《2026年新高考5年真题生物河北专版》

24. [选修3：现代生物科技专题]（15分）
蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPin1A）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答下列问题：
（1）蛋白酶抑制剂的抗虫机制是蛋白酶抑制剂可与害虫消化道中的蛋白酶结合形成复合物，从而阻断或降低蛋白酶活性，使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质，这种复合物还能刺激昆虫分泌过量的消化酶，引起害虫的厌食反应。
(2)基因表达载体的构建是实施基因工程的核心。
（3）利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的T-DNA上，此方法的不足之处是农杆菌转化法适用于双子叶植物和裸子植物，不适用于大多数单子叶植物。
（4）为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有DNA分子杂交技术、分子杂交技术、抗原—抗体杂交技术（写出两点即可）（写出两点即可）。
（5）确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的接种实验以鉴定其抗性程度。如图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析NaPI+StPin1A（填“NaPI”“StPin1A”或“NaPI+StPin1A”）转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是与对照组相比，NaPI+StPin1A组虫体质量最小，且每株棉铃数最多。

（6）基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生定向改变，导致昆虫朝着一定的方向不断进化。据此推测，被蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些昆虫具有了抗蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是昆虫发生基因突变后，产生了抗蛋白酶抑制剂的基因，在蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐提高，从而增强了其抗蛋白酶抑制剂的能力；蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码出蛋白酶抑制剂（写出两点即可）。

答案： 24. 参考答案
(1)蛋白酶抑制剂可与害虫消化道中的蛋白酶结合形成复合物，从而阻断或降低蛋白酶活性，使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质，这种复合物还能刺激昆虫分泌过量的消化酶，引起害虫的厌食反应
(2)基因表达载体的构建
(3)T-DNA 农杆菌转化法适用于双子叶植物和裸子植物，不适用于大多数单子叶植物
(4)DNA分子杂交技术、分子杂交技术、抗原—抗体杂交技术(写出两种即可)
(5)接种实验 NaPI+StPin1A 与对照组相比，NaPI+StPin1A组虫体质量最小，且每株棉铃数最多
(6)定向改变 昆虫发生基因突变后，产生了抗蛋白酶抑制剂的基因，在蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐提高，从而增强了其抗蛋白酶抑制剂的能力；蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码出蛋白酶抑制剂
命题意图 本题主要考查基因工程和自然选择的相关知识，意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
解题思路
(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是蛋白酶抑制剂可与害虫消化道中的蛋白酶结合形成复合物，从而阻断或降低蛋白酶的活性，使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质，这种复合物还能刺激昆虫分泌过量的消化酶，引起害虫的厌食反应。
(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。
(3)农杆菌转化法的原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据这一特点，将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以将目的基因导入植物细胞。该方法的不足之处是农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。
(4)要检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，即要在分子水平上检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因、目的基因是否转录出相应的mRNA、目的基因是否翻译成相应的蛋白质，可分别采用的检测技术有DNA分子杂交技术、分子杂交技术、抗原—抗体杂交技术等。
(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需要做抗虫的接种实验，以鉴定其抗性程度。由图可知，与对照组相比，NaPI+StPin1A组虫体质量最小，且每株棉铃数量最多，故NaPI+StPin1A转基因棉花的抗虫效果最佳。
(6)基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生定向改变，导致昆虫朝着一定的方向不断进化。被蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些昆虫具有了抗蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是昆虫发生基因突变后，产生了抗蛋白酶抑制剂的基因，在蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐提高，从而增强了其抗蛋白酶抑制剂的能力，或蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码出蛋白酶抑制剂。