2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——分子科學(xué)與工程在農(nóng)業(yè)科研中的發(fā)展考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填涂在答題卡相應(yīng)位置。）1.下列哪項(xiàng)技術(shù)主要利用分子標(biāo)記輔助選擇，以提高作物抗病品種的選育效率？A.人工合成抗病基因并轉(zhuǎn)入作物B.利用基因編輯技術(shù)直接敲除感病基因C.分析目標(biāo)性狀相關(guān)基因的DNA序列多態(tài)性D.通過(guò)田間大規(guī)模試驗(yàn)篩選抗病植株2.在檢測(cè)土壤中的重金屬污染微生物時(shí)，分子探針技術(shù)相比傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.能直接計(jì)數(shù)活菌總數(shù)B.操作簡(jiǎn)單，成本較低C.無(wú)需培養(yǎng)即可特異性檢測(cè)目標(biāo)微生物核酸D.能提供污染物的化學(xué)形態(tài)信息3.CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)在改良作物抗旱性方面的應(yīng)用潛力主要體現(xiàn)在？A.精確敲除控制水分蒸騰的關(guān)鍵基因B.大規(guī)模引入抗旱基因庫(kù)C.通過(guò)堿基編輯輕微改變基因表達(dá)水平D.制造基因沉默的RNA分子4.用于檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品中轉(zhuǎn)基因成分的PCR技術(shù)，其核心優(yōu)勢(shì)是？A.可檢測(cè)樣品中極微量的目標(biāo)DNAB.操作簡(jiǎn)便，無(wú)需特殊設(shè)備C.能同時(shí)檢測(cè)多種目標(biāo)成分D.結(jié)果可視化直觀，易于判讀5.分子診斷技術(shù)在快速識(shí)別植物病毒方面，關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)通常包括？A.提取植物葉片中的蛋白質(zhì)B.利用特異性引物擴(kuò)增病毒基因組DNA/RNAC.對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行顯微觀察D.測(cè)定植物光合作用速率6.將耐鹽基因通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化到擬南芥中，該過(guò)程中，農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA區(qū)域最終導(dǎo)入到擬南芥細(xì)胞的？A.葉綠體基因組中B.線粒體基因組中C.細(xì)胞核基因組中D.細(xì)胞質(zhì)中7.下列哪項(xiàng)屬于合成生物學(xué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用方向？A.利用基因工程改造微生物生產(chǎn)植物生長(zhǎng)激素B.設(shè)計(jì)構(gòu)建能夠降解農(nóng)藥的工程菌株C.通過(guò)基因編輯技術(shù)精確調(diào)控作物花青素合成路徑D.培育能夠高效固定空氣氮?dú)獾霓D(zhuǎn)基因水稻8.在利用分子標(biāo)記進(jìn)行農(nóng)作物遺傳多樣性分析時(shí)，構(gòu)建DNA指紋圖譜最常用的分子標(biāo)記技術(shù)是？A.PCR-RFLPB.基因測(cè)序C.毛細(xì)管電泳D.電子顯微鏡觀察9.旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品來(lái)源進(jìn)行追蹤的技術(shù)，通常利用生物體內(nèi)獨(dú)特的DNA序列信息，這項(xiàng)技術(shù)最可能指的是？A.活體快速檢測(cè)技術(shù)B.食品成分定量分析技術(shù)C.DNA條形碼或DNA指紋分析技術(shù)D.代謝組學(xué)分析技術(shù)10.分子印跡技術(shù)（MolecularlyImprintedPolymer,MIP）在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可用于？A.捕獲并富集目標(biāo)分析物B.直接合成目標(biāo)基因C.實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞自動(dòng)分裂D.長(zhǎng)期儲(chǔ)存作物種子二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.利用限制性內(nèi)切酶識(shí)別并切割DNA分子特定位點(diǎn)的技術(shù)，是分子克隆和基因分析的基礎(chǔ)。2.基因芯片（又稱DNA芯片）技術(shù)能夠同時(shí)檢測(cè)樣品中成百上千個(gè)基因的______或表達(dá)水平。3.通過(guò)基因工程將外源抗蟲基因?qū)胱魑铮蛊淠茏灾魃a(chǎn)______蛋白，從而抵抗特定昆蟲侵害。4.在分子水平上研究植物對(duì)非生物脅迫（如干旱、鹽堿）響應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，是提高作物抗逆性的重要途徑。5.核酸適配體（Aptamer）是一段經(jīng)過(guò)篩選的核酸序列，能夠特異性結(jié)合目標(biāo)分子，在農(nóng)業(yè)快速檢測(cè)中具有應(yīng)用潛力。6.納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，例如利用納米顆粒進(jìn)行農(nóng)藥的靶向遞送，以提高防治效率并減少環(huán)境污染。7.實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）技術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)PCR反應(yīng)過(guò)程中的熒光信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)核酸片段的______定量。8.利用分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）培育優(yōu)良品種，可以縮短育種周期，提高選擇準(zhǔn)確性。9.基于高通量測(cè)序技術(shù)的基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，為解析作物復(fù)雜性狀的遺傳基礎(chǔ)提供了強(qiáng)大工具。10.分子診斷技術(shù)不僅用于病蟲害的檢測(cè)，也在食品安全領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，如檢測(cè)食品中的致病微生物和農(nóng)獸藥殘留。