2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——生物技術(shù)在環(huán)境評估領(lǐng)域中的作用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)）1.在環(huán)境評估中，用于檢測水體中低濃度持久性有機污染物（POPs）的生物標記物，最常利用的技術(shù)是（）。A.顯微鏡形態(tài)學(xué)觀察B.傳統(tǒng)生化指標（如酶活性、組織病理學(xué)）分析C.基因芯片檢測D.宏基因組測序2.下列哪項技術(shù)通常不直接用于環(huán)境樣品中特定基因或DNA片段的擴增？（）A.聚合酶鏈式反應(yīng)（PCR）B.基因芯片雜交C.數(shù)字PCRD.限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）分析3.生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的主要優(yōu)勢之一是（）。A.可檢測多種非特異性污染物B.通常成本極高C.響應(yīng)速度快，可進行實時監(jiān)測D.只適用于實驗室環(huán)境分析4.利用植物修復(fù)重金屬污染土壤時，主要利用的是植物體的哪種能力？（）A.強烈的呼吸作用吸收污染物B.抗逆性生長在污染環(huán)境中C.篩管運輸和積累污染物D.分泌有機酸直接降解重金屬5.環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)主要用于（）。A.檢測水體中的病原微生物B.評估水生生物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性C.分析土壤中的重金屬形態(tài)D.監(jiān)測空氣中的顆粒物成分6.在進行生態(tài)毒理學(xué)測試時，選擇指示物種的主要依據(jù)是（）。A.物種的經(jīng)濟價值高低B.物種的分布范圍是否廣泛C.物種對特定污染物的敏感性和反應(yīng)特征D.物種的繁殖速度是否快7.下列哪項不屬于微生物強化修復(fù)（生物修復(fù)）技術(shù)的范疇？（）A.引入高效降解污染物的外來微生物B.通過基因工程改造現(xiàn)有微生物以提高其修復(fù)能力C.抑制或去除土壤中的有益微生物D.利用植物-微生物共生體系促進修復(fù)8.基因芯片技術(shù)用于環(huán)境評估時，其主要功能是（）。A.檢測環(huán)境樣品中特定蛋白質(zhì)的表達水平B.同時檢測環(huán)境樣品中多種目標基因或核酸片段的存在與豐度C.直接測量環(huán)境樣品的物理化學(xué)參數(shù)D.培養(yǎng)環(huán)境樣品中的微生物進行計數(shù)9.PCR技術(shù)在環(huán)境生物監(jiān)測中的局限性之一是（）。A.靈敏度不夠高B.操作復(fù)雜，耗時較長C.只能檢測已知的目標序列D.易受環(huán)境樣品中抑制劑的影響10.評估一個生物技術(shù)方法在環(huán)境監(jiān)測中適用性的關(guān)鍵因素包括（）。A.技術(shù)的靈敏度、特異性、準確性和重現(xiàn)性B.技術(shù)的成本效益C.是否有相應(yīng)的標準和規(guī)范D.以上所有因素二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.利用生物體（如植物、微生物）的生理、生化和形態(tài)學(xué)變化來評估環(huán)境質(zhì)量狀況的技術(shù)稱為________。2.能夠指示環(huán)境質(zhì)量變化或特定污染存在的生物體被稱為________。3.宏基因組學(xué)是通過直接測序環(huán)境樣品中所有微生物的總DNA，以研究其群落結(jié)構(gòu)、功能潛力及與環(huán)境相互作用的學(xué)科，它為________評估提供了新途徑。4.生物傳感器通常由________（生物敏感元件）和________（轉(zhuǎn)換元件）兩部分組成。5.基于植物修復(fù)能力的生物修復(fù)技術(shù)主要包括________修復(fù)和________修復(fù)。6.在環(huán)境風險評估中，生物技術(shù)可以用于預(yù)測污染物對生態(tài)系統(tǒng)可能產(chǎn)生的________和________。7.DNA條形碼技術(shù)在生物多樣性評估中，主要用于區(qū)分不同物種，尤其適用于________的鑒定。8.基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）在環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點之一是開發(fā)具有更強環(huán)境修復(fù)能力的________。9.將生物技術(shù)方法應(yīng)用于實際環(huán)境監(jiān)測項目時，必須考慮其________、可靠性和________。10.利用分子標記技術(shù)（如微衛(wèi)星、AFLP）分析環(huán)境樣品中生物的遺傳多樣性，有助于揭示環(huán)境污染對生物________的影響。三、名詞解釋（每小題4分，共16分）1.生物標志物（Biomarker）2.指示物種（IndicatorSpecies）3.環(huán)境DNA（eDNA）4.