2025年大學《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——生物技術(shù)在自然資源保護中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.在監(jiān)測大型哺乳動物種群分布時，環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)相較于傳統(tǒng)捕獲-標記方法的主要優(yōu)勢在于（）。A.成本更低B.無需捕獲個體即可獲取遺傳信息C.能檢測所有物種D.數(shù)據(jù)分析更簡單2.利用基因工程手段，將特定抗性基因?qū)朕r(nóng)作物，以提高其在逆境（如干旱、鹽堿）環(huán)境下的生存能力，這直接體現(xiàn)了生物技術(shù)在（）方面的應用。A.瀕危物種拯救B.生態(tài)修復C.資源可持續(xù)利用D.環(huán)境污染監(jiān)測3.下列哪項技術(shù)最常被用于快速鑒定樣品中的微生物種類，特別是在環(huán)境監(jiān)測中檢測特定污染指示微生物？A.基因測序（如16SrRNA測序）B.DNA條形碼技術(shù)C.克隆技術(shù)D.PCR技術(shù)（僅擴增）4.在利用植物進行土壤重金屬修復（植物修復）時，主要利用的是植物體的哪種能力？A.吸收和轉(zhuǎn)化無機營養(yǎng)鹽B.固氮能力C.富集和積累重金屬元素D.分解有機污染物5.將能夠降解石油污染物的基因?qū)胛⑸锘蛑参矬w內(nèi)，使其能夠在污染環(huán)境中高效降解石油烴類，這屬于生物技術(shù)中的（）應用。A.生物指示B.生物修復C.生物監(jiān)測D.生物固化6.下列關于轉(zhuǎn)基因生物（GMOs）在農(nóng)業(yè)中應用的潛在環(huán)境風險，描述錯誤的是（）。A.基因漂流可能影響野生近緣種B.可能對非目標生物產(chǎn)生毒性C.總能提高農(nóng)作物的抗病蟲能力D.可能導致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變7.在保護遺傳多樣性方面，生物技術(shù)可以用于（）。A.建立物種的快速識別系統(tǒng)B.人工繁育瀕危個體C.儲存物種遺傳物質(zhì)（如精子、卵子、胚胎、基因庫）D.以上都是8.利用固定化酶或固定化細胞技術(shù)處理印染廠廢水中的染料分子，其主要原理是利用酶的（）特性。A.高效性B.高選擇性C.穩(wěn)定性（可重復使用）D.催化性9.生態(tài)浮島技術(shù)在水體富營養(yǎng)化治理中應用，其核心是利用生長在水體中的植物和附著在其上的微生物群落，通過（）來去除污染物。A.植物吸收和微生物降解B.水體攪拌C.化學沉淀D.光合作用直接消耗氮磷10.生物信息學在生物多樣性保護中的應用主要體現(xiàn)在（）。A.構(gòu)建物種進化樹，揭示物種關系B.大規(guī)?；蚪M測序與分析C.開發(fā)物種識別的DNA條形碼D.以上都是二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.利用PCR技術(shù)擴增環(huán)境樣品中特定生物的DNA片段，然后通過測序或電泳等方法進行鑒定，這是__________技術(shù)的一種基本應用方式。2.基因工程中，將外源基因?qū)氲剿拗骷毎⑹蛊浞€(wěn)定表達的過程稱為__________。3.在土壤修復領域，__________是指利用植物修復能力，通過種植特定植物吸收、積累土壤中的污染物，從而降低污染風險的技術(shù)。4.為了防止轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生基因漂流并影響野生近緣種，科學家會采取__________等策略來降低轉(zhuǎn)基因的傳播風險。5.DNA條形碼技術(shù)通常選擇__________或線粒體基因等特定基因片段作為識別物種的“條形碼”。6.利用固定化技術(shù)，可以將酶或細胞固定在__________、__________等載體上，使其能夠重復使用。7.在保護生物學中，__________是指為了保護物種及其遺傳多樣性，將瀕危物種的精液、卵子、胚胎、種子或組織等保存在低溫條件下（如液氮）的技術(shù)。8.生物傳感器是將生物敏感元件（如酶、抗體、DNA）與物理或化學換能器結(jié)合，用于__________的裝置。