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.簡(jiǎn)述基因編輯技術(shù)（以CRISPR/Cas9為例）的基本原理及其在作物改良中的優(yōu)勢(shì)。2.比較分子診斷技術(shù)與傳統(tǒng)微生物培養(yǎng)法在農(nóng)作物病蟲害檢測(cè)方面的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述利用分子生物學(xué)技術(shù)研究作物抗病機(jī)制的常用方法。4.納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)中除了用于農(nóng)藥遞送，還有哪些潛在的應(yīng)用方向？四、論述題（每小題10分，共30分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.論述合成生物學(xué)在培育可持續(xù)農(nóng)業(yè)方面的潛在貢獻(xiàn)和可能面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述分子標(biāo)記技術(shù)在作物遺傳育種中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。3.分析將分子成像技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)科研（如追蹤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸、觀察根系結(jié)構(gòu)與功能）的可行性及其意義。試卷答案1.C2.C3.A4.A5.B6.C7.C8.A9.C10.A1.限制性內(nèi)切酶2.表達(dá)3.毒蛋白4.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路5.特異性結(jié)合6.靶向遞送7.精確8.準(zhǔn)確性9.基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)10.致病微生物和農(nóng)獸藥殘留1.原理：CRISPR/Cas9系統(tǒng)利用一段與目標(biāo)DNA序列互補(bǔ)的向?qū)NA（gRNA）將Cas9核酸內(nèi)切酶引導(dǎo)至特定基因組位點(diǎn)，Cas9酶隨后在該位點(diǎn)切割DNA雙鏈，造成基因突變。優(yōu)勢(shì)：精準(zhǔn)性高，可靶向基因組任何位置；操作相對(duì)簡(jiǎn)單、靈活，成本較低；可進(jìn)行多種編輯操作（敲除、插入、修正等），為作物遺傳改良提供了強(qiáng)大工具。2.區(qū)別：分子診斷技術(shù)直接檢測(cè)病原體的核酸（DNA或RNA），檢測(cè)速度快，靈敏度高，可檢測(cè)無(wú)法培養(yǎng)的病原體，且可檢測(cè)多種病原體。傳統(tǒng)培養(yǎng)法需將病原體在體外培養(yǎng)基上培養(yǎng)，過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，靈敏度受培養(yǎng)條件影響，且無(wú)法培養(yǎng)的病原體無(wú)法檢出，通常一次只能檢測(cè)一種或少數(shù)幾種特定病原體。3.方法：利用基因芯片、高通量測(cè)序等技術(shù)篩選與抗病性相關(guān)的分子標(biāo)記；通過(guò)QTL定位和基因克隆，鑒定抗病基因；利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析抗病反應(yīng)相關(guān)的基因表達(dá)譜變化；通過(guò)遺傳轉(zhuǎn)化和基因編輯技術(shù)驗(yàn)證關(guān)鍵抗病基因的功能；利用蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)分析抗病相關(guān)的信號(hào)通路和代謝變化。4.潛在應(yīng)用：用于肥料和水分的有效利用（如設(shè)計(jì)能高效吸收利用養(yǎng)分的植物或微生物）；用于生物農(nóng)藥和生物肥料的開發(fā)（如設(shè)計(jì)高效殺蟲、除草或固氮的微生物）；用于環(huán)境修復(fù)（如設(shè)計(jì)能降解農(nóng)業(yè)污染物的工程菌株）；用于食品加工和品質(zhì)改良（如設(shè)計(jì)能產(chǎn)生特定營(yíng)養(yǎng)成分或改善口感的微生物）。1.潛在貢獻(xiàn)：合成生物學(xué)通過(guò)設(shè)計(jì)、改造和重新構(gòu)建生物系統(tǒng)，可用于設(shè)計(jì)新型生物農(nóng)藥和肥料，減少化學(xué)農(nóng)藥和肥料的使用；可構(gòu)建高效光合作用或固碳的微生物或植物，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和可持續(xù)性；可用于生物能源生產(chǎn)，替代化石燃料；可開發(fā)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的智能生物傳感器。面臨挑戰(zhàn)：技術(shù)復(fù)雜性和不確定性；倫理和社會(huì)接受度（如GMO安全性、環(huán)境影響）；知識(shí)產(chǎn)權(quán)和法規(guī)問(wèn)題；成本和商業(yè)化應(yīng)用的可行性。2.應(yīng)用現(xiàn)狀：分子標(biāo)記技術(shù)已廣泛應(yīng)用于作物的遺傳多樣性評(píng)估、親緣關(guān)系分析、基因定位（QTLmapping）、輔助選擇育種（MAS）和基因圖位克隆等方面。通過(guò)構(gòu)建高密度分子標(biāo)記圖譜，可以精確繪制基因在染色體上的位置，快速篩選攜帶優(yōu)良性狀的個(gè)體，顯著縮短育種周期。發(fā)展前景：隨著高通量測(cè)序、基因編輯和生物信息學(xué)的發(fā)展，分子標(biāo)記技術(shù)將更加精準(zhǔn)、高效和多元化。下一代分子標(biāo)記（如SNP芯片、單細(xì)胞標(biāo)記）將實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的遺傳解析和育種設(shè)計(jì)。人工智能和大數(shù)據(jù)分析將進(jìn)一步挖掘標(biāo)記與復(fù)雜性狀的關(guān)聯(lián)，推動(dòng)智能化育種的發(fā)展。3.可行性：分子成像技術(shù)（如熒光成像、生物發(fā)光成像、正電子發(fā)射斷層掃描PET等）利用能發(fā)出特定信號(hào)的報(bào)告分子（熒光探針、生物發(fā)光蛋白、放射性同位素標(biāo)記分子等），可以在活體、組織或細(xì)胞水平上實(shí)時(shí)、可視化地追