高考生物真题解读：如何应对“项目式真实情境”新考法？

 

来源公众号：久劳斯的生物圈　作者：汪久佳

注：教育部最新招生命题文件强调，应优化试题呈现方式与素材选取，融入科技前沿动态，渗透人文教育元素，加强项目式、探究式的真实情境问题设计，以更好地考查学生的关键能力、学科素养和思维品质。近日，有教师在教研群中探讨高考可能如何设计这类项目式真实情境试题。为此，我们借助人工智能筛选了2025年部分高考真题作为示例，所附答案及分析仅供参考，以期对教学与备考提供启发。

一、2025年典型项目式真实情境高考题精选与解读

这类题目的核心特征是：以一个完整的、真实的科学研究或生产实践项目为背景，呈现多步骤流程图、实验数据或技术路线图，要求学生像研究者一样分析问题、设计实验、评估结果。

【案例1】（25山东第25题）种子休眠与基因插入失活突变体筛选

种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。

（1）Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为________。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaI和________对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是________。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶________进行完全酶切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为________bp，则一定为正向重组质粒。

（2）为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA，经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段（图乙）。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为________（填“4”“6”或“8”）个碱基对的限制酶，且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段________，才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为________（填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”）。

（3）通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因________（填“能”或“不能”）确定该植株的表型为野生型。

【参考答案】（1）复制原点    XbaI     DNA聚合酶     SmaI和SpeI     550bp（2）4     环化     测序和序列比对（3）不能

情境：为解决小麦“穗发芽”问题，研究团队利用农杆菌转化法构建突变体库，筛选影响种子休眠的基因。

项目式特点：完整再现了“发现生产问题→设计技术方案（构建突变体库）→筛选与鉴定突变体→基因功能验证”的现代作物育种研究流程。

考查能力：重组质粒构建的酶切位点选择与推理、PCR技术在基因鉴定中的应用、实验结果分析与实验设计评价。

备考指向：要求学生不仅掌握基因工程各步骤的操作，更要理解为何选择此步骤，并能根据项目目标做出最佳技术选择。

【案例2】（25河北第22题）构建工程衣藻治理水体镉污染

为治理水体中对生物有毒害的镉污染，研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结合蛋白CADR、定位于细胞壁的蛋白GP1和黄色荧光蛋白YFP编码序列融合表达的载体，转入单细胞衣藻，实现CADR大量合成、分泌并定位于细胞壁，以吸附水体中的镉离子。回答下列问题：

（1）在DNA聚合酶、引物、模板DNA和脱氧核苷酸中，随着PCR反应进行，分子数量逐渐减少的是________和________ 。模板与引物在PCR反应的     阶段开始结合。PCR中使用的DNA聚合酶需耐高温，其原因为________。

（2）载体中可用的酶切位点信息和拟构建载体的部分结构如图1所示。在将CADR、GP1和YFP基因逐个构建到载体时，为避免错误连接，需向以上三个基因的两端分别添加限制酶识别序列，其中GPl两端应添加     ________（填两种限制酶）的识别序列。用DNA连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间形成 ________键。

（3）若在荧光显微镜下观察到转基因衣藻表现为 ________，初步表明融合蛋白表达成功。将转基因衣藻和野生型衣藻置于含镉离子的培养液中培养一段时间后，若转基因衣藻细胞壁比野生型衣藻细胞壁的镉离子含量________，则表明融合蛋白能结合镉离子。

（4）将转基因衣藻和野生型衣藻在不同镉离子浓度的培养液中培养6天后，检测细胞密度，结果见图2。转基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是________。240μmol·L^-1镉离子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是________ 。

（5）转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物法相比，能体现出其环境治理优势的两个特性是________和________ 。（填标号）

①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖

②衣藻生长速率受镉离子浓度影响

③衣藻可吸收水体中能引起富营养化的物质

④衣藻吸附的镉可沿食物链传递

【参考答案】（1）脱氧核苷酸引物复性PCR 反应需要在高温条件下进行变性步骤（90 – 95℃使双链 DNA 解旋为单链），普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的 DNA 聚合酶能在高温环境中保持活性，保证PCR反应的正常进行。

（2）SmaⅠ 和 EcoR Ⅰ     磷酸二酯键

（3）细胞表面发出黄色荧光高

（4）转基因衣藻表达的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用镉离子浓度过高，超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生了严重的毒害作用

（5）①     ③

情境：为治理重金属镉污染，科研人员设计并构建能高效吸附镉离子的转基因衣藻。

项目式特点：这是一个典型的“生物修复”环境工程项目。题目展示了从基因设计（信号肽、结合蛋白、定位肽融合）→载体构建→功能验证→应用潜力评估的全链条设计。

考查能力：综合运用基因工程、细胞工程知识解决实际环境问题；分析实验数据并解释原因；评估生物技术的优势与潜在风险。

备考指向：引导学生关注生物技术的社会应用价值，理解“元件化”基因设计思想，并能从生态学角度思考技术的利弊。

【案例3】（25广东第21题）动态调控大肠杆菌代谢途径生产莽草酸

大肠杆菌是重要工业菌株之一，其培养过程可分为快速生长期和生长稳定期两个阶段。为了通过调节蛋白质合成与降解速率来动态调控代谢途径关键酶的蛋白量，使细胞适配不同阶段的生产需求，研究者设计了两种质粒，并以稳定性好的红色荧光蛋白mKate2为模式蛋白。测试质粒功能。回答下列问题：

