《第1节 生物工程概述》（同步训练）高中生物拓展型课程-沪科版-2024-2025学年

《第1节生物工程概述》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分）1、下列哪一项不属于现代生物工程技术的主要应用领域？A.农业生产B.医药卫生C.环境保护D.宇宙探索2、在基因工程中，用来切割DNA的酶称为？A.DNA聚合酶B.限制性内切酶C.RNA聚合酶D.反转录酶3、生物工程中，下列哪一项不是基因工程技术的基本操作步骤？A.目的基因的获取B.基因表达载体的构建C.将目的基因导入受体细胞D.受体细胞的自然繁殖4、关于生物反应器的应用，以下说法错误的是：A.生物反应器可以用于大规模培养微生物、动物或植物细胞B.生物反应器能提供适宜的生长环境，包括温度、pH值、溶解氧等条件C.生物反应器的应用仅限于医药行业，不涉及其他领域D.通过生物反应器生产的产品可以广泛应用于食品、农业、环保等多个领域5、生物工程通常被称为“白色革命”，其主要原因是：A.生物工程主要应用于农业领域B.生物工程产品具有高附加值，类似于白色金子C.生物工程可以替代传统的“绿色革命”方法D.生物工程的研发和应用主要在室内进行，不涉及环境6、以下哪项不属于生物工程的基本技术？A.基因工程B.蛋白质工程C.胶体工程D.细胞工程7、在生物工程领域，以下哪项技术不属于基因工程范畴？A.基因克隆B.重组DNA技术C.转基因技术D.生物发酵8、以下哪项不是生物工程中常用的生物反应器？A.酵母发酵罐B.基因枪C.细胞培养瓶D.动物细胞培养箱9、以下哪项不是生物工程的主要特点？A.利用生物体或其组成部分进行生产B.通过基因工程改变生物体的遗传特性C.完全依赖化学反应过程D.旨在提高生物体的经济价值10、以下哪种技术不属于生物工程范畴？A.发酵工程B.基因工程C.纳米技术D.组织培养11、生物工程最早可以追溯到哪个时期？A.20世纪50年代B.20世纪60年代C.20世纪70年代D.20世纪80年代12、下列哪个不是生物工程常用的技术手段？A.基因工程B.蛋白质工程C.细胞工程D.地球物理工程二、多项选择题（本大题有4小题，每小题4分，共16分）1、生物工程是一门将生物学原理与工程技术相结合的学科，以下哪些属于生物工程的研究领域？（）A.食品科学与工程B.医药卫生C.农业科学D.环境保护2、以下关于生物工程技术的描述，正确的是（）A.基因工程可以通过改变生物的基因序列来达到特定的目的B.细胞工程主要研究细胞的结构和功能C.蛋白质工程是通过改造蛋白质的结构来提高其性能D.生物反应器是利用微生物进行生物转化的设备3、生物工程的发展历程中，以下哪个事件标志着生物工程从理论研究阶段进入实际应用阶段？A.1973年，科学家完成了首个基因工程实验B.1996年，克隆羊多利诞生C.1983年，基因工程药物重组人胰岛素上市D.1953年，DNA双螺旋结构的发现4、以下哪些属于生物工程技术的应用领域？A.食品加工B.医疗保健C.能源生产D.环境保护三、非选择题（本大题有5小题，每小题12分，共60分）第一题：生物工程是一种应用生物学原理和技术手段来改造和利用生物体及其成分的科学。请根据以下描述，回答以下问题：简述生物工程的三个主要领域，并举例说明每个领域的一个具体应用。第二题：以下关于生物工程的说法中，哪个是不正确的？（选择一个选项）A.生物工程是一门应用生物学原理和技术改造生物体或加工生物原料的综合性学科。B.基因工程是生物工程的一个重要分支，它涉及到DNA的剪切、拼接和转移。C.蛋白质工程是通过改变蛋白质的氨基酸序列来提高其功能和稳定性。