2025年下学期高一生物前沿科技知识测试试题

2025年下学期高一生物前沿科技知识测试试题一、选择题（每题3分，共30分）CRISPR-Cas9基因编辑技术中，Cas9蛋白的主要功能是（）A.识别特定DNA序列B.切割目标DNA双链C.修复断裂的DNA链D.导入外源基因片段下列关于诱导多能干细胞（iPS细胞）的叙述，错误的是（）A.由体细胞经基因重编程获得B.具有与胚胎干细胞相似的分化能力C.可避免胚胎干细胞研究的伦理争议D.其诱导过程不需要导入外源基因合成生物学在医药领域的典型应用是（）A.利用大肠杆菌生产胰岛素B.通过基因编辑培育抗虫作物C.构建人工生态系统治理污染D.设计DNA计算机进行逻辑运算生物信息学分析中，BLAST工具的主要用途是（）A.预测蛋白质结构B.比对DNA或蛋白质序列C.模拟细胞代谢网络D.绘制遗传图谱2025年国家重点研发计划中，生物育种的核心目标是（）A.培育高产粮食作物B.实现抗病基因的跨物种转移C.突破种业“卡脖子”技术D.推动转基因食品商业化下列过程不涉及细胞全能性的是（）A.植物组织培养获得完整植株B.动物克隆羊“多莉”的诞生C.造血干细胞分化为红细胞D.iPS细胞分化为神经细胞在基因治疗中，将正常基因导入患者细胞的常用载体是（）A.质粒B.噬菌体C.腺病毒载体D.脂质体人工智能在精准医疗中的应用不包括（）A.基于基因序列预测疾病风险B.设计个性化药物治疗方案C.自动完成PCR实验操作D.分析医学影像辅助诊断下列关于生物安全的说法，正确的是（）A.基因编辑技术的伦理争议仅存在于人类生殖细胞编辑B.实验室研究新冠病毒无需遵守《生物安全法》C.生物武器的危害远小于化学武器D.人类遗传资源对外提供需经严格审批某遗传病的致病基因位于X染色体上，若女性患者与正常男性结婚，其子女的发病概率为（）A.儿子全部患病，女儿全部正常B.儿子50%患病，女儿50%患病C.儿子全部患病，女儿全部携带D.儿子和女儿均有50%患病二、填空题（每空2分，共40分）基因编辑技术中，为降低脱靶效应，科学家开发了_________和_________等改良工具。合成生物学的“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环中，“测试”阶段通常需要利用_________技术验证基因回路功能。细胞有氧呼吸的第三阶段发生场所是_________，该过程释放的能量大部分以_________形式散失。2025年我国生物经济总量目标达到_________万亿元，核心产业聚焦_________和_________等领域。染色体结构变异中，_________和_________会导致基因数量改变，而_________和_________仅改变基因排列顺序。胚胎干细胞的全能性是指其能分化为_________的能力，而多能干细胞（如造血干细胞）只能分化为_________。生物信息学中，_________数据库存储蛋白质序列信息，_________数据库收录基因表达数据。利用CRISPR技术治疗镰状细胞贫血时，需编辑患者的_________细胞，修复_________基因的突变位点。生态系统的能量流动具有_________和_________的特点，这与热力学第_________定律密切相关。三、简答题（每题10分，共30分）简述基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）在农业生物育种中的应用优势，并举例说明其可能面临的生物安全风险。结合细胞结构与功能的知识，分析将外源基因导入真核细胞时，为什么常用病毒载体而非原核质粒？2025年某研究团队利用iPS细胞成功构建人工胰岛组织并用于糖尿病治疗。请从技术原理和伦理优势两方面进行解释。四、实验探究题（共20分）背景资料：科学家发现某细菌的抗盐基因（SalR）可提高植物对高盐环境的耐受性。为培育抗盐作物，研究人员设计如下实验：①将SalR基因与植物表达载体（含CaMV35S启动子和潮霉素抗性基因）构建重组质粒；②通过农杆菌转化法导入拟南芥愈伤组织；③在含潮霉素的培养基上筛选阳性植株；④对转基因植株进行盐胁迫处理，测定其生理指标。请回答下列问题：实验设计（6分）（1）写出步骤①中构建重组质粒需要的工具酶：和。（2）步骤③中潮霉素的作用是_________，体现了质粒作为载体的_________功能。结果分析（8分）转基因植株在200mmol/LNaCl处理下，脯氨酸含量（游离氨基酸，可渗透调节）和SOD酶活性（抗氧化酶）显著高于野生型。（1）解释脯氨酸含量升高对植物抗盐性的作用：_________。（2）若某转基因植株SOD酶活性未提高，可能的原因有哪些？（至少答2点）拓展讨论（6分）若要将该抗盐基因导入小麦等粮食作物，需额外考虑哪些与拟南芥实验不同的问题？（从技术和政策两方面分析）五、前沿科技论述题（共40分）主题：人工智能与生物信息学的融合对精准医疗的推动要求：结合2025年生物科技前沿动态，阐述AI在基因测序数据分析中的具体应用（如变异检测、疾病风险预测）；举例说明AI辅助药物设计如何提高靶向药研发效率；从隐私保护和算法偏见角度，分析该领域面临的伦理挑战及可能的解决措施。（字数不少于300字，逻辑清晰，术语准确）参考答案及评分标准（部分）一、选择题B2.D3.A4.B5.C6.C7.C8.C9.D10.C二、填空题碱基编辑器、PrimeEditing（或其他改良技术）荧光报告基因（或qPCR）线粒体内膜、热能22、生物医药、生物制造缺失、重复、倒位、易位所有细胞类型、特定组织细胞UniProt、GEO造血干、β-珠蛋白单向流动、逐级递减、二三、简答题（要点）优势：精准编辑目标基因（如抗虫基因）、缩短育种周期、减少外源基因插入；风险：基因漂移导致生态入侵、非靶标生物基因污染、抗性基因水平转移。原因：病毒载体可高效进入真核细胞并整合基因组；原核质粒缺乏真核启动子和剪切信号，难以表达正确蛋白质；病毒外壳蛋白可识别真核细胞膜受体。技术原理：iPS细胞经诱导分化为胰岛β细胞，分泌胰岛素调节血糖；伦理优势：避免使用胚胎干细胞引发的伦理争议，利用患者自身细胞可降低免疫排斥。四、实验探究题（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶（2）筛选含重组质粒的转化细胞、标记基因（1）提高细胞渗透压，减少水分流失（2）SalR基因未转录、启动子沉默、翻译后修饰异常技术：小麦基因组复杂（多倍体）、转化效率低；政策：需通过农业转基因生物安全评价，符合《种子法》相关规定五、前沿科技论述题（评分要点）AI在基因数据分析中的应用：如DeepVariant（AI变异检测工具）提高单核苷酸多态性（SNP）识别准确率；机器学习模型整合多组学数据预测癌症风险。AI辅助药物设计：AlphaFold预测蛋白质结构加速靶点发现；虚拟筛选技术减少化合物合成成本（如2025年某AI设计的新冠病毒抑制剂进入临床）。伦理挑战：基因数据隐私泄露（如23andMe数据安全事件）；算法训练数据偏见导致少数族裔诊断误差。解决措施：区块链技术加密数