb突变体重组表达菌株，并成功获得重组蛋白质，该技术属于 。分析这些突变体重组蛋白质基因转录模板链的部分序列及突变区如表所示，检查各突变体重组蛋白质抑制效率，发现抑制效果最为显著的是W突变体，其重组蛋白肽链特定位点上氨基酸种类发生的变化是 。 野生型    5'…GCGTTTAATTTCCAC…3' M突变体  5'…GCGTTTCATTTCCAC…3' P突变体   5'…GCGTTTCGGTTCCAC…3' W突变体  5'…GCGTTTCCATTCCAC…3' F突变体   5'…GCGTTTAAATTCCAC…3' 部分密码子及对应的氨基酸 AAU：天冬酰胺  UGG：色氨酸  CAU：组氨酸 CCA：脯氨酸  AUU：异亮氨酸 (4)如今，AI技术迅猛发展，推动了生物医药、合成生物学等领域的创新。AI技术在本研究中的应用有______。 A．设计出了稳定性更高的脲酶的空间结构 B．分析比较了不同蛋白质间的分子作用力 C．分析了蛋白质三维结构，筛选抗体的改造位点 D．构建了抗体的空间模型并从头合成全新的抗体 【答案】(1)限制性内切核酸酶（限制酶）和DNA连接酶 (2)SUMO-UreBAb 在各组温度下重组蛋白SUMO-UreBAb抑制率都比UreBAb更高 (3)蛋白质工程 异亮氨酸被替换成色氨酸 (4)BC 【分析】一个基因表达载体的组成，除目的基因、标记基因外，还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。 【详解】（1）构建重组质粒时，需要用 限制性内切核酸酶（限制酶） 切割目的基因和载体，以获得相同的黏性末端或平末端，再用 DNA 连接酶 将两者连接形成重组质粒。 （2）观察图 1 数据，在各个温度下，重组蛋白 SUMO - UreBAb 对脲酶活性的抑制率均显著高于 UreBAb。例如在 37℃时，SUMO - UreBAb 的抑制率明显高于 UreBAb。因此，抑制效果更好的是 SUMO - UreBAb，判断依据是 在各组温度下，重组蛋白 SUMO - UreBAb 对脲酶活性的抑制率都比 UreBAb 更高。 （3）通过设计、合成、构建、转化等步骤获得多种 UreBAb 突变体重组表达菌株，并优化重组蛋白，这一过程是对蛋白质进行改造，属于 蛋白质工程（蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造新蛋白质）。 分析序列：野生型部分序列为 …GGGTTAATTTCCAC…，由于转录出mRNA的方向为5'到3'方向，对应野生型密码子AUU变为W 突变体中密码子UGG，该变化使得异亮氨酸（密码子 AUU）被色氨酸（密码子 UGG）替换。 （4）A、文中未提及利用 AI 设计稳定性更高的脲酶空间结构，A错误； B、研究中提到利用 AI 技术分析比较了 UreB 的脲酶亚单位 B 与不同抗体分子间作用力大小，B正确； C、AI 技术可分析蛋白质三维结构，从而筛选抗体的改造位点（如后续对 UreBAb 突变体的研究），C正确； D、文中未提及 “从头合成全新的抗体”，D错误。 故选BC。 23．抗菌肽具有广谱抗细菌活性，我国研究团队成功开发了一种基于“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台的抗菌肽设计系统，提升了生成序列的新颖性和多样性，在医学上具有重要应用价值。下图为某实验室根据抗菌肽A和抗菌肽D的部分氨基酸序列，设计并合成了抗菌肽AD基因，然后利用菌体发酵生产。请回答下列问题。 限制酶 Bcl I Hind III Sal I Sau3A I 识别序列及切割位点 T↓GATCA A↓AGCTT G↓TCGAC ↓GATC 注：Leu+为控制亮氨酸合成的基因，亮氨酸为酵母菌的必需氨基酸；Amp-为氨苄青霉素抗性基因，青霉素类可抑制细菌细胞壁的合成；O1为原核细胞复制原点，O2为真核细胞复制原点。 (1)通过抗菌肽AD的氨基酸序列推测出的AD基因的碱基序列与原AD基因有差异，可能的原因是 （答出两点）。图中的质粒还缺少的必备元件及作用是 。 (2)研究人员在人工合成AD基因后，设计了引物Pl（正向引物，结合在AD基因的上游）和P2（反向引物，结合在AD基因的下游）进行PCR扩增。扩增后的AD基因与pC穿梭质粒构建重组质粒，所需的酶主要有 。在P2引物中，除了构建相应限制酶的酶切序列外，还要确保翻译过程在正确位置停止。据图推测，写出P2引物的部分序列：5’ 3’（从5’端开始的12个碱基）。 (3)抗菌肽AD的生产菌可以选用 （填“酵母菌”“大肠杆菌”“酵母菌或大肠杆菌”），原因是 。将AD基因重组质粒导入菌体后，需用选择性培养基筛选并培养受体菌。从培养基的成分分析，与普通培养基相比，该选择性培养基应 。 (4)为提高抗菌肽的活性，研究人员拟用“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台对氨基酸序列重新进行设计、筛选，规模化生产。