D.生物工程只关注理论研究，不涉及实际应用。第三题生物工程是一项综合性的技术科学，它融合了生物学、化学、物理学、数学以及工程学等多个学科的知识。请根据你对生物工程的理解，回答以下问题：（1）简述什么是基因工程，并举例说明其在农业上的应用。（2）酶工程是生物工程的一个重要分支，请解释酶工程的定义及其在工业生产中的意义。（3）细胞工程在医学领域有着广泛的应用，请列举至少两个例子，并解释它们是如何帮助人类对抗疾病的。第四题：请简述生物工程的基本概念、主要类型及其在现代社会中的应用。第五题生物工程中，基因工程技术是实现遗传改良和创造新品种的重要手段之一。假设你正在参与一个利用基因工程技术提高植物抗虫性的项目。请详细描述一下这个过程中涉及到的主要步骤，并说明在每个步骤中可能遇到的挑战及相应的解决方案。《第1节生物工程概述》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分）1、下列哪一项不属于现代生物工程技术的主要应用领域？A.农业生产B.医药卫生C.环境保护D.宇宙探索答案：D解析：现代生物工程技术主要应用于改善农业生产、开发医药卫生新产品、保护环境等多个方面。宇宙探索虽然也涉及生物学研究，但不是生物工程技术的主要应用领域。2、在基因工程中，用来切割DNA的酶称为？A.DNA聚合酶B.限制性内切酶C.RNA聚合酶D.反转录酶答案：B解析：限制性内切酶是一类能够识别DNA分子内部特定序列并在特定位置切割DNA的酶，是基因工程中用于构建重组DNA分子的关键工具。DNA聚合酶主要用于DNA复制过程中合成新的DNA链；RNA聚合酶负责从DNA模板合成RNA；反转录酶则可以将RNA逆转录为DNA，它们各自在不同的生物过程和实验技术中发挥作用。3、生物工程中，下列哪一项不是基因工程技术的基本操作步骤？A.目的基因的获取B.基因表达载体的构建C.将目的基因导入受体细胞D.受体细胞的自然繁殖答案：D解析：基因工程技术主要包括四个基本操作步骤：首先是目的基因的获取（选项A），这涉及到从供体生物中分离出所需的基因；其次是基因表达载体的构建（选项B），即把目的基因与载体连接起来形成重组DNA分子；然后是将目的基因导入受体细胞（选项C），这一步骤确保了外源基因能够进入并稳定存在于受体细胞中；最后是对转基因生物的鉴定和筛选。而受体细胞的自然繁殖（选项D）并不是基因工程技术的一部分，虽然它在后续的繁殖过程中确实会发生，但它并不属于基因工程的操作步骤。4、关于生物反应器的应用，以下说法错误的是：A.生物反应器可以用于大规模培养微生物、动物或植物细胞B.生物反应器能提供适宜的生长环境，包括温度、pH值、溶解氧等条件C.生物反应器的应用仅限于医药行业，不涉及其他领域D.通过生物反应器生产的产品可以广泛应用于食品、农业、环保等多个领域答案：C解析：生物反应器是一种重要的生物工程技术工具，它可以为细胞、组织或其他生物材料提供一个受控的生长环境，以促进其生长、繁殖或代谢活动（选项A和B）。生物反应器不仅在医药行业中有着广泛的应用，如生产疫苗、抗体和其他药物，而且在食品工业（如发酵食品）、农业（如植物组织培养）以及环境保护（如废水处理）等多个领域也发挥着重要作用（选项D）。因此，认为生物反应器的应用仅限于医药行业的观点（选项C）是错误的。5、生物工程通常被称为“白色革命”，其主要原因是：A.生物工程主要应用于农业领域B.生物工程产品具有高附加值，类似于白色金子C.生物工程可以替代传统的“绿色革命”方法D.