《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）
采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉（Cd）在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理（例如，收集植物组织器官异地妥善储存），可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd转运蛋白（YCF1）基因导入受试植物，并检测了相关指标。
回答下列问题：
(1)为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体称为基因文库。
(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含目的基因的细胞筛选出来。
(3)进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是农杆菌转化法。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系，采用不育株系作为实验材料的目的是防止目的基因随着花粉散播。
(4)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重(图1)及不同器官中Cd含量(图2)。据图1可知，与野生型比，转基因植株对Cd具有更强的耐性(填“耐性”或“富集能力”)；据图2可知，对转基因植株的叶进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
（5）已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是转基因杨树可以将高Cd环境中的Cd运输到液泡中，提高细胞液的浓度，利于植物吸水。相较于草本植物，采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用（写出两点即可）。

答案： 24. 参考答案
(1)基因文库
(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含目的基因的细胞筛选出来
(3)农杆菌转化法 防止目的基因随着花粉散播
(4)耐叶
(5)转基因杨树可以将高Cd环境中的Cd运输到液泡中，提高细胞液的浓度，利于植物吸水 杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用
命题意图 本题以Cd污染土壤的修复为背景，考查转基因技术的相关知识，意在考查考生的识记能力和综合运用能力。
解题思路
(1)将某种生物体内的DNA全部提取出来，用适当的限制酶将DNA切成一定范围大小的DNA片段，然后将这些DNA片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，这个群体包含了这种生物的所有基因，叫做基因文库。
(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
(3)将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物中采用最多的方法是农杆菌转化法。采用不育株系作为受体细胞的目的是防止目的基因随着花粉散播，造成基因污染。
(4)据图1可知，与野生型相比，转基因植株地上部、地下部和整株的干重较高，说明转基因植株对Cd具有更强的耐受性。据图2可知，转基因植株比野生型植株的Cd含量高，且不同器官中Cd含量叶＞茎＞根，因此，对转基因植株的叶进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
(5)转基因杨树可以将高Cd环境中的Cd运输到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水。相较于草本植物，杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用，作为Cd污染土壤修复植物更具有优势。