生物修復(fù)（Bioremediation）四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述PCR技術(shù)在環(huán)境污染物檢測中的基本原理及其主要應(yīng)用。2.與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法相比，生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測方面有哪些顯著優(yōu)點？3.簡述利用植物進行土壤重金屬污染修復(fù)的主要機制。4.在進行環(huán)境生物多樣性評估時，使用環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)的優(yōu)勢是什么？五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述生物技術(shù)在預(yù)測和評估化學(xué)污染物生態(tài)毒效應(yīng)方面的作用和局限性。2.結(jié)合實例，論述將一種新興生物技術(shù)（如宏基因組學(xué)、基因編輯技術(shù)等）應(yīng)用于解決實際環(huán)境問題的潛力和挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.C5.B6.C7.C8.B9.C10.D二、填空題1.生物監(jiān)測2.指示物種3.微生物群落結(jié)構(gòu)4.生物敏感元件；轉(zhuǎn)換元件5.植物修復(fù)；微生物修復(fù)6.暴露；影響7.微小或難以觀測8.微生物9.適用性；可行性10.遺傳三、名詞解釋1.生物標志物（Biomarker）：指能夠指示生物體暴露于特定環(huán)境壓力、生物學(xué)效應(yīng)或健康狀況變化的可測量的生物特征（如分子、細胞、個體水平的表現(xiàn)形式）。在環(huán)境評估中，常用于監(jiān)測污染物的直接或間接影響，或評估生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。2.指示物種（IndicatorSpecies）：指對環(huán)境變化（特別是水質(zhì)、土壤條件或污染狀況）敏感，其存在、豐度、分布或生理狀態(tài)能反映特定環(huán)境質(zhì)量或特定污染物的生物物種。這類物種常被用于環(huán)境監(jiān)測和生態(tài)評估中。3.環(huán)境DNA（eDNA）：指從環(huán)境中（如水體、土壤、空氣）釋放出來的生物體游離的DNA。通過檢測環(huán)境樣品中的eDNA，可以間接推斷樣品中存在或曾經(jīng)存在過的生物物種，從而用于生物多樣性調(diào)查、物種監(jiān)測、物種分布圖繪制等環(huán)境評估工作。4.生物修復(fù)（Bioremediation）：指利用生物體（主要是微生物，也包括植物和動物）的代謝活動或其產(chǎn)生的酶，將環(huán)境（如土壤、水體、空氣）中的污染物轉(zhuǎn)化為毒性較低或無毒性的物質(zhì)，或?qū)⑵浣到?、轉(zhuǎn)化、移除的過程，以恢復(fù)環(huán)境質(zhì)量。四、簡答題1.簡述PCR技術(shù)在環(huán)境污染物檢測中的基本原理及其主要應(yīng)用。解析思路：首先回答PCR原理，即特異性地擴增目標DNA片段的體外核酸合成技術(shù)，利用一對引物在DNA聚合酶作用下，沿著模板鏈合成新的互補鏈。然后回答主要應(yīng)用，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測場景說明，如檢測污染物相關(guān)的基因片段（病原體、轉(zhuǎn)基因成分）、檢測指示生物的特定基因、構(gòu)建基因芯片檢測多種污染物標志物等。答案要點：PCR（聚合酶鏈式反應(yīng)）原理是利用DNA聚合酶在體外特異性擴增目標DNA片段。通過設(shè)置與目標序列兩端互補的引物，在高溫變性、低溫退火、中溫延伸的循環(huán)作用下，實現(xiàn)DNA的指數(shù)級擴增。在環(huán)境監(jiān)測中，主要應(yīng)用包括：檢測水體、土壤等環(huán)境介質(zhì)中特定病原微生物的基因；檢測環(huán)境中轉(zhuǎn)基因生物的DNA片段；利用基因芯片技術(shù)同時檢測多種環(huán)境污染物相關(guān)的生物標志物基因等。2.與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法相比，生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測方面有哪些顯著優(yōu)點？解析思路：對比物理化學(xué)方法（如色譜、光譜、電化學(xué)分析等）的缺點，引出生物傳感器的優(yōu)勢。從靈敏度、選擇性、響應(yīng)速度、成本、便攜性、自動化等方面進行闡述。答案要點：生物傳感器相比傳統(tǒng)物理化學(xué)方法，具有顯著優(yōu)點：①靈敏度高，能檢測低濃度污染物；②選擇性好，特異性強，不易受基質(zhì)干擾；③響應(yīng)速度快，可實現(xiàn)實時或近實時監(jiān)測；④成本相對較低，部分傳感器可小型化、便攜化；⑤操作簡便，易于集成化，可用于在線或現(xiàn)場監(jiān)測。3.簡述利用植物進行土壤重金屬污染修復(fù)的主要機制。