生物工程的研发和应用主要在室内进行，不涉及环境答案：B解析：生物工程被称为“白色革命”是因为其产品具有高附加值，类似于白色金子，而不是因为其主要应用于农业领域、可以替代传统的“绿色革命”方法或者研发和应用主要在室内进行不涉及环境。因此，选项B正确。6、以下哪项不属于生物工程的基本技术？A.基因工程B.蛋白质工程C.胶体工程D.细胞工程答案：C解析：生物工程的基本技术包括基因工程、蛋白质工程和细胞工程，这些技术都是在分子或细胞水平上进行的。胶体工程则属于化学工程领域，不是生物工程的基本技术。因此，选项C正确。7、在生物工程领域，以下哪项技术不属于基因工程范畴？A.基因克隆B.重组DNA技术C.转基因技术D.生物发酵答案：D解析：生物发酵是一种利用微生物在特定条件下进行代谢产生有用物质的过程，不属于基因工程范畴。基因工程主要涉及基因的克隆、重组和转移，以达到改变生物体的某些遗传特性或生产特定产品。因此，D选项为正确答案。8、以下哪项不是生物工程中常用的生物反应器？A.酵母发酵罐B.基因枪C.细胞培养瓶D.动物细胞培养箱答案：B解析：基因枪是一种用于基因转导的技术，通过将含有目的基因的载体直接导入细胞内。酵母发酵罐、细胞培养瓶和动物细胞培养箱都是生物工程中常用的生物反应器，用于微生物或细胞的培养。因此，B选项为正确答案。9、以下哪项不是生物工程的主要特点？A.利用生物体或其组成部分进行生产B.通过基因工程改变生物体的遗传特性C.完全依赖化学反应过程D.旨在提高生物体的经济价值答案：C解析：生物工程的主要特点包括利用生物体或其组成部分进行生产、通过基因工程改变生物体的遗传特性、旨在提高生物体的经济价值等。选项C提到的是完全依赖化学反应过程，这通常属于化学工程的范畴，不是生物工程的主要特点。因此，正确答案是C。10、以下哪种技术不属于生物工程范畴？A.发酵工程B.基因工程C.纳米技术D.组织培养答案：C解析：发酵工程、基因工程和组织培养都是生物工程的常见技术。发酵工程涉及利用微生物进行大规模的生物转化过程；基因工程通过改变生物的遗传物质来创造新的生物特性；组织培养则是利用植物或动物的组织在体外培养出新的生物体或其部分。纳米技术虽然涉及到微小尺度的物质和结构，但它主要属于材料科学和物理学领域，不是生物工程的技术。因此，正确答案是C。11、生物工程最早可以追溯到哪个时期？A.20世纪50年代B.20世纪60年代C.20世纪70年代D.20世纪80年代答案：A解析：生物工程的概念最早在20世纪50年代由美国生物学家KarlEreky提出，因此A选项正确。虽然生物技术的某些应用在更早的时期就已经存在，但生物工程的系统定义和作为一个独立学科的兴起是在20世纪50年代。12、下列哪个不是生物工程常用的技术手段？A.基因工程B.蛋白质工程C.细胞工程D.地球物理工程答案：D解析：选项A、B和C都是生物工程中常用的技术手段。基因工程用于改变生物体的遗传特性，蛋白质工程用于设计或改造蛋白质，细胞工程涉及细胞的培养和改造。而地球物理工程属于地球科学领域，与生物工程无关，因此D选项不是生物工程常用的技术手段。二、多项选择题（本大题有4小题，每小题4分，共16分）1、生物工程是一门将生物学原理与工程技术相结合的学科，以下哪些属于生物工程的研究领域？（）A.食品科学与工程B.医药卫生C.农业科学D.环境保护答案：ABCD解析：生物工程是一门综合性的学科，涉及多个领域的研究和应用。A选项食品科学与工程利用生物学原理改善食品质量、提高生产效率；B选项医药卫生利用生物工程技术开发新药、改进医疗技术；C选项农业科学通过生物工程提高作物产量和抗病能力；D选项环境保护利用生物工程处理废水、净化空气等。因此，ABCD均属于生物工程的研究领域。2、以下关于生物工程技术的描述，正确的是（）A.