该过程是 等生物工程的综合运用。 【答案】(1)密码子的简并性；推测的序列是编码序列无启动子、终止子、内含子；无编码终止密码子的序列（答出任意2点） 终止子，终止转录 (2)HindⅢ、SalI、DNA连接酶 P2：5' GTCGACTTACTT3’ (3)酵母菌 抗菌肽AD具有抗细菌活性，能杀死大肠杆菌 不含亮氨酸 (4)蛋白质工程、发酵工程、（基因工程） 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是用钙离子处理法。 （4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--PCR检测技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--PCR检测技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）通过抗菌肽AD的氨基酸序列推测出的AD基因的碱基序列与原AD基因有差异，可能的原因是密码子具有简并性，一种氨基酸对应多种密码子或推测出的只是编码序列无内含子、启动子、终止子等。图中的质粒还缺少的必备元件是终止子，作用是终止转录。 （2）据图可知，BclⅠ的切割位点不在启动子和终止子之间，如果用Sau3AⅠ切割，则会将BclⅠ的位点切割开，导致质粒形成两段，所以只能选用HindⅢ和SalⅠ酶，同时需要用DNA连接酶将目的基因和载体连接。由于起始密码子为AUG，说明转录的模板链为AD基因下面的一条链，转录方向为从左到右，则右侧的引物P2应当含有SalⅠ的限制酶切割序列，还要包含编码终止密码子的序列，并且与下游序列互补，故P2引物序列为5′-GTCGACTTACTT-3′。 （3）抗菌肽具有抗菌活性，会杀死大肠杆菌，故选用的受体菌为酵母菌，从培养基的成分分析，与普通培养基相比，该选择性培养基应含氨苄青霉素，不含亮氨酸。 （4）为提高抗菌肽的活性，研究人员预用“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台对氨基酸序列重新进行设计、筛选，规模化生产。该过程是基因工程、蛋白质工程、发酵工程的综合运用。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点04 AI赋能生命科学：精准预测蛋白结构、优化基因编辑器与设计细胞疗法 AI赋能生命科学这一热点，与高中生物学教材核心知识紧密对应，体现了前沿科技对基础原理的深度应用。具体关联如下： “AI预测蛋白质结构”直接对应必修一《分子与细胞》中蛋白质的结构层次与“结构与功能相适应”的根本观念，同时也是选择性必修三《生物技术与工程》“蛋白质工程”原理的终极实践。“神经调节与脑机接口”植根于选择性必修一《稳态与调节》，其技术本质是对神经冲动的产生、传导及人脑高级功能所产生电信号的解码与调控。“AI预测种群与进化”则完全基于选择性必修二《生物与环境》中的种群数量特征、变化规律及现代生物进化理论，AI在此是处理大数据的超级模拟工具。最后，“AI辅助基因编辑与细胞疗法”是选择性必修三《生物技术与工程》中基因工程（如CRISPR工具）与细胞工程（如干细胞疗法）的智能化升级，AI的核心作用在于对这些技术的核心元件进行理性设计与优化。 总之，该热点是教材中“结构与功能观”“稳态与调节观”“进化与适应观”以及“工程学原理”在前沿领域的集中体现与高阶应用。考题不会考查复杂的AI算法，而是聚焦于AI如何赋能传统生物学知识与技术，主要考查信息理解与应用、逻辑推理与评价能力。 备考建议：复习时，回归教材，牢固掌握上述关联的核心概念与原理。面对新材料时，主动建立其与教材知识的联系，将AI视为一个强大的“外部工具”，重点思考它解决了什么传统难题、如何改变了技术路径以及带来了哪些新的社会影响。 猜押1 AI赋能蛋白质工程——从功能需求到基因设计 基于AI（人工智能）的蛋白质设计方法可以利用现有蛋白质数据库以及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构及功能。下列说法错误的是（    ） A．AI可帮助人们更深入了解蛋白质的结构与功能关系 B．AI预测新型蛋白质的结构和功能依据的原理是中心法则 C．可通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质 D．AI可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质 、 1.蛋白质工程的基本流程： 预期功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测mRNA碱基序列→设计目的基因。考生需能完整写出这一流程，并理解每一步的依据（中心法则的逆向应用）。 2.中心法则逆推的逻辑： 从蛋白质功能需求出发，通过中心法则逆向推导出相应的基因序列。这是蛋白质工程区别于传统基因工程的核心要点。 