（1）研究者首先构建质粒①（图a）用于在细胞内表达C-末端带SsrA短肽的mKate2，将质粒导入感受态细胞后，在添加抗生素的选择培养基上培养。根据培养基上菌落的生长状况，结合PCR及荧光/mKate2蛋白检测，筛选获得重组菌株W1。

（2）将W1在适宜条件下进行摇瓶培养，定时取样检测培养液中细胞密度，方法有显微镜直接计数法/细菌计数板计数法（答一种）。接种前需检测液体培养基的荧光强度，其作用是作为mkate2荧光强度对白检测的对照。培养结果（图b）表明，进入生长稳定期后荧光强度快速下降，原因是PGro停止已转录，mkate2蛋白合成停止，但特异性降解持续。

（3）研究者选用启动子PX、X基因（编码阻遏蛋白X，阻遏PX开启转录），重新构建质粒②（图a），导入野生型大肠杆菌中获得重组菌株W2。在适宜条件下摇瓶培养，W2生长趋势不变，培养期间荧光强度的变化趋势为快速生长期荧光强度缓慢增加，生长稳定期快速增加。

（4）莽草酸是一种重要工业化学品，其胞内合成代谢途径见图c。由于野生型大肠杆菌胞内酶A活性弱，且莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物，因此细胞中无法大量积累莽草酸。为了保证细胞正常生长，并在生长稳定期实现莽草酸的大量积累，利用上述两种质粒的调控功能，结合野生型菌株遗传物质的改造，提出重组生产菌株构建思路：将质粒1中的mkate2基因替换成酶B基因(1分)，将质粒2中的mkate2基因替换成酶A基因(1分)，敲除野生菌株中的酶B基因并将上述两种质粒导入(1分)。

情境：在工业发酵中，如何让大肠杆菌在不同生长阶段适配不同生产需求（快速生长期生长，稳定期积累产物）。

项目式特点：这是一个高度复杂的“合成生物学”或“代谢工程”项目。通过设计两种智能质粒（带降解标签的、带可诱导开关的），实现对关键酶蛋白量的时空调控。

考查能力：理解启动子功能、蛋白质降解机制等深层原理；解读复杂的时序性实验数据（细胞密度与荧光强度变化曲线）；根据项目目标（正常生长且后期大量积累）提出创新的工程菌构建思路。

备考指向：这是最前沿的命题方向，考查学生系统思维和工程思维。学生需将基因表达调控、细胞代谢、发酵工程等知识融为一体，进行“设计-预测-优化”。

【案例4】（25安徽第20题）利用内生放线菌防治稻瘟病的机理研究

稻瘟病是一种真菌病害，水稻叶片某些内生放线菌对该致病菌有抑制作用。科研小组分离筛选出内生放线菌，并开展了相关研究。回答下列问题。（1）采集有病斑的水稻叶片，经表面消毒、研磨处理，制备研磨液。此后，采用________（填方法）将研磨液接种于不同的选择培养基，分别置于不同温度下培养，目的是________。

（2）经筛选获得一株内生放线菌，该菌株高效合成铁载体小分子，能辅助内生放线菌吸收铁离子。R基因是合成铁载体的关键基因之一。科研小组构建R基因敲除株，探究铁载体的功能。主要步骤如下：首先克隆R基因的上游片段R-U和下游片段R-D；然后构建重组质粒；最后利用重组质粒和内生放线菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，对目标基因进行敲除。如图1所示。

采用PCR技术鉴定R基因的敲除结果。PCR通过变性、复性和延伸三步，反复循环，可实现基因片段的________。R基因敲除过程中，可发生多种形式的同源区段交换，PCR检测结果如图2所示，其中R基因敲除株为菌落_____（填序号），出现菌落④的可能原因是_____。

（3）内生放线菌和稻瘟病致病菌的生长均需要铁元素。科研小组推测该内生放线菌通过对铁离子的竞争性利用，从而抑制稻瘟病致病菌生长。设计实验验证该推测，简要写出实验思路_____。

【参考答案】（1）    ①. 稀释涂布平板法    ②. 分离不同条件下生长的内生放线菌

（2）指数级扩增②重组质粒通过（单交换）同源重组整合到了内生放线菌的基因组中（

3）设置两组培养实验：对照组在低（或常规）铁浓度的培养基上进行，实验组在高铁浓度的培养基上进行。在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况（如菌落大小或抑制圈大小）。若高铁组的抑制效果明显弱于低铁组，则支持该推测。