基因工程可以通过改变生物的基因序列来达到特定的目的B.细胞工程主要研究细胞的结构和功能C.蛋白质工程是通过改造蛋白质的结构来提高其性能D.生物反应器是利用微生物进行生物转化的设备答案：ACD解析：A选项基因工程确实可以通过改变生物的基因序列来达到特定的目的；B选项细胞工程不仅研究细胞的结构和功能，还研究如何通过改造细胞来实现特定的功能；C选项蛋白质工程确实是通过改造蛋白质的结构来提高其性能；D选项生物反应器是利用微生物进行生物转化的设备，这是正确的。因此，正确答案为ACD。3、生物工程的发展历程中，以下哪个事件标志着生物工程从理论研究阶段进入实际应用阶段？A.1973年，科学家完成了首个基因工程实验B.1996年，克隆羊多利诞生C.1983年，基因工程药物重组人胰岛素上市D.1953年，DNA双螺旋结构的发现答案：C解析：选项C正确，1983年，基因工程药物重组人胰岛素的成功上市，标志着生物工程从理论研究阶段进入实际应用阶段。选项A中的基因工程实验是一个重要的里程碑，但并非标志着实际应用阶段的开始。选项B中的克隆羊多利的诞生是生物技术在动物克隆领域的突破，但不是生物工程进入实际应用阶段的标志。选项D中DNA双螺旋结构的发现是分子生物学的重要进展，但与生物工程的实际应用阶段无直接关系。4、以下哪些属于生物工程技术的应用领域？A.食品加工B.医疗保健C.能源生产D.环境保护答案：ABCD解析：选项A、B、C和D均正确。生物工程技术在多个领域都有广泛应用。A.食品加工：如转基因食品、酶制剂等。B.医疗保健：如基因治疗、生物药物等。C.能源生产：如生物燃料、生物电池等。D.环境保护：如生物降解材料、生物修复等。因此，所有选项都属于生物工程技术的应用领域。三、非选择题（本大题有5小题，每小题12分，共60分）第一题：生物工程是一种应用生物学原理和技术手段来改造和利用生物体及其成分的科学。请根据以下描述，回答以下问题：简述生物工程的三个主要领域，并举例说明每个领域的一个具体应用。答案：生物工程的三个主要领域包括：基因工程：通过改变生物体的基因结构来达到预期目的的技术。应用举例：转基因作物，如抗虫害的转基因玉米。细胞工程：对细胞进行改造和利用的技术。应用举例：细胞培养技术，用于生产疫苗和药物。酶工程：利用酶的催化作用进行物质转化和生产的工程。应用举例：酶制剂在食品加工中的应用，如使用酶制剂进行淀粉的糖化。解析：本题旨在考察学生对生物工程三个主要领域的理解和应用实例的掌握。学生需要能够正确列举出生物工程的三大领域，并给出每个领域的具体应用实例。正确回答此类题目，需要对生物学基础知识有一定的掌握，并能将这些知识应用于实际情境中。第二题：以下关于生物工程的说法中，哪个是不正确的？（选择一个选项）A.生物工程是一门应用生物学原理和技术改造生物体或加工生物原料的综合性学科。B.基因工程是生物工程的一个重要分支，它涉及到DNA的剪切、拼接和转移。C.蛋白质工程是通过改变蛋白质的氨基酸序列来提高其功能和稳定性。D.生物工程只关注理论研究，不涉及实际应用。答案：D解析：选项A、B和C都正确描述了生物工程及其相关分支的特点和应用。选项D错误，因为生物工程不仅关注理论研究，还广泛应用于农业、医药、食品、环保等多个领域，具有很强的实际应用价值。因此，正确答案是D。第三题生物工程是一项综合性的技术科学，它融合了生物学、化学、物理学、数学以及工程学等多个学科的知识。请根据你对生物工程的理解，回答以下问题：（1）简述什么是基因工程，并举例说明其在农业上的应用。（2）酶工程是生物工程的一个重要分支，请解释酶工程的定义及其在工业生产中的意义。