猜押2 AI优化CRISPR基因编辑 2025年，科研团队为了培育适用于异种器官移植的基因编辑猪，利用碱基编辑器（利用碱基互补配对原理，在特定位点操作可对单个碱基进行编辑）对猪的基因组进行精准修饰，敲除了猪内源性逆转录病毒基因（PERV），避免患者受PERV感染，敲除了GGTA1、βGALNT2、CMAH等基因，以减少抗原暴露，降低免疫排斥风险。同时插入CD46、CD55、TBM等基因，以增强人源基因表达、提升异种移植相容性。其中敲除PERV及插入CD46基因的操作流程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．设计sgRNA时需与PERV基因和CD46基因的序列互补，以实现精准编辑 B．碱基编辑器的作用是切断猪基因组DNA双链，为CD46基因插入提供位点 C．替换图中sgRNA序列，即可用碱基编辑器进一步敲除GGTA1等基因 D．该基因编辑猪的器官移植到人体后，PERV引发的免疫排斥将完全消除 、 1. CRISPR/Cas9 系统组成 组成成分 化学本质 来源/结构 主要功能 Cas9 蛋白 蛋白质 来源于化脓性链球菌等细菌，由相应基因编码，在核糖体合成 具有DNA 内切酶活性，在gRNA引导下切割目标 DNA 双链，产生双链断裂 gRNA（引导RNA） RNA 天然状态下由crRNA和tracrRNA两部分组成；人工改造后可融合为单链引导RNA（sgRNA） 通过其 5‘ 端的约 20 nt 间隔序列与目标 DNA 链进行碱基互补配对，特异性识别靶点；同时与 Cas9 蛋白结合，引导Cas9至目标位置 CRISPR/Cas9基因编辑技术培育转基因生物，与传统的基因工程相比，其明显优点是可将目的基因定点插入所需位点，避免了因目的基因随机插入宿主细胞DNA引起的生物安全性问题。CRISPR/Cas9基因编辑技术在基因治疗、基因水平进行动植物的育种、研究基因的功能等方面有广阔的应用前景。 猜押3 设计细胞疗法 工程化癌症纳米疫苗利用纳米技术封装、运载肿瘤抗原，实现了良好的免疫效果。当纳米颗粒进入人体后，在淋巴结中被呈递给CD8+T细胞，进而促进T细胞的分化和成熟，成熟的免疫细胞再对癌细胞发挥杀伤作用，如图所示。请回答下列问题。 (1)IL-2、IL-6与溶菌酶等物质都属于 。癌症纳米疫苗注射到人体后，被树突状细胞摄取，随后树突状细胞被活化，并对抗原进行 ，抗原作用于CD8+T细胞后，形成细胞乙，即 细胞，再作用于癌细胞。 (2)浆细胞除来源于过程①外，还可来源于 ，过程①中细胞甲的作用是 。 (3)癌症纳米疫苗引起机体产生的免疫类型为 ，机体在免疫活性物质参与下利用免疫细胞杀死癌细胞的过程体现了免疫系统的 功能。 (4)NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用需要借助 来实现，其一方面与肿瘤细胞上的受体结合，同时还与NK细胞上的受体结合，进而刺激NK细胞释放肿瘤坏死因子（TNF），激活其他通路杀死肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞 。 (5)相对于普通灭活疫苗，工程化癌症纳米疫苗的优势在于 。 细胞疗法的核心逻辑：筛选/获取目标细胞→体外改造/培养→回输体内→疗效监测，结合常见细胞疗法（CAR-T疗法、干细胞疗法等），逐步拆解情景及考点，贴合高考真题情境呈现方式。 情景第一步：目标细胞的筛选与获取（基础步骤，高频考点） 1. 情景描述：根据治疗需求，从患者自身或供体中筛选并获取具有特定功能的细胞（如免疫细胞、干细胞），为后续改造和治疗奠定基础。 2. 常见实例： •CAR-T疗法：从肿瘤患者外周血中分离单个核细胞，进一步纯化得到T细胞（免疫细胞，负责特异性识别和杀伤癌细胞）； •干细胞疗法：从骨髓、脐带血中获取间充质干细胞（具有自我更新和多向分化能力，可用于组织修复）； •糖尿病细胞替代疗法：从人类多能干细胞中诱导分化得到胰岛素分泌细胞（β细胞），用于替代受损胰岛细胞。 3. 高考考点对接： •细胞的分离技术：利用细胞的形态、功能差异（如免疫细胞的表面抗原），通过离心、磁珠纯化等方法分离目标细胞（对应“细胞工程”考点）； •干细胞的特性：全能性、多能性、专能性（如多能干细胞可分化为多种细胞类型，对应“细胞分化”考点）； •细胞来源的选择：自体细胞（避免免疫排斥）、供体细胞（需配型，对应“免疫调节——排斥反应”考点）。 4. 易错点：混淆“自体细胞”与“供体细胞”的优势与局限——自体细胞无免疫排斥，但可能存在自身细胞功能异常；供体细胞可能引发排斥反应，但可实现规模化制备（如CAR-NK疗法的供体NK细胞）。 情景第二步：目标细胞的体外改造（核心步骤，高频重难点） 1. 情景描述：通过基因工程、细胞培养等技术，对获取的目标细胞进行改造，使其具备治疗所需的特定功能（如靶向杀伤、组织修复、分泌特定物质）。 2. 