情境：从水稻叶片中分离内生菌，通过基因敲除技术探究其抑制病原菌的机理（铁载体竞争）。

项目式特点：模拟了一个完整的“微生物学研究项目”，包括：菌种分离筛选、基因功能研究（敲除与回补）、机理验证实验设计。

考查能力：微生物培养与筛选方法、基因敲除（同源重组）原理、基于科学假设（竞争铁离子）设计严谨的对照实验。

备考指向：强调科学探究的完整逻辑。学生需要理解从现象到假设，再到设计实验验证假设的科研全过程，尤其要掌握设置“高铁浓度”与“低铁浓度”对照组的实验设计精髓。

【案例5】（25广西第21题）CAR-T细胞免疫疗法的构建与优化

CAR-T是指通过基因工程技术表达CAR基因的T细胞。CAR-T能更好地识别肿瘤细胞表面特定抗原，在肿瘤治疗中疗效显著。构建CAR-T过程见图，回答下列问题：

（1）构建含CAR基因的重组质粒，选用的限制酶组合是_____________。

（2）将连接产物导入Ca2+处理后的大肠杆菌，使用添加氨苄青霉素的固体培养基培养。使用固体培养基的原因是_________________。

（3）将获得的重组质粒导入T细胞并成功表达后，为了研究CAR-T识别肿瘤细胞的特异性及抗肿瘤效果，除了有CAR-T与肿瘤细胞共同培养的实验组，还需设置的对照组有_____________________，肿瘤细胞凋亡率的检测指标有____________________________________（至少写出2点）。

（4）研究发现，肿瘤细胞高表达的PD-L1与CAR-T表达的PD-1结合会启动免疫抑制。为了阻断免疫抑制，可采取的策略有抑制PD-1与PD-L1的结合以及___________________。同时，肿瘤周围组织过于致密会使CAR-T难以接触肿瘤细胞，也会影响疗效。可通过设计减弱原有PD-1启动的抑制通路和降解肿瘤胞外基质的途径解决上述两个问题。已知溶解酶可以降解细胞外基质，多种酶同时作用可提高降解效率；与PD-1连接的生物开关，在该PD-1与PD-L1结合后会被打开，释放P因子激活P启动子。依据上述特性构建新的重组质粒并使其在T细胞中表达。该新的重组质粒部分结构见图，其中①是________，②是______，③是_________，④是_______。

【参考答案】（1）EcoR I和Not I。（2）可形成单菌落，便于筛选含有重组质粒的大肠杆菌（3）原T细胞与肿瘤细胞共同培养、CAR-T与正常细胞共同培养细胞水平：肿瘤细胞的剩余量/存活量等 肿瘤细胞的数目，肿瘤细胞的xxxx的量细胞器水平：凋亡小体的量，线粒体的量，溶酶体的量分子水平：凋亡基因表达的量，DNA的降解量，DNA的量，蛋白质的量（4）敲除CAR-T的pd-1基因，阻止pd-1基因的表达①CAR基因/编码CAR蛋白的序列/CAR序列

情境：构建用于肿瘤治疗的CAR-T细胞，并针对临床障碍（免疫抑制、实体瘤渗透差）进行工程化改造。

项目式特点：以当前肿瘤治疗最前沿的“细胞免疫疗法”为项目背景，呈现了从基础构建到应对临床挑战的迭代优化过程。

考查能力：基因工程操作、实验设计、基于新信息（PD-1/PD-L1抑制、致密胞外基质）进行创新性分子设计（构建智能响应式基因线路）。

备考指向：连接基础生物学与尖端生物技术，考查学生解决复杂真实世界问题的能力。要求学生能读懂新的科学概念，并将其应用于设计方案中。

二、命题核心特点与趋势总结

1.情境来源前沿化：取材于合成生物学、癌症免疫治疗、环境修复、智慧农业等真实科研或产业前沿。

2.问题结构项目化：题目本身就是一个“微型科研项目”，有背景、有目标、有技术路线、有结果分析。

3.信息呈现集成化：大量使用多图组合和表格数据，考查信息提取与整合能力。

4.能力考查高阶化：重点考查实验设计、方案评价、结果预测、系统优化等应用与创新能力，远超知识复现层面。

5.价值引领隐性化：在解决科技问题的过程中，自然融入工程伦理、生态保护、可持续发展等理念。

三、备考建议

1.专题复习“项目化”不以“基因工程”“细胞工程”等技术划分，而以“培育抗虫棉”“制备单克隆抗体诊断试剂”等项目串联知识。带领学生复盘经典实验和重大科技成就的研究历程，理解技术如何为解决具体问题而诞生和迭代。

2.强化“读图、读表、读流程”训练专项训练解读复杂质粒图谱、实验流程图、多变量数据图。练习用简洁语言描述技术流程，并说出每一步的目的和原理。

3.开展“微课题”探究设计如“如何利用本地微生物处理厨余垃圾？”等开放性微课题。让学生分组查阅资料，设计简要技术路线，并陈述。训练其项目构思和方案设计能力。

4.构建“技术-原理-应用”三维知识网络例如，针对“PCR”技术，不仅要会写步骤，还要知道：原理：DNA半保留复制、热稳定酶。应用：突变体鉴定、基因克隆、病原体检测。变式：反向PCR、实时荧光定量PCR等。

5.关注“评价与优化”类问题：多问“这个方案有什么不足？”“如何改进？”“是否有替代方法？”。这类问题最能区分思维层次。

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