2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——植物抗逆基因的鑒定考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在干旱脅迫下，植物細(xì)胞積累脯氨酸的主要生理意義是（）。A.直接參與氣孔開閉調(diào)節(jié)B.提高細(xì)胞滲透勢(shì)，減少水分散失C.作為重要的抗氧化劑保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷D.直接參與光合作用固碳2.用于篩選在特定脅迫條件下差異表達(dá)的基因，下列技術(shù)中靈敏度最低的是（）。A.基因芯片(GeneChip)B.差異顯示PCR(DD-PCR)C.數(shù)字表達(dá)譜分析(DigitalExpressionProfiling)D.RT-qPCR(Real-timeQuantitativePCR)3.在分子標(biāo)記輔助選擇育種中，利用等位基因頻率較高且穩(wěn)定性好的分子標(biāo)記，主要目的是（）。A.直接檢測(cè)目標(biāo)抗性基因的存在B.提高育種選擇的效率和準(zhǔn)確性C.對(duì)抗性基因進(jìn)行精細(xì)定位D.研究抗性基因的進(jìn)化過程4.下列哪種技術(shù)通常不用于植物抗逆基因的功能驗(yàn)證？（）A.基因敲除(GeneKnockout)B.過表達(dá)(Overexpression)C.RNA干擾(RNAInterference)D.啟動(dòng)子克隆分析5.植物抗性基因啟動(dòng)子區(qū)域常見的順式作用元件，直接響應(yīng)鹽脅迫的是（）。A.CAAT盒B.GC盒C.ABRE(ABscisicacidresponseelement)D.TGA盒6.利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因編輯時(shí)，需要設(shè)計(jì)的分子是（）。A.特異性抗體B.特異性核酸酶C.指向RNA(gRNA)和Cas9蛋白D.差異基因表達(dá)芯片7.水通道蛋白(Aquaporin)參與植物水分運(yùn)輸，其功能特點(diǎn)是（）。A.選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)離子B.需要消耗ATP驅(qū)動(dòng)C.在所有細(xì)胞類型中均高度表達(dá)D.能雙向轉(zhuǎn)運(yùn)水分子8.在植物抗逆研究中，代謝組學(xué)(Metabolomics)的主要優(yōu)勢(shì)在于（）。A.直接鑒定抗性相關(guān)基因B.揭示脅迫響應(yīng)的分子機(jī)制網(wǎng)絡(luò)C.精確測(cè)定基因表達(dá)水平D.快速篩選抗性種質(zhì)資源9.下列哪種植物激素通常與脅迫誘導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控?zé)o關(guān)？（）A.脫落酸(ABA)B.乙烯(Ethylene)C.赤霉素(Gibberellin)D.水楊酸(Salicylicacid)10.將外源抗性基因通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)入植物體內(nèi)，該技術(shù)的關(guān)鍵步驟之一是構(gòu)建合適的（）。A.植物基因組文庫B.轉(zhuǎn)化載體(Vector)C.差異表達(dá)基因芯片D.抗性基因克隆試劑盒二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填入橫線上）1.植物在鹽脅迫下，通過積累__________、__________等小分子有機(jī)物來維持細(xì)胞滲透平衡。2.基因組測(cè)序技術(shù)為大規(guī)模__________抗性基因提供了基礎(chǔ)。3.利用數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)定位抗性基因，通常需要構(gòu)建具有明顯__________的群體。4.蛋白質(zhì)組學(xué)分析可以揭示脅迫條件下__________的變化，從而研究抗性機(jī)制。5.抗氧化酶如__________、__________等在清除活性氧、保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷方面發(fā)揮重要作用。6.植物對(duì)干旱的初步響應(yīng)包括氣孔關(guān)閉和__________積累。7.在抗逆基因的功能驗(yàn)證中，RNA干擾(RNAi)技術(shù)是常用的__________方法。8.基因表達(dá)調(diào)控的__________水平是研究抗逆分子機(jī)制的重要層面。9.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性評(píng)價(jià)通常關(guān)注其__________、__________和__________等方面。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述利用RNA-Seq技術(shù)篩選植物干旱抗性候選基因的基本流程。2.簡(jiǎn)述分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)在植物抗逆育種中的優(yōu)勢(shì)。3.簡(jiǎn)述滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在植物抗鹽脅迫中的作用機(jī)制。4.簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗性基因?qū)胫参锏闹饕襟E。四、論述題（每題15分，共30分）1.