9.生態(tài)修復不僅關注污染物的去除，也強調(diào)恢復生態(tài)系統(tǒng)的__________和__________。10.合成生物學通過設計、構(gòu)建或重新設計生物組件、設備和系統(tǒng)，為自然資源保護提供了新的工具，例如設計能夠高效降解特定污染物的__________。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.生物修復（Bioremediation）2.環(huán)境DNA（eDNA）3.基因漂流（GeneFlow）4.生態(tài)浮島（EcologicalFloatingIslands）5.固定化酶（ImmobilizedEnzyme）四、簡答題（每小題5分，共10分）1.簡述利用DNA條形碼技術(shù)進行生物多樣性研究的幾個主要步驟。2.比較植物修復和微生物修復在處理土壤污染方面的主要區(qū)別。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述將轉(zhuǎn)基因生物應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在提高資源利用效率方面的潛力，并分析其可能帶來的環(huán)境風險。2.結(jié)合具體實例，論述生物技術(shù)在生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建中的應用價值。六、案例分析題（10分）某河流受到間歇性石油泄漏污染，導致水質(zhì)惡化，影響下游生態(tài)系統(tǒng)。請設計一個利用生物技術(shù)進行污染監(jiān)測和修復的概念性方案，并說明選擇的技術(shù)及其原理。試卷答案一、選擇題1.B解析：環(huán)境DNA技術(shù)通過檢測水體、土壤等環(huán)境介質(zhì)中的微量DNA片段來推斷生物存在，核心優(yōu)勢在于無需捕捉個體即可獲取遺傳信息。2.C解析：將抗逆基因?qū)朕r(nóng)作物，提高其在逆境下的生存能力，直接關系到農(nóng)業(yè)資源的可持續(xù)利用，如減少水分、土地等資源的浪費。3.A解析：16SrRNA基因測序是廣泛應用于微生物鑒定的技術(shù)，能夠快速區(qū)分不同物種，尤其適用于環(huán)境樣品中特定污染指示微生物的檢測。4.C解析：植物修復的核心機制是植物通過根系吸收土壤中的重金屬，并在植物體內(nèi)積累，從而將污染物從污染土壤中移除。5.B解析：將降解石油的基因?qū)胛⑸锘蛑参?，使其能在污染環(huán)境中降解石油烴，這是典型的生物修復技術(shù)，旨在利用生物體的代謝活動清除污染物。6.C解析：轉(zhuǎn)基因作物的應用可能存在多種環(huán)境風險，如基因漂流、影響非目標生物、產(chǎn)生超級雜草等，但并非總能提高抗病蟲能力，也取決于具體基因和品種。7.D解析：生物技術(shù)可通過建立DNA條形碼系統(tǒng)、人工繁育和儲存遺傳物質(zhì)（精子、卵子、胚胎、基因庫）等多種方式，全面保護物種的遺傳多樣性。8.C解析：固定化酶或細胞技術(shù)的關鍵優(yōu)勢在于使酶或細胞能夠重復使用，這依賴于其在外界環(huán)境中的穩(wěn)定性。9.A解析：生態(tài)浮島利用植物吸收和微生物降解作用來去除水體中的氮、磷等污染物，改善水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。10.D解析：生物信息學在生物多樣性保護中應用廣泛，包括構(gòu)建進化樹揭示物種關系、大規(guī)?；蚪M測序、開發(fā)DNA條形碼等，所有選項均是其應用體現(xiàn)。二、填空題1.物種鑒定解析：環(huán)境DNA技術(shù)的基本應用方式是通過PCR擴增特定生物的DNA片段，然后進行鑒定，核心是物種鑒定。2.基因轉(zhuǎn)化/基因表達解析：將外源基因?qū)氩⑹蛊湓谒拗骷毎蟹€(wěn)定表達的過程，通常稱為基因轉(zhuǎn)化或基因表達。3.植物修復解析：利用植物修復能力去除土壤污染物的技術(shù)，正是植物修復的定義。4.限制性栽培/基因沉默解析：為降低轉(zhuǎn)基因作物基因漂流風險，可采取限制其種植區(qū)域、距離、種植年限，或利用基因沉默等技術(shù)。5.核糖體RNA（rRNA）/線粒體DNA（mtDNA）特定片段解析：DNA條形碼通常選擇高度保守且物種特異性高的基因片段，如線粒體基因COI（細胞色素c氧化酶亞基I）或特定的rRNA基因片段。