基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）作为现代生物技术的核心内容，已成为高考生物创新题的热门考点，尤其在农业科学领域中的应用案例常被设计成综合性试题。以下从技术原理、解题思路及典型题型三个方面分析其如何助力高考生物创新题的解答：

一、基因编辑技术原理与高考核心知识点结合

1. CRISPR/Cas9系统的工作原理

  • 核心机制：向导RNA（sgRNA）通过碱基互补配对识别目标DNA序列，Cas9蛋白切割双链DNA，诱导基因敲除、插入或替换。
  • 高考关联点：常结合PCR技术（如引物设计）、基因表达载体构建（启动子、标记基因功能）等知识点命题。例如，sgRNA的设计需与目标DNA互补，限制酶切位点的选择需避免干扰引物延伸。

    • 2. 基因编辑技术的优势

  • 精准性：相比传统诱变育种，基因编辑可定点修饰基因，减少非靶向突变。
  • 应用场景：改良作物抗逆性（如抗旱、抗虫）、提高营养价值（如黄金大米富含β-胡萝卜素）等。

    • 二、典型高考题型与解题策略

    1. 实验设计类题目

  • 例题：设计实验验证CRISPR编辑的作物抗病性提升。
  • 解题思路：

    • ① 对照组与实验组设置：野生型作物 vs 基因编辑作物；

    ② 检测指标：病原菌感染后的存活率/病害面积；

    ③ 分子水平验证：PCR检测目标基因是否被编辑，电泳分析DNA片段差异。

  • 关键点：需说明sgRNA的互补序列设计、Cas9载体的选择及转化方法（如农杆菌法）。

    • 2. 遗传规律与基因编辑结合题

  • 例题：基因编辑后某隐性性状显性化，分析子代性状分离比。
  • 解题策略：

    • ① 明确编辑类型：若敲除隐性等位基因，子代显性性状比例可能异常；

    ② 结合遗传图谱：通过PCR或测序验证基因型，分析是否符合孟德尔定律。

    3. 技术流程分析题

  • 高频考点：
  • 载体构建：基因表达载体需包含复制原点、启动子（如CaMV 35S）、终止子及标记基因（如抗除草剂基因）。
  • 转化方法：植物常用农杆菌转化法（T-DNA转移至染色体DNA），动物用显微注射法。
  • 检测手段：PCR扩增目标片段、荧光标记探针检测表达产物、Western blot验证蛋白表达。

    • 三、高考创新题趋势与备考建议

    1. 跨学科融合

  • 农业实例：如利用基因编辑创制耐盐碱水稻，需结合生态学（盐碱地修复）和生理学（渗透调节机制）知识。
  • 数据分析：提供基因编辑后作物产量、抗病性等数据，要求学生分析技术应用的经济和生态效益。

    • 2. 与安全性讨论

  • 开放性试题：例如评价基因编辑作物推广的潜在风险，需从基因漂移、生态平衡、食品安全等角度作答。

    • 3. 备考重点

  • 掌握核心概念：如sgRNA的作用、农杆菌Ti质粒的双元载体系统、cDNA文库的应用优势（不含内含子）。
  • 熟悉实验流程：从基因编辑到性状检测的全流程逻辑，强调步骤间的因果关系。

    • 四、真题示例与解析

    题目（改编自2023江苏高考）：

    > 利用CRISPR技术敲除水稻PDS基因（缺失导致白化），需设计sgRNA。请回答：

    > （1）sgRNA的设计依据是什么？

    > （2）如何筛选成功编辑的植株？

    解析：

    1. 设计依据：sgRNA需与PDS基因靶序列互补配对，且避免与非靶序列结合以减少脱靶效应。

    2. 筛选方法：

  • 表型筛选：白化幼苗（PDS缺失导致叶绿素合成受阻）；
  • 分子检测：PCR扩增PDS基因区域，电泳分析片段大小变化。

    • 总结

    基因编辑技术为高考生物创新题提供了丰富的命题素材，学生需掌握其原理、技术流程及农业应用案例，并熟练关联遗传学、分子生物学等核心知识点。通过分析实验设计、遗传规律应用及讨论类题目，可全面提升对现代生物技术的综合理解能力。