論述利用CRISPR/Cas9技術(shù)進(jìn)行植物抗逆基因功能研究的優(yōu)勢(shì)、面臨的挑戰(zhàn)以及可能的應(yīng)用前景。2.結(jié)合化學(xué)生物學(xué)的理念或方法，論述如何更有效地鑒定和利用植物的抗逆基因資源。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.D5.C6.C7.D8.B9.C10.B二、填空題1.脯氨酸,硫代甘露醇2.鑒定3.表型差異4.蛋白質(zhì)5.SOD,POD6.滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)7.基因敲低8.基因表達(dá)9.生物安全性,環(huán)境安全性,食品安全性三、簡(jiǎn)答題1.答案要點(diǎn)：*收集干旱脅迫處理和對(duì)照的植物樣品，提取總RNA。*對(duì)RNA進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。*對(duì)cDNA進(jìn)行高通量測(cè)序，獲得轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。*對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控、比對(duì)和差異表達(dá)分析，篩選出在脅迫條件下表達(dá)顯著上調(diào)或下調(diào)的基因。*對(duì)篩選出的候選基因進(jìn)行生物信息學(xué)分析，預(yù)測(cè)其可能的功能，并進(jìn)行后續(xù)驗(yàn)證。2.答案要點(diǎn)：*可以在苗期或早期階段對(duì)攜帶抗性基因但不具備理想農(nóng)藝性狀的植株進(jìn)行選擇，提高育種效率。*可以克服某些抗性基因難以直接檢測(cè)或育性恢復(fù)困難的障礙。*可以將抗性基因聚合到優(yōu)良品種中。*相對(duì)于傳統(tǒng)方法，成本較低，周期較短。3.答案要點(diǎn)：*透調(diào)節(jié)物質(zhì)（如脯氨酸、甜菜堿、糖類、無機(jī)離子等）可以改變細(xì)胞內(nèi)的滲透勢(shì)。*在鹽脅迫下，細(xì)胞外高濃度鹽離子導(dǎo)致水勢(shì)降低，細(xì)胞失水。積累溶質(zhì)可以提高細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)，從而促進(jìn)水分從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，維持細(xì)胞膨壓和正常生理功能。*部分滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（如脯氨酸）還具有一定的抗氧化和保護(hù)生物膜的作用。4.答案要點(diǎn)：*獲取含有外源抗性基因的DNA片段（基因克?。?設(shè)計(jì)合適的載體（如質(zhì)粒），并在載體上構(gòu)建包含抗性基因、選擇標(biāo)記和合適的調(diào)控元件（如啟動(dòng)子）的重組DNA分子。*選擇合適的轉(zhuǎn)化方法（如農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化、基因槍法、介導(dǎo)轉(zhuǎn)化等）將重組載體導(dǎo)入植物細(xì)胞或組織。*通過選擇培養(yǎng)基篩選出成功導(dǎo)入外源基因的轉(zhuǎn)化體。*對(duì)轉(zhuǎn)化體進(jìn)行鑒定、穩(wěn)定性和遺傳轉(zhuǎn)化效率分析，并最終獲得抗性植株。四、論述題1.答案要點(diǎn)：*優(yōu)勢(shì)：精準(zhǔn)性高，可靶向任何基因位點(diǎn)；效率高，操作相對(duì)簡(jiǎn)單；可同時(shí)進(jìn)行多基因編輯；技術(shù)靈活，可實(shí)現(xiàn)插入、刪除、替換等多種遺傳修飾；成本相對(duì)較低。*挑戰(zhàn)：脫靶效應(yīng)（非靶向位點(diǎn)發(fā)生突變）；編輯效率可能受基因組背景影響；在復(fù)雜性狀（多基因控制）的編輯方面仍具挑戰(zhàn)；脫靶效應(yīng)和嵌合體的檢測(cè)與驗(yàn)證；生物安全性（如脫靶效應(yīng)的長(zhǎng)期影響）的評(píng)估；在生殖系編輯中的應(yīng)用涉及倫理問題。*應(yīng)用前景：用于創(chuàng)建植物抗逆模型材料；改良作物抗逆性（如抗干旱、抗鹽堿、抗病蟲害）；研究基因功能，解析抗逆分子機(jī)制；改良植物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)；開發(fā)新型植物資源。2.答案要點(diǎn)：*化學(xué)生物學(xué)強(qiáng)調(diào)利用化學(xué)小分子、生物探針和計(jì)算方法研究生命現(xiàn)象。在鑒定和利用植物抗逆基因方面，可以：*利用化學(xué)合成的小分子化合物（化學(xué)誘導(dǎo)物或抑制劑）處理植物，通過表型篩選尋找抗性突變體，進(jìn)而定位和鑒定抗性基因。*設(shè)計(jì)和篩選能夠特異性結(jié)合抗性蛋白或調(diào)控因子的化學(xué)探針或親和素標(biāo)記，通過蛋白質(zhì)組學(xué)或代謝組學(xué)分析，尋找與抗逆性相關(guān)的信號(hào)通路和分子網(wǎng)絡(luò)。*結(jié)合化學(xué)信息學(xué)和生物信息學(xué)方法，分析化合物數(shù)據(jù)庫和基因組數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)潛在的植物抗逆靶點(diǎn)和藥物先導(dǎo)結(jié)構(gòu)，為創(chuàng)制新型抗逆性狀提供思路。*利用化學(xué)遺傳學(xué)方法（如CRISP