6.固體載體（如吸附劑、膜）/水凝膠解析：固定化載體種類繁多，常見的有吸附劑（如活性炭）、膜材料、水凝膠等。7.種質(zhì)資源庫/遺傳資源庫/精子庫/卵庫解析：儲存物種遺傳物質(zhì)的設施通常稱為種質(zhì)資源庫、遺傳資源庫或根據(jù)儲存物具體名稱如精子庫、卵庫等。8.環(huán)境監(jiān)測/污染物檢測解析：生物傳感器的核心功能是將生物識別信號轉(zhuǎn)換為可讀的信號，用于監(jiān)測環(huán)境中的特定物質(zhì)。9.結(jié)構(gòu)完整性/功能完整性解析：生態(tài)修復的目標不僅是去除污染，更是恢復受損生態(tài)系統(tǒng)的自然結(jié)構(gòu)和正常功能。10.工程菌/降解菌株解析：合成生物學可設計構(gòu)建用于特定目的的微生物，如高效降解污染物的工程菌或降解菌株。三、名詞解釋1.生物修復：指利用微生物（包括細菌、真菌等）的代謝活動或植物的生命活動，將環(huán)境中的污染物（如石油、農(nóng)藥、重金屬等）轉(zhuǎn)化為無害或低害物質(zhì)，或?qū)⑵淙コ?、降解的過程。2.環(huán)境DNA（eDNA）：指從環(huán)境介質(zhì)（如水、土壤）中直接提取到的來自生物體的游離DNA。通過檢測環(huán)境DNA，可以在不直接觀察或捕捉生物體的前提下，推斷特定物種的存在、豐度和分布。3.基因漂流：指一個種群中，個體之間通過繁殖進行基因交換的過程。它可以改變種群基因頻率，是影響種群遺傳結(jié)構(gòu)的重要因素，尤其是在小種群或隔離種群中。4.生態(tài)浮島：指利用人工制作的、漂浮在水體表面的基質(zhì)（常由植物根系和附著微生物構(gòu)成），為水生生物（特別是植物和微生物）提供生存空間，通過植物吸收、微生物降解等方式，協(xié)同作用改善水質(zhì)和重建水生生態(tài)系統(tǒng)的工程技術(shù)。5.固定化酶：指通過物理或化學方法，將酶或酶體系固定在一定載體上，使其保持一定的生物活性，并可以重復使用的技術(shù)。常用的固定化方法包括吸附法、包埋法、交聯(lián)法、共價結(jié)合法等。四、簡答題1.簡述利用DNA條形碼技術(shù)進行生物多樣性研究的幾個主要步驟。解析思路：回答應涵蓋從樣本采集到結(jié)果分析的完整流程。答：利用DNA條形碼技術(shù)進行生物多樣性研究的主要步驟包括：①樣本采集：從研究區(qū)域采集目標生物的體細胞樣本（如組織、血液等）；②DNA提取：從樣本中提取高質(zhì)量的DNA；③引物設計及PCR擴增：設計特異性引物，通過PCR技術(shù)擴增目標DNA條形碼片段（如COI基因）；④片段測序：對PCR產(chǎn)物進行測序，獲得序列數(shù)據(jù)；⑤序列比對與分析：將測得的序列與已建立的DNA條形碼數(shù)據(jù)庫進行比對，進行物種鑒定，或進行系統(tǒng)發(fā)育分析、構(gòu)建進化樹等，以揭示物種間的關系和多樣性特征。2.比較植物修復和微生物修復在處理土壤污染方面的主要區(qū)別。解析思路：從作用主體、作用機制、處理對象、效率、速度、局限性等方面進行比較。答：植物修復和微生物修復是兩種主要的生物修復技術(shù)，主要區(qū)別在于：①作用主體：植物修復主要利用植物自身能力，微生物修復主要利用微生物（細菌、真菌）的代謝活動；②作用機制：植物修復通過根系吸收、轉(zhuǎn)運、積累污染物，或促進其轉(zhuǎn)化；微生物修復通過微生物的酶促反應或生物轉(zhuǎn)化，將污染物降解為無害物質(zhì)；③處理對象：植物修復對某些重金屬和有機物有效，但效率可能較慢，微生物修復能處理更廣泛的污染物類型，包括難降解有機物；④效率與速度：微生物修復通常速度更快、效率更高，尤其是在污染物濃度較高時；植物修復速度相對較慢，且受植物種類、生長條件影響大；⑤局限性：植物修復受植物吸收能力限制，且可能存在植物生長緩慢、生物量有限的問題；微生物修復受土壤環(huán)境（pH、溫度、濕度、氧氣等）和微生物本身活性限制。五、論述題1.論述將轉(zhuǎn)基因生物應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在提高資源利用效率方面的潛力，并分析其可能帶來的環(huán)境風險。解析思路：先論述轉(zhuǎn)基因技術(shù)在節(jié)水、節(jié)肥、抗逆等方面的潛力，再分析其可能的環(huán)境風險，如基因漂流、非目標效應、生態(tài)平衡等。