常见实例： •CAR-T细胞改造：利用基因工程技术，将编码嵌合抗原受体（CAR）的基因导入T细胞，使T细胞可不依赖MHC分子，直接识别肿瘤细胞表面的特定抗原（CAR包含抗原结合域、跨膜区、胞内信号域，实现“识别+激活”双重功能）； •干细胞改造：通过基因编辑技术（如CRISPR-Cas9），修复干细胞中的致病基因，再诱导其分化为功能正常的细胞（如修复镰刀型细胞贫血症患者的造血干细胞）； •溶瘤病毒辅助改造：对病毒进行基因改造，使其能特异性感染并裂解靶细胞，同时激活机体全身抗肿瘤免疫，与免疫细胞疗法协同作用。 3. 高考考点对接： •基因工程核心操作：目的基因（如CAR基因）的获取、基因表达载体的构建（需启动子、终止子、标记基因）、将目的基因导入受体细胞（常用病毒载体，如慢病毒，对应“基因工程工具”考点）； •细胞培养技术：体外培养改造后的细胞时，需提供适宜的营养（葡萄糖、氨基酸、血清）、温度、pH、气体环境（O₂和CO₂），实现细胞大量扩增（对应“动物细胞培养”考点），如CAR-T细胞需扩增至10⁶-10⁸个才能用于治疗； •基因编辑技术：CRISPR-Cas9的作用原理（切割DNA双链，修复致病基因，对应“基因重组”考点）； •细胞功能修饰：改造后的细胞需具备特定功能（如T细胞的杀伤功能、干细胞的分化功能），本质是基因的选择性表达。 4. 易错点：① 误认为“细胞改造可直接修饰蛋白质”——细胞疗法的细胞改造，本质是通过修饰基因实现蛋白质功能改变（对应蛋白质工程原理，即“第二代基因工程”）；② 忽略病毒载体的安全性，如早期逆转录病毒载体存在基因组整合风险，新一代慢病毒、AAV载体风险已降低。 情景第三步：改造后细胞的体内回输与定植（关键步骤，考应用） 1. 情景描述：将体外改造、扩增后的功能细胞，通过静脉注射、局部移植等方式回输到患者体内，使其在体内定植、增殖，并发挥治疗作用。 2. 常见实例： •CAR-T细胞回输：将扩增后的CAR-T细胞通过静脉回输，使其在患者体内识别并杀伤表达特定抗原的肿瘤细胞，同时自身增殖，形成持续的抗肿瘤免疫反应； •干细胞移植：将改造后的造血干细胞通过静脉回输，定植到患者骨髓中，替代受损的造血干细胞，恢复造血功能（如治疗白血病）； •胰岛素分泌细胞移植：将体外培育的β细胞移植到1型糖尿病患者体内，使其定植并分泌胰岛素，调节血糖平衡。 3. 高考考点对接： •免疫调节：回输细胞的免疫兼容性（自体细胞无排斥，供体细胞需抑制免疫排斥，如使用免疫抑制剂，对应“体液免疫、细胞免疫”考点）； •细胞定植与增殖：回输的细胞需在体内适宜部位定植（如造血干细胞定植于骨髓），依赖细胞与细胞、细胞与细胞外基质的识别（对应“细胞膜的信息交流”考点）； •治疗机制：如CAR-T细胞通过识别肿瘤抗原，激活自身杀伤功能，释放细胞因子、穿孔素等，诱导肿瘤细胞凋亡（对应“免疫细胞的功能”考点）；干细胞通过分化为功能细胞，修复受损组织（对应“细胞分化”考点）。 4. 易错点：混淆“细胞回输后的增殖”与“癌细胞增殖”——回输后的功能细胞（如CAR-T细胞）增殖是正常的免疫应答或修复过程，受机体调控；癌细胞增殖不受调控，二者本质不同。 情景第四步：疗效监测与风险防控（延伸步骤，考分析） 1. 情景描述：细胞回输后，监测患者体内细胞的存活状态、功能发挥情况，同时防控可能出现的风险（如免疫反应、细胞异常增殖、脱靶效应等）。 2. 常见实例： •CAR-T疗法监测：监测患者体内CAR-T细胞的数量、肿瘤细胞的数量，以及是否出现细胞因子释放综合征（免疫相关不良反应），可通过优化CAR结构、控制回输剂量降低风险； •干细胞疗法监测：监测干细胞的分化情况，避免其异常分化为癌细胞（如间充质干细胞的异常增殖风险）； •基因治疗监测：监测目的基因的表达情况，避免基因插入导致正常基因失活（对应“基因工程的安全性”考点）。 1．人工智能（Artificial Intelligence，英文缩写为AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新技术科学。利用人工智能模型（AI）预测蛋白质的结构和功能，极大地加速了人类对蛋白质的了解。下列叙述错误的是（　　） A．利用AI设计蛋白质可提高预测效率和精度 B．利用AI设计蛋白质可推动生物学和医学发展 C．AI分析氨基酸的差异不能用于进化亲缘关系比较 D．AI可能对理解疾病发生机制有一定帮助 2．近年来，人工智能（AI）技术在蛋白质工程领域的应用取得了显著成果，不仅攻克了长期存在的蛋白质结构预测问题，还成功设计了多种新型功能蛋白，为多个领域带来了潜在的生物活性分子。下列说法正确的是（　　） A．蛋白质工程需要改造蛋白质分子的所有氨基酸序列 B．蛋白质工程的目标是改造现有蛋白质或创造新蛋白质 C．AI在蛋白质工程中的应用说明不再需要基因工程水平的操作 D．AI设计的蛋白质功能必然超过自然界中发现的任何蛋白质 3．蛋白质工程又称第二代基因工程，人工智能（AI）算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下图为蛋白质工程的流程，下列相关叙述错误的是（    ）    A．