（3）细胞工程在医学领域有着广泛的应用，请列举至少两个例子，并解释它们是如何帮助人类对抗疾病的。答案和解析：（1）答案：基因工程是指通过人工方法将外源基因导入到受体生物中，并使这些基因在受体生物体内得到表达的技术。在农业上，基因工程技术被用来开发抗病虫害的转基因作物，例如抗虫棉，就是通过将苏云金芽孢杆菌（Bt）的杀虫蛋白基因转入棉花植物，使得棉花自身能够产生这种蛋白质，从而有效抵御害虫的侵害，减少了农药的使用，提高了产量和品质。解析：此问题旨在测试学生对于基因工程基本概念的理解及其实际应用的认识。学生需要展示他们能够理解基因工程的基本原理，并能将其与现实生活中的具体案例联系起来。（2）答案：酶工程是指利用酶或微生物细胞、动植物细胞所具有的催化功能，把特定的原料转化为所需产品的一门科学技术。酶工程在工业生产中具有重要意义，因为它可以提高反应效率，减少副产物生成，降低能耗，并且由于酶的特异性，还能保证产品质量的一致性。例如，在食品行业中，果胶酶用于果汁澄清；在纺织业中，淀粉酶用于布料处理。解析：这个问题考察的是学生对于酶工程概念的理解及其在不同行业中的应用价值。学生应该能够解释酶工程如何通过优化生产工艺来增加经济效益和社会效益。（3）答案：细胞工程包括了多种操作细胞的技术，如细胞融合、细胞培养等。在医学领域，细胞工程可用于制备单克隆抗体，这些抗体可以特异性地识别并结合到癌细胞表面的标志物，用于癌症诊断和治疗。另一个例子是干细胞疗法，通过移植健康的干细胞到患者体内，可以修复受损组织或器官，为诸如帕金森病、糖尿病等疾病提供新的治疗方法。解析：此部分意在检验学生是否了解细胞工程在医疗健康方面的具体应用。学生需能举出实例，并解释细胞工程如何直接或间接地贡献于疾病的预防、诊断和治疗。第四题：请简述生物工程的基本概念、主要类型及其在现代社会中的应用。答案：生物工程的基本概念：生物工程是指应用现代生物技术，通过改造生物体或其组成部分，以实现特定目的的技术体系。生物工程的核心是基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。生物工程的主要类型：（1）基因工程：通过改变生物体的基因组，使其获得新的性状或功能。（2）细胞工程：利用细胞培养、细胞融合等技术，改变细胞的遗传特性，实现细胞的功能改造。（3）酶工程：利用酶的催化作用，提高反应速率，降低生产成本，实现生物转化过程的优化。（4）发酵工程：利用微生物的发酵作用，生产微生物代谢产物，如抗生素、酶、有机酸等。生物工程在现代社会中的应用：（1）医药领域：生物工程在医药领域的应用广泛，如基因治疗、组织工程、疫苗制备等。（2）农业领域：生物工程在农业领域的应用包括转基因作物、生物农药、生物肥料等。（3）环保领域：生物工程在环保领域的应用包括生物降解、生物修复、生物处理等。（4）食品工业：生物工程在食品工业中的应用包括发酵食品生产、酶制剂生产、食品添加剂等。解析：本题主要考查学生对生物工程的基本概念、主要类型及其在现代社会中的应用的掌握程度。通过回答问题，学生可以加深对生物工程的理解，并了解其在各个领域的应用。在回答问题时，应按照题目要求，分别阐述生物工程的基本概念、主要类型及其应用，并举例说明。第五题生物工程中，基因工程技术是实现遗传改良和创造新品种的重要手段之一。假设你正在参与一个利用基因工程技术提高植物抗虫性的项目。请详细描述一下这个过程中涉及到的主要步骤，并说明在每个步骤中可能遇到的挑战及相应的解决方案。答案：目标基因的选择与获取步骤描述：首先需要确定并选择能够赋予植物抗虫特性的基因（如Bt毒素基因）。这通常来自于细菌、病毒或其它具有抗虫机制的生物。挑战：找