答：將轉(zhuǎn)基因生物應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在提高資源利用效率方面具有顯著潛力。首先，通過基因工程培育抗除草劑、抗蟲、抗病、抗逆（如干旱、鹽堿）的轉(zhuǎn)基因作物，可以減少農(nóng)藥、除草劑的使用量，降低勞動成本，提高土地利用率，并減少化學品對環(huán)境的污染。其次，培育具有更高營養(yǎng)價值和更優(yōu)利用率的作物品種（如富含維生素的黃金大米），可以直接提高農(nóng)產(chǎn)品的利用效率。此外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在牧草、飼料作物中的應用，有助于提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)效率和飼料轉(zhuǎn)化率。然而，轉(zhuǎn)基因作物的應用也伴隨著潛在的環(huán)境風險。一是基因漂流風險，轉(zhuǎn)基因作物的基因可能通過花粉傳播給野生近緣種，導致基因污染，可能改變野生種的遺傳多樣性或產(chǎn)生具有競爭力的“超級雜草”。二是非目標生物風險，即轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生的抗性性狀（如抗蟲蛋白）可能對非目標生物（如益蟲、天敵）產(chǎn)生直接或間接的負面影響。三是可能對生態(tài)系統(tǒng)平衡造成未知影響，例如，長期單一種植轉(zhuǎn)基因作物可能改變農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。四是存在潛在的食品安全問題，盡管目前科學界普遍認為已批準的轉(zhuǎn)基因食品是安全的，但公眾擔憂和長期影響研究仍需持續(xù)關注。2.結(jié)合具體實例，論述生物技術(shù)在生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建中的應用價值。解析思路：從物種恢復、生態(tài)功能重建、監(jiān)測評估等方面展開，結(jié)合具體實例說明生物技術(shù)的應用。答：生物技術(shù)在生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建中扮演著至關重要的角色，其應用價值體現(xiàn)在多個方面。首先，在物種恢復方面，生物技術(shù)可用于瀕危物種的保護和繁育。例如，利用DNA技術(shù)進行物種鑒定和遺傳多樣性分析，為制定保護策略提供依據(jù)；利用克隆技術(shù)（如大熊貓的體細胞克?。┩炀葹l危個體；利用體外受精、人工授精、胚胎移植等技術(shù)進行瀕危物種的繁殖；利用基因工程改良瀕危物種的抗病性或適應性。其次，在生態(tài)功能重建方面，生物技術(shù)可用于污染土壤和水體的修復。例如，通過基因工程改造微生物，使其能夠高效降解石油烴或重金屬，進行生物修復；利用植物修復技術(shù)，種植特定的超富集植物來移除土壤中的污染物。此外，生物技術(shù)還可用于植被恢復，通過組織培養(yǎng)技術(shù)快速繁殖稀有植物種苗，用于退化生態(tài)系統(tǒng)的植被重建。再次，在監(jiān)測評估方面，生物技術(shù)提供了強大的工具。例如，利用環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)可以在不干擾生態(tài)系統(tǒng)的情況下，監(jiān)測珍稀或隱秘物種的存在與分布，評估恢復效果；利用生物傳感器監(jiān)測水體或土壤中的污染物濃度，實時評估環(huán)境質(zhì)量。最后，生物信息學在生態(tài)系統(tǒng)恢復中也發(fā)揮重要作用，通過分析大量生態(tài)和遺傳數(shù)據(jù)，預測物種相互作用和生態(tài)系統(tǒng)演替趨勢，為恢復策略提供科學指導。綜上所述，生物技術(shù)為生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建提供了強大的技術(shù)支撐，有助于加速生態(tài)系統(tǒng)的恢復進程，提升其穩(wěn)定性和服務功能。六、案例分析題某河流受到間歇性石油泄漏污染，導致水質(zhì)惡化，影響下游生態(tài)系統(tǒng)。請設計一個