蛋白质工程是基因工程的延伸，不需要对基因进行操作，直接对蛋白质进行加工改造 B．蛋白质工程可根据人类生产和生活的需要，设计并制造出自然界不存在的新的蛋白质 C．蛋白质工程可对药用蛋白进行改造，使其更好地用于人类疾病的治疗 D．AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是过程④ 4．人工智能系统AlphaFold2 已经能够预测人类98.5%的蛋白质结构，有科学家认为，AlphaFold2 对蛋白质结构的精准预测，是人工智能对科学领域最大的一次贡献，也是人类在21世纪取得的最重要的科学突破之一。下列相关叙述错误的是（　　） A．预测蛋白质结构，设计并制造新蛋白质属于第二代基因工程 B．分析蛋白质的氨基酸序列是预测其空间结构的重要基础 C．蛋白质工程通过改造现有蛋白质或制造出新的蛋白质，满足人类需求 D．科学家通过对组成干扰素的氨基酸直接操作从而提高了干扰素的稳定性 5．2024年大卫·贝克等三位科学家因利用AI精准预测蛋白质的结构，推动蛋白质结构研究取得革命性进展，共同获得了诺贝尔化学奖。AI蛋白质的合成是蛋白质工程在人工智能时代的技术延伸。下列叙述错误的是（　　） A．AI蛋白在设计前需要先明确其功能需求 B．利用AI能设计出自然界不存在的蛋白质 C．AI蛋白的最终获得不需要经过基因工程 D．AI蛋白的功能需进行实验验证才能确定 6．2024年诺贝尔化学奖授予以下三位科学家，以表彰其在蛋白质研究领域的突破性贡献：大卫·贝克开发了基于计算机算法的蛋白质设计技术，成功设计并合成自然界中不存在的全新功能性蛋白质，丹米斯·哈萨比斯和约翰·乔普开发了人工智能模型（如AlphaFold），解决了困扰科学界50年的“蛋白质折叠问题”，实现了仅通过氨基酸序列即可高精度预测蛋白质三维结构。他们的研究成果大幅加速了药物靶点发现、疾病机制解析等领域的研究进程，并推动了结构生物学的革新。下列说法错误的是（　　） A．基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，但结合大卫·贝克的研究成果可合成全新功能性蛋白质 B．在蛋白质工程中可根据蛋白质的氨基酸序列和密码子表设计目的基因，但目的基因的碱基序列并不唯一 C．蛋白质的高级结构非常复杂，往往与肽键以及肽链在特定区域形成氢键、二硫键等有关 D．蛋白质工程的难点在于难以正确确定蛋白质的高级结构，而人工智能模型AlphaFold为解决这一问题提供了帮助 7．中国科学家研发的全球首个AI蛋白质生成大模型NewOrigin（中文名“达尔文”）正式在世界人工智能大会亮相。它能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质，为蛋白质工程的发展提供了新方向，在生物医药领域也有较好的应用前景。下列叙述不正确的是（    ） A．蛋白质工程需从设计预期的蛋白质功能出发，目前的AI可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质 B．NewOrigin在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质，使得产品更优良 C．对蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 D．AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如，如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题 8．蛋白质生成模型是利用人工智能生成技术设计全新蛋白质的新方法。该模型可从零开始创造，生成全新的自然界不存在的蛋白质结构。下列说法错误的是（　　） A．全新蛋白质除含有氨基酸残基外还可能结合其他有机物和无机盐离子 B．全新蛋白质生成过程中通过脱水缩合形成大量的肽键和二硫键 C．欲规模化生产全新蛋白质，需设计该蛋白质对应的基因碱基序列 D．基因工程菌能高效表达全新蛋白质的性状可遗传给子代 9．某同学利用我国人工智能大模型检索现代发酵工程应用相关的问题。下列检索的结果存在科学性错误的是（    ） A．发酵工业体系形成得益于原料丰富价廉、产物种类多、生产条件严苛 B．发酵工程生产的单细胞蛋白就是微生物菌体，可作为食品添加剂或饲料 C．可通过人工诱变、基因工程、从自然界直接筛选等方式获得性状优良的菌种 D．啤酒的工业化生产主发酵阶段完成酵母菌繁殖、大部分糖的分解及代谢物生成 10．蛋白质工程又称第二代基因工程，人工智能(AI)算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下图为蛋白质工程的流程，下列有关叙述错误的是（　　）    A．蛋白质工程就是根据人们需要，直接对蛋白质进行加工改造 B．干扰素结构中改变某个氨基酸提高了它的保存时间是蛋白质工程应用的体现 C．①②过程为转录和翻译 D．AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是过程④ 11. 脑机接口技术是一种变革性的人机交互技术。它通过捕捉大脑信号并将其转换为电信号，实现信息的传输和控制，从而直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道。下图是脑机接口的应用之一，用大脑控制机器写字，可为因某些原因不能写字的患者带来福音。请回答下列问题： (1)通过手术将微电极植入患者大脑皮层，其中微电极的作用是________，图中的电脑相当于反射弧中的___________。微电极采集到的脑部神经信号主要是大脑语言中枢的___________区的神经细胞膜外的电信号，这种细胞膜外电信号会突然由正变负，从物质运输的角度分析，发生这种电位变化的原因是__________________。 (2)人写字的“意念”产生于______________。“意念”产生需要多个神经元参与，不同神经元之间的联系如下图所示。当兴奋传递到甲神经元的末梢时，对电位变化敏感的钙离子通道会大量开放，胞外的钙离子会迅速涌进胞内，造成一个突然的钙高峰，进而导致神经递质乙酰胆碱释放，引起突触后膜电位变化，这个过程体现了神经元细胞膜具有_________的功能。当甲神经元兴奋后，乙、丙神经元的膜电位发生不同变化，原因是____________。 (3)某位参与测试脑机接口的志愿者是重症肌无力患者，其发病原因是机体产生的某种抗体与神经—肌肉接头的受体结合，导致肌肉不能收缩，不能写字，这种抗体是由___________细胞产生的，这位患者所患的疾病属于___________病。 (4)除了上述输出型脑机接口把大脑的意识输出，通过机器呈现外，科学家还在开发输入型脑机接口，即把兴奋输入大脑。请预测并描述一种可能的输入型脑机接口及应用：______________。 12．利用AI（人工智能）破解蛋白质结构和功能之谜，建立蛋白质数据库，并在此基础上进行蛋白质结构设计和优化，会给未来蛋白质工程的发展带来翻天覆地的变化。关于该技术的实施，下列说法正确的是（　　） A．经改造的基因导入大肠杆菌后，需核糖体、内质网、高尔基体共同参与产生新型蛋白质 B．只能通过改造基因来获得AI设计的蛋白质 C．改造后的基因需插入到质粒上的启动子与终止子之间才能表达 D．用蛋白质的氨基酸序列推测的RNA编码序列只有一种 13．随着人工智能（AI）技术的快速发展，其在生物医药领域的应用日益广泛。AI技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法，为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用叙述错误的是（　　） A．利用AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析，可以识别疾病相关的基因突变，为精准医疗提供支持 B．利用AI技术对大量的蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 C．利用AI技术，通过智能穿戴设备和移动应用程序，能够实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议 D．AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如，如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题 14.高位截瘫患者一般会出现四肢功能丧失、感觉丧失等症状，2020年，浙江大学研究团队对一名高位瘫痪患者实施国内首例“脑机接口”手术，即脑内植入Utah阵列电极，从而用意念控制机械手臂的三维运动完成进食、饮水和握手等一系列上肢重要功能运动，下列说法正确的是（    ） A．患者机械手臂上的触觉传感器接收刺激后，将信息直接传递到大脑A区域 B．A区域植入的电极可刺激大脑皮层的感觉中枢产生“触觉”，完成反射活动 C．A、B区域间仅通过电信号传递兴奋，相应神经元的膜电位变为内正外负 D．信号输出设备②与动力装置③相当于反射弧中的传出神经与效应器 15.在研究人脑与人工智能交互过程的神经调节机制中发现，当人类佩戴特定脑机接口设备与人工智能系统互动时，大脑会产生一系列生理变化来适应这种新型交互模式。以下关于人脑在与人工智能交互过程中生理调节的叙述，正确的是（    ） A．交互过程中，大脑皮层特定区域的神经元兴奋增强，此时兴奋在神经元之间以电信号的形式双向传递 B．在交互过程中听到人工智能播放的语音指令，听觉形成的部位是内耳的耳蜗，这一过程涉及多个神经元的参与 C．若长时间进行高强度交互，大脑会产生疲劳感，这可能与神经递质的过度消耗以及代谢废物的积累有关 D．脑机接口设备刺激大脑时，会引发人体的非条件反射，其反射弧中兴奋的传导和传递都是单向的 16. 