解析思路：概括植物修復(fù)的兩種主要方式，然后分別詳細解釋每種方式的作用機制。植物提?。╬hytoextraction）側(cè)重吸收積累，植物穩(wěn)定（phytostabilization）側(cè)重降低生物有效性和遷移性。答案要點：植物修復(fù)利用超富集植物或普通植物來去除土壤中的重金屬。主要機制包括：①植物提?。≒hytoextraction）：某些植物能從土壤中吸收并積累高濃度的重金屬元素，通過收獲植物部分或整株植株，將污染物從污染土壤中移除。②植物穩(wěn)定（Phytostabilization）：一些植物能夠降低土壤中重金屬的溶解度或生物有效性，或通過與重金屬結(jié)合形成穩(wěn)定復(fù)合物，抑制其在土壤剖面中的遷移，從而降低污染風險。③植物揮發(fā)（Phytovolatilization）：少數(shù)植物能將某些揮發(fā)性重金屬（如汞）吸收后，通過葉片蒸騰作用釋放到大氣中。④植物誘導(dǎo)溶解（Phytodissolution）：某些植物能分泌有機酸等物質(zhì)，增加重金屬的溶解度，以便于后續(xù)的植物提取。4.在進行環(huán)境生物多樣性評估時，使用環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)的優(yōu)勢是什么？解析思路：從評估對象（微小/隱秘/滅絕物種）、效率（成本/時間）、可達性（偏遠/采樣困難環(huán)境）、非干擾性等方面說明eDNA技術(shù)的優(yōu)勢。答案要點：環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)在環(huán)境生物多樣性評估中具有顯著優(yōu)勢：①可檢測微小、隱秘或已滅絕的物種，如體型微小的無脊椎動物、水下難以直接觀測的物種、已滅絕但殘留eDNA的物種；②采樣相對簡單、快速，成本可能低于傳統(tǒng)的標本采集和實驗室鑒定，尤其適用于大規(guī)模、多點或重復(fù)性的監(jiān)測；③可通過水樣或土壤樣進行檢測，無需進入難以到達的偏遠地區(qū)或危險環(huán)境；④非侵入性，對目標生物無干擾；⑤結(jié)合高通量測序技術(shù)，能一次性評估樣品中多個物種的豐度和多樣性。五、論述題1.論述生物技術(shù)在預(yù)測和評估化學(xué)污染物生態(tài)毒效應(yīng)方面的作用和局限性。解析思路：首先論述生物技術(shù)的作用，可以分點說明不同技術(shù)（分子、細胞、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)水平）如何幫助預(yù)測和評估毒性。其次，論述其局限性，包括模型簡化、實驗條件與野外差異、倫理問題、成本與可行性等。答案要點：生物技術(shù)在預(yù)測和評估化學(xué)污染物生態(tài)毒效應(yīng)方面發(fā)揮著重要作用：①分子水平：利用分子標記物、基因表達譜分析等，揭示污染物對生物體分子層面的影響，預(yù)測早期生物效應(yīng)。②細胞水平：通過體外細胞模型（如細胞毒性測試），快速篩選化合物的毒性潛力。③個體水平：進行急性或慢性毒性實驗，評估污染物對生物個體生長、發(fā)育、繁殖、行為和生存的影響。④種群/群落水平：利用微宇宙實驗或野外調(diào)查，研究污染物對生物種群數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)和功能的影響。⑤生態(tài)系統(tǒng)水平：構(gòu)建生態(tài)毒理模型，模擬污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化和累積規(guī)律，預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)整體效應(yīng)。局限性包括：①多數(shù)實驗在受控條件下進行，模型簡化，難以完全模擬復(fù)雜的野外環(huán)境因素交互作用；②實驗室結(jié)果與野外實際情況可能存在差異；③部分研究涉及動物實驗，存在倫理爭議；④高通量篩選和長期生態(tài)風險評估技術(shù)成本高、難度大；⑤對非目標生物的間接影響和累積效應(yīng)評估不足。2.結(jié)合實例，論述將一種新興生物技術(shù)（如宏基因組學(xué)、基因編輯技術(shù)等）應(yīng)用于解決實際環(huán)境問題的潛力和挑戰(zhàn)。解析思路：選擇一種技術(shù)（如宏基因組學(xué)），首先闡述其基本原理及其在環(huán)境領(lǐng)域的潛在應(yīng)用方向。然后結(jié)合具體實例（如污染治理、微生物群落研究），論述其解決實際環(huán)境問題的潛力。接著，分析該技術(shù)在應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)，如技術(shù)成熟度、數(shù)據(jù)處理、成本、倫理法規(guī)等。答案要點：以宏基因組學(xué)為例：①宏基因組學(xué)原理：通過直接測序環(huán)境樣品（如土壤、水體）中所有微生物的總DNA，無需培養(yǎng)即可研究其中的微生物群落結(jié)構(gòu)、功能基因多樣性和代謝潛力。②潛力與應(yīng)用：可發(fā)掘新的、高效的污染物降解菌或酶用于生物修復(fù)；可了解污染對微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響，評估環(huán)境健康狀況；可