2025年上學(xué)期高一生物工程思維應(yīng)用測(cè)評(píng)試題一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）工程思維的核心特征是（）A.僅關(guān)注科學(xué)原理的驗(yàn)證B.以需求為導(dǎo)向，通過(guò)設(shè)計(jì)-實(shí)施-優(yōu)化解決實(shí)際問(wèn)題C.優(yōu)先考慮技術(shù)的先進(jìn)性，無(wú)需評(píng)估成本D.依賴單一學(xué)科知識(shí)即可完成復(fù)雜項(xiàng)目在基因工程中，使用同種限制酶切割目的基因和載體的主要目的是（）A.提高基因表達(dá)效率B.產(chǎn)生互補(bǔ)黏性末端，便于連接C.防止載體自身環(huán)化D.降低基因突變概率合成生物學(xué)中，“底盤細(xì)胞”的選擇需優(yōu)先考慮的特性是（）A.生長(zhǎng)速度快且遺傳背景清晰B.體積大便于觀察C.能自然產(chǎn)生人類所需蛋白質(zhì)D.對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可在野外存活某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“大腸桿菌生產(chǎn)胰島素”的工程方案時(shí)，需依次完成的核心步驟是（）A.目的基因獲取→載體構(gòu)建→導(dǎo)入受體細(xì)胞→檢測(cè)表達(dá)B.載體構(gòu)建→目的基因獲取→檢測(cè)表達(dá)→導(dǎo)入受體細(xì)胞C.導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因獲取→載體構(gòu)建→檢測(cè)表達(dá)D.檢測(cè)表達(dá)→目的基因獲取→載體構(gòu)建→導(dǎo)入受體細(xì)胞下列技術(shù)中，主要體現(xiàn)“系統(tǒng)優(yōu)化”工程思維的是（）A.用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因B.對(duì)基因表達(dá)載體的啟動(dòng)子進(jìn)行替換以提高表達(dá)量C.用顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)D.通過(guò)測(cè)序確定DNA堿基序列在“設(shè)計(jì)生態(tài)瓶”實(shí)驗(yàn)中，若發(fā)現(xiàn)生物存活時(shí)間短，需優(yōu)先優(yōu)化的因素是（）A.光照強(qiáng)度B.生物種類搭配及數(shù)量比例C.容器體積大小D.瓶身顏色基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）應(yīng)用于臨床治療時(shí)，最受關(guān)注的倫理風(fēng)險(xiǎn)是（）A.技術(shù)成本過(guò)高B.脫靶效應(yīng)導(dǎo)致非預(yù)期基因突變C.破壞人類基因庫(kù)多樣性D.引發(fā)社會(huì)對(duì)“基因歧視”的擔(dān)憂某同學(xué)設(shè)計(jì)“利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)控制溫度、pH值和氧氣濃度來(lái)提高產(chǎn)量，這體現(xiàn)了工程思維中的（）A.整體性原則B.最優(yōu)化原則C.安全性原則D.創(chuàng)新性原則下列關(guān)于“治療性基因編輯”與“增強(qiáng)性基因編輯”的說(shuō)法，正確的是（）A.兩者均需改變生物體的遺傳物質(zhì)，無(wú)本質(zhì)區(qū)別B.治療性編輯以恢復(fù)正常功能為目標(biāo)，增強(qiáng)性編輯旨在賦予額外能力C.增強(qiáng)性編輯技術(shù)更成熟，已廣泛應(yīng)用于臨床D.治療性編輯僅適用于體細(xì)胞，增強(qiáng)性編輯僅適用于生殖細(xì)胞在“抗蟲(chóng)棉培育”項(xiàng)目中，科學(xué)家將Bt毒蛋白基因?qū)朊藁?xì)胞，使其能抵抗棉鈴蟲(chóng)。該技術(shù)的核心工程目標(biāo)是（）A.創(chuàng)造新物種B.提高棉花對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性C.減少農(nóng)藥使用，降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)D.驗(yàn)證基因的功能二、多項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分）工程思維在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用包括（）A.設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的專一性B.通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定生長(zhǎng)素類似物的最適濃度C.用數(shù)學(xué)模型模擬種群數(shù)量變化D.分析光合作用影響因素時(shí)采用單一變量原則基因表達(dá)載體的構(gòu)建需包含的關(guān)鍵元件有（）A.目的基因B.啟動(dòng)子和終止子C.標(biāo)記基因D.核糖體結(jié)合位點(diǎn)合成生物學(xué)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用可能包括（）A.設(shè)計(jì)工程菌降解塑料垃圾B(niǎo).構(gòu)建基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制入侵物種數(shù)量C.改造微生物用于重金屬污染土壤的修復(fù)D.合成新型抗生素治療細(xì)菌感染評(píng)估一項(xiàng)生物工程方案的可行性時(shí)，需考慮的因素有（）A.技術(shù)成熟度和操作難度B.成本與經(jīng)濟(jì)效益C.對(duì)生態(tài)環(huán)境的潛在影響D.社會(huì)倫理接受度下列關(guān)于生物工程倫理爭(zhēng)議的說(shuō)法，正確的有（）A.“設(shè)計(jì)嬰兒”可能導(dǎo)致社會(huì)階層分化B.轉(zhuǎn)基因作物需長(zhǎng)期評(píng)估其對(duì)生物多樣性的影響C.基因編輯技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分“治療”與“增強(qiáng)”D.只要技術(shù)可行，任何生物工程項(xiàng)目都應(yīng)推進(jìn)三、非選擇題（共100分）（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（20分）背景：某研究小組計(jì)劃設(shè)計(jì)“利用光合作用原理凈化魚缸水質(zhì)”的簡(jiǎn)易生態(tài)裝置，要求裝置無(wú)需頻繁換水，且能維持魚類存活至少30天。任務(wù)：寫出該裝置的核心組成部分（生物成分和非生物成分），并說(shuō)明各部分的作用。（8分）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證“水草種類對(duì)水質(zhì)凈化效果的影響”，需包含自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量及檢測(cè)指標(biāo)。（12分）（二）案例分析題（30分）案例：2024年，某科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種“基因編輯豬”，其體內(nèi)導(dǎo)入了人類抗凝血基因，可用于培育“人類器官移植供體”。具體方案為：通過(guò)CRISPR-Cas9技術(shù)敲除豬基因組中引發(fā)免疫排斥的基因，并插入人類抗凝血基因，再將豬的器官移植到靈長(zhǎng)類動(dòng)物體內(nèi)，驗(yàn)證其安全性。問(wèn)題：該方案體現(xiàn)了哪些工程思維特征？請(qǐng)結(jié)合案例具體說(shuō)明。（10分）若要評(píng)估該技術(shù)的倫理風(fēng)險(xiǎn)，需從哪些角度進(jìn)行分析？（12分）假設(shè)你是倫理審查委員會(huì)成員，是否批準(zhǔn)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)入臨床階段？請(qǐng)說(shuō)明理由。（8分）（三）工程方案優(yōu)化題（25分）背景：某學(xué)生團(tuán)隊(duì)嘗試用大腸桿菌生產(chǎn)重組胰島素，但實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)“目的基因?qū)氤晒β实汀焙汀耙葝u素表達(dá)量不足”的問(wèn)題。已知該團(tuán)隊(duì)使用的載體為pUC19（含氨芐青霉素抗性基因），目的基因?yàn)槿艘葝u素基因，受體細(xì)胞為DH5α大腸桿菌。任務(wù)：分析“目的基因?qū)氤晒β实汀笨赡艿脑颍ㄖ辽?點(diǎn)），并提出對(duì)應(yīng)的優(yōu)化措施。（15分）若要提高胰島素表達(dá)量，可從哪些環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)？（10分）（四）倫理辯論題（25分）辯題：“是否應(yīng)該允許使用基因編輯技術(shù)增強(qiáng)健康人的記憶力？”要求：選擇正方或反方立場(chǎng)，列出3條支持己方觀點(diǎn)的核心論據(jù)。（15分）針對(duì)對(duì)方可能提出的1條反駁論據(jù)，給出回應(yīng)。（10分）參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)要說(shuō)明）一、單項(xiàng)選擇題B2.B3.A4.A5.B6.B7.B8.B9.B10.C二、多項(xiàng)選擇題ABCD2.ABC3.ABC4.ABCD5.ABC三、非選擇題（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題生物成分：魚類（消費(fèi)者）、水草（生產(chǎn)者）、微生物（分解者）；非生物成分：水、砂石、空氣、光照。作用需體現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的平衡。自變量：水草種類（如金魚藻、水葫蘆）；因變量：水質(zhì)指標(biāo)（如氨氮濃度、溶氧量）；無(wú)關(guān)變量：光照時(shí)間、魚缸體積、魚類數(shù)量；檢測(cè)指標(biāo)：每周測(cè)定氨氮濃度、pH值、魚類存活率。（二）案例分析題工程思維特征：需求導(dǎo)向（解決器官移植供體短缺）、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（多基因編輯）、迭代優(yōu)化（靈長(zhǎng)類動(dòng)物驗(yàn)證）、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（免疫排斥問(wèn)題）。倫理風(fēng)險(xiǎn)角度：動(dòng)物福利、跨物種感染風(fēng)險(xiǎn)、人類基因污染、社會(huì)公平性（技術(shù)可及性）。批準(zhǔn)/不批準(zhǔn)理由：需結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)-收益比、技術(shù)成熟度、替代方案等綜合闡述。（三）工程方案優(yōu)化題導(dǎo)入成功率低的原因及措施：原因1：感受態(tài)細(xì)胞制備不當(dāng)→優(yōu)化：使用CaCl?法或電轉(zhuǎn)化法提高細(xì)胞通透性；原因2：載體與目的基因連接效率低→優(yōu)化：調(diào)整目的基因與載體的摩爾比例；原因3：篩選方法不當(dāng)→優(yōu)化：使用藍(lán)白斑篩選結(jié)合氨芐青霉素抗性篩選。提高表達(dá)量的改進(jìn)環(huán)節(jié)：更換強(qiáng)啟動(dòng)子（如T7啟動(dòng)子）、優(yōu)化密碼子（使人類基因密碼子偏好與大腸桿菌匹配）、延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間或優(yōu)化誘導(dǎo)條件（如IPTG濃度）。（四）倫理辯論題正方論據(jù)：提升人類認(rèn)知能力、促進(jìn)科學(xué)進(jìn)步、個(gè)體自主選擇權(quán)；反方論據(jù)：破壞基因多樣性、引發(fā)社會(huì)分化、技術(shù)安全性未知；回應(yīng)示例（反方回應(yīng)正方“個(gè)體自主選擇權(quán)”）：個(gè)體選擇可能損害后代利益，需以社會(huì)整體利益為優(yōu)先。試題設(shè)計(jì)說(shuō)明：工程思維導(dǎo)向：通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案優(yōu)化等題型，考查“需求分析-方案設(shè)計(jì)-實(shí)施