2025年《疼痛学》期刊发表了一项利用脑机接口干预慢性疼痛的研究。Pinway系统通过脑电头环实时监测用户θ波（4～8Hz）与α波（8～13Hz）活动，θ/α波属于慢波振荡，反映神经元群突触后电位总和。当用户专注度提升时，系统生成水母动画颜色由红变蓝，形成神经反馈闭环。研究发现，这种视觉-脑电耦合可激活大脑内源性镇痛系统，显著抑制C类神经纤维异常放电引发的痛觉。下列叙述正确的是（　　） A．水母动画颜色变化属于条件刺激，需大脑皮层参与才能建立与痛觉缓解的联系 B．θ/α波增强表明神经元动作电位频率增加，此过程需Na+持续内流维持 C．C类神经纤维释放的递质使突触后膜Cl-内流增大，导致痛觉信号传递增强 D．内源性镇痛系统的激活体现了神经系统的分级调节，无需体液系统参与 17. 脑机接口技术实现了大脑与外部设备的直接交互。某患者通过植入的脑机接口系统，能用“意念”控制机械臂完成简单动作(如图)。下列叙述错误的是（　　） A．患者通过“意念”控制电动假肢拿水杯喝水的过程不属于条件反射 B．微电脑的功能是将神经信号转化为计算机命令，类似于效应器处的信号转换 C．大脑皮层运动区神经元兴奋会增加细胞膜对K+的通透性，产生电信号 D．脑机接口的作用不是恢复患者的自主神经系统及中枢神经系统的功能 18. 有一种AI算法可以在声音记录中既快又准地检测到蓝鲸的D-calls（D-calls是成年雌雄蓝鲸在栖息地觅食时发出的“社交”叫声）。下列相关叙述正确的是（　　） A．采用标记重捕法可估算蓝鲸种群数量，据此可预测蓝鲸种群未来的增长趋势 B．D-Calls具有高度的个体特异性，通常用于调查南极地区蓝鲸的种群密度 C．成年蓝鲸的D-calls是觅食时的特殊行为，属于不同物种之间传递的物理信息 D．该算法有助于提高对蓝鲸种群动态的监测效率，便于人类了解蓝鲸的分布情况 19. 2025年，科研团队为了培育适用于异种器官移植的基因编辑猪，利用碱基编辑器（利用碱基互补配对原理，在特定位点操作可对单个碱基进行编辑）对猪的基因组进行精准修饰，敲除了猪内源性逆转录病毒基因（PERV），避免患者受PERV感染，敲除了GGTA1、βGALNT2、CMAH等基因，以减少抗原暴露，降低免疫排斥风险。同时插入CD46、CD55、TBM等基因，以增强人源基因表达、提升异种移植相容性。其中敲除PERV及插入CD46基因的操作流程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．设计sgRNA时需与PERV基因和CD46基因的序列互补，以实现精准编辑 B．碱基编辑器的作用是切断猪基因组DNA双链，为CD46基因插入提供位点 C．替换图中sgRNA序列，即可用碱基编辑器进一步敲除GGTA1等基因 D．该基因编辑猪的器官移植到人体后，PERV引发的免疫排斥将完全消除 20．人脑和人工智能（AI）系统的决策过程有很多相似之处，也有许多不同。人类依靠大脑进行学习和记忆。AI大模型可通过自监督学习或半监督学习进行海量数据预训练，由于计算量极大，通常部署在云端。随着芯片技术的发展，终端智能设备的算力提升巨大，让AI具有了更为丰富的应用场景。回答下列问题： (1)AI可以通过麦克风、光感器、激光雷达、键盘等设备获取声音、图像、文字等信息，经过计算机综合分析，将结果通过显示器、音响等外源设备呈现。人脑的某些区域也具有类似的能力，可通过听觉器官对获取文字的信息进行分析综合，该部位位于大脑皮层言语区的 区；进行信息转化并控制相关发声器官进行语言表达的区域是 区。 (2)学习与记忆与大脑皮层的海马区有关。人类女性在中年之后记忆衰退速度快于男性。为研究雌性哺乳动物年龄增长与记忆的关系，利用切除卵巢的GDX雌鼠作为实验组，进行了相关实验，实验结果如下图。据此推测雌性哺乳动物中年之后记忆衰退加快的原因是 。 (3)研究发现，海马区的突触间隙中神经递质5-羟色胺（5-HT）水平降低导致抑郁症发生，通过显著改变5-HT的受体功能可治疗抑郁症。为探究某种新型抗抑郁药物M的药学机制，利用抑郁模型动物进行了相关实验，结果如图。通过进一步实验可知，使用该种药物可引起海马区5-HT受体的数量稍有减少，可能与5-HT受体 （填“合成减少”或“降解增加”）有关。推测药物M抗抑郁的机制为 。 21．“一池翠湖水，半部昆明史。”昆明翠湖公园是昆明市重要的城市湿地。中科院昆明动物研究所联合省内外十多个科技团队组成跨学科、跨领域团队，将翠湖打造成了城市生物多样性保护的“样板间”。回答下列问题。 (1)中科院团队利用自主研发的“AI鸟类智慧监测识别系统”，通过高清摄像头24小时实时视频监控与智能分析翠湖鸟类物种数量及种群密度，调查结果如下表。与标记重捕法相比，该调查法的优势是 （答出2点即可）。 调查时间 2018年 （修复前） 2020年 （修复完成） 2023年 （修复后） 2025年 （修复后） 调查方法 人工观测 人工观测 AI辅助观测 AI智慧监测系统 调查结果 鸟类物种数/种 5 8 15 100 鸟类个体总数/只 40 75 180 系统持续计数 (2)翠湖公园内的滇朴、银杏、柳、香樟等是多种鸟的栖息地，在对这些古树名木进行保护的同时，公园内新增植了黄花风铃木、深山含笑、澳洲火焰木和马关木莲等乔木，以及灌木与草本植物，构建了乔—灌—草复合系统，形成了生物群落的 结构，植物的这种分层现象显著提高了群落利用 等环境资源的能力，为鸟类创造了多种多样的栖息空间和 条件。 (3)翠湖养殖的“工作鸭”可捕食福寿螺、小龙虾等外来入侵生物，“工作鸭”还会上岸捕食草坪上的害虫，这种控制动物危害的技术方法叫作 ，其优点是 。 (4)翠湖“鸟岛”是团队利用湖底清淤时留下的淤泥营造的缓坡浅滩，是鸟类的诗意栖息地，体现了基于自然解决方案的生态修复理念。团队还引进了20多个品种的荷花和睡莲来净化水质，让游客近距离感受生物多样性之美，这体现了生物多样性的 价值。 (5)综上所述，修复后的翠湖公园成了百鸟之园和城市会客厅，这得益于该湿地生态系统稳定性的提高。从结构与功能相适应的角度分析，该生态系统稳定性提高的原因是 。 22．幽门螺杆菌（Hp）是一种人体常见的消化道病菌，其产生的脲酶可分解尿素产生氨以中和胃酸，保护菌体免受胃酸杀灭。抗体疗法在治疗Hp感染方面具有重要应用潜力。研究人员利用AI技术分析比较了Hp的脲酶亚单位B（UreB）与不同抗体的分子间作用力大小，筛选出全人源化单域抗体（UreBAb）作为重点研究对象。回答下列问题。 (1)研究人员在成功扩增UreBAb基因后，构建了两种重组质粒，其分别能表达出重组蛋白SUMO-UreBAb和UreBAb，该过程中需要用到的工具酶有 。 (2)为了分析重组蛋白对脲酶分解尿素能力的影响，研究人员检测了不同温度下两种蛋白对脲酶活性的抑制率，如图1所示。 结果显示，对脲酶活性抑制效果更好的是 （填“SUMO-UreBAb”或“UreBAb”），判断的依据是 。 (3)为了进一步提升UreBAb的抗菌活性，研究人员在AI精确预测强作用力的氨基酸残基特定位点的基础上，通过设计、合成、构建、转化得到多种UreBAb突变体重组表达菌株，并成功获得重组蛋白质，该技术属于 。分析这些突变体重组蛋白质基因转录模板链的部分序列及突变区如表所示，检查各突变体重组蛋白质抑制效率，发现抑制效果最为显著的是W突变体，其重组蛋白肽链特定位点上氨基酸种类发生的变化是 。 野生型    5'…GCGTTTAATTTCCAC…3' M突变体  5'…GCGTTTCATTTCCAC…3' P突变体   5'…GCGTTTCGGTTCCAC…3' W突变体  5'…GCGTTTCCATTCCAC…3' F突变体   5'…GCGTTTAAATTCCAC…3' 部分密码子及对应的氨基酸 AAU：天冬酰胺  UGG：色氨酸  CAU：组氨酸 CCA：脯氨酸  AUU：异亮氨酸 (4)如今，AI技术迅猛发展，推动了生物医药、合成生物学等领域的创新。AI技术在本研究中的应用有______。 A．设计出了稳定性更高的脲酶的空间结构 B．分析比较了不同蛋白质间的分子作用力 C．分析了蛋白质三维结构，筛选抗体的改造位点 D．构建了抗体的空间模型并从头合成全新的抗体 23．抗菌肽具有广谱抗细菌活性，我国研究团队成功开发了一种基于“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台的抗菌肽设计系统，提升了生成序列的新颖性和多样性，在医学上具有重要应用价值。下图为某实验室根据抗菌肽A和抗菌肽D的部分氨基酸序列，设计并合成了抗菌肽AD基因，然后利用菌体发酵生产。请回答下列问题。 限制酶 Bcl I Hind III Sal I Sau3A I 识别序列及切割位点 T↓GATCA A↓AGCTT G↓TCGAC ↓GATC 注：Leu+为控制亮氨酸合成的基因，亮氨酸为酵母菌的必需氨基酸；Amp-为氨苄青霉素抗性基因，青霉素类可抑制细菌细胞壁的合成；O1为原核细胞复制原点，O2为真核细胞复制原点。 (1)通过抗菌肽AD的氨基酸序列推测出的AD基因的碱基序列与原AD基因有差异，可能的原因是 （答出两点）。图中的质粒还缺少的必备元件及作用是 。 (2)研究人员在人工合成AD基因后，设计了引物Pl（正向引物，结合在AD基因的上游）和P2（反向引物，结合在AD基因的下游）进行PCR扩增。扩增后的AD基因与pC穿梭质粒构建重组质粒，所需的酶主要有 。在P2引物中，除了构建相应限制酶的酶切序列外，还要确保翻译过程在正确位置停止。据图推测，写出P2引物的部分序列：5’ 3’（从5’端开始的12个碱基）。 (3)抗菌肽AD的生产菌可以选用 （填“酵母菌”“大肠杆菌”“酵母菌或大肠杆菌”），原因是 。将AD基因重组质粒导入菌体后，需用选择性培养基筛选并培养受体菌。从培养基的成分分析，与普通培养基相比，该选择性培养基应 。 (4)为提高抗菌肽的活性，研究人员拟用“AI生成+智能筛选”的双引擎技术平台对氨基酸序列重新进行设计、筛选，规模化生产。该过程是 等生物工程的综合运用。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $