2025年大學《生物技術》專業(yè)題庫——遺傳工程在農(nóng)業(yè)改良中的作用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪項不是遺傳工程中常用的限制性內(nèi)切酶的主要功能？A.切割DNA分子特定序列B.連接不同的DNA片段C.保護DNA分子不被降解D.識別并切割RNA分子2.在構建基因表達載體時，為了使目的基因能在宿主細胞中穩(wěn)定存在和表達，通常需要包含哪些元件？（多選）A.目的基因本身B.啟動子C.終止子D.標記基因E.運載體骨架3.利用蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis)殺蟲蛋白基因(Bt基因)改良棉花，使其獲得抗棉鈴蟲能力，這種棉花通常被稱為？A.雜交棉B.誘變棉C.抗蟲棉D.豐產(chǎn)棉4.基因槍轉化法屬于哪種類型的基因轉移技術？A.間接轉化法B.直接轉化法C.生物轉化法D.化學轉化法5.轉基因作物可能帶來的環(huán)境風險之一是？A.提高作物自身毒性B.導致土壤板結C.基因漂流到近緣野生種，影響生態(tài)平衡D.降低作物養(yǎng)分含量6.“黃金大米”之所以呈現(xiàn)黃色，主要是因為通過遺傳工程引入了能夠合成哪種色素的基因？A.葉綠素B.胡蘿卜素C.葉黃素D.花青素7.對轉基因生物進行安全評價時，通常需要考慮哪些方面？（多選）A.肖定性與環(huán)境安全性B.食用安全性（毒理學、過敏性）C.經(jīng)濟可行性D.社會倫理接受度E.轉化效率8.下列哪種技術通常被認為是比傳統(tǒng)遺傳工程更具精準性的基因修飾方法？A.基因槍轉化B.RNA干擾(RNAi)C.CRISPR-Cas9基因編輯D.農(nóng)桿菌介導轉化9.農(nóng)業(yè)上利用遺傳工程改良作物抗除草劑特性的主要目的是？A.減少對除草劑的依賴，簡化田間管理B.增加作物對土壤養(yǎng)分的吸收C.提高作物的光合作用效率D.使作物具有特殊的營養(yǎng)價值10.公眾對于轉基因作物的擔憂主要集中在哪些方面？（多選）A.對人類健康的潛在危害B.對生物多樣性的負面影響C.種子公司的壟斷和農(nóng)民的權益問題D.基因技術的成本過高二、簡答題1.簡述利用遺傳工程改良作物抗病性的基本原理和主要步驟。2.簡述農(nóng)桿菌介導轉化法將外源基因導入植物細胞的原理。3.簡述轉基因作物可能帶來的社會經(jīng)濟影響。4.簡述什么是基因漂流，并說明其在農(nóng)業(yè)生物安全方面的潛在風險。5.簡述啟動子在基因表達載體中的作用。三、論述題1.論述遺傳工程技術在提高農(nóng)作物產(chǎn)量方面的主要應用途徑及其面臨的挑戰(zhàn)。2.論述基因編輯技術（如CRISPR）相比傳統(tǒng)遺傳工程在農(nóng)業(yè)應用中可能帶來的優(yōu)勢，并分析其潛在的應用前景。3.探討轉基因作物引發(fā)的主要倫理爭議，并嘗試分析如何平衡科技發(fā)展與公眾關切。四、實驗設計題設計一個基本的實驗方案，旨在利用基因工程方法提高某種特定作物（如小麥）的抗旱能力。請簡要說明實驗的目的、所需的關鍵基因或技術、主要實驗步驟、以及預期結果和可能的篩選方法。試卷答案一、選擇題1.D2.A,B,C,D,E3.C4.B5.C6.B7.A,B,D8.C9.A10.A,B,C二、簡答題1.原理：通過將具有抗病性的基因（如抗病毒基因、抗真菌基因）導入易感作物中，使作物獲得抵抗特定病原體侵襲的能力。步驟：(1)獲取目的抗病基因；(2)構建抗病基因表達載體（含目的基因、啟動子、標記基因等）；(3)將表達載體導入作物細胞（轉化）；(4)篩選和鑒定抗病轉化細胞/植株（如通過抗性篩選、PCR檢測）；(5)獲得抗病轉基因植株并進行田間試驗和性狀鑒定。2.原理：利用根癌農(nóng)桿菌（Agrobacteriumtumefaciens）的自然轉化能力。其質粒上的T-DNA區(qū)域可以被轉移并整合到植物基因組中。通過構建含有目的基因的T-DNA載體，當農(nóng)桿菌侵染植物傷口細胞時，T-DNA便攜帶目的基因進入植物細胞并整合到其染色體上，從而實現(xiàn)基因轉移。3.經(jīng)濟影響：可能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)民收入（降低成本、提高產(chǎn)量），但也可能加劇種子市場集中度，增加中小農(nóng)戶對大型種業(yè)公司的依賴?？赡苡绊憞H貿(mào)易格局，引發(fā)貿(mào)易爭端（如“生物壁壘”）。社會影響：可能改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)方式和農(nóng)民技能需求，引發(fā)就業(yè)結構變化。對消費者而言，可能影響食品選擇和消費觀念（尤其對GMO食品）。倫理影響：引發(fā)關于“扮演上帝”、自然倫理、食物安全、長期未知風險的擔憂。4.基因漂流：指轉基因作物的基因（通常是抗性基因）通過花粉傳播，轉移到同種或近緣的野生植物中，使其獲得該轉基因性狀的過程。潛在風險：(1)可能導致野生植物產(chǎn)生抗除草劑或抗蟲性狀，使雜草或害蟲產(chǎn)生抗性，增加防治難度；(2)可能通過雜交影響近緣野生種的遺傳多樣性或生態(tài)位；(3)可能對非目標生物（如傳粉昆蟲）產(chǎn)生影響。5.作用：啟動子是位于基因上游的特定DNA序列，能夠被植物細胞內(nèi)的RNA聚合酶識別和結合，啟動基因的轉錄過程。它是調控基因表達的關鍵元件，決定了基因在特定時間、特定組織或細胞中的表達水平。三、論述題1.應用途徑：(1)抗病蟲改良：通過轉入抗蟲、抗病基因（如Bt基因）減少農(nóng)藥使用，提高產(chǎn)量；(2)抗逆性改良：轉入抗旱、耐鹽、耐寒等基因，擴大種植區(qū)域，穩(wěn)定產(chǎn)量；(3)耐除草劑改良：轉入抗除草劑基因，方便田間管理，減少耕作次數(shù)；(4)品質改良相關：通過基因工程手段提高營養(yǎng)成分（如維生素、蛋白質含量）、改善加工特性、延長貨架期等，間接或直接影響產(chǎn)量潛力。面臨的挑戰(zhàn)：(1)技術挑戰(zhàn)：轉化效率有待提高，尤其對某些作物；基因編輯的精準性和脫靶效應需進一步控制；環(huán)境條件適應性需優(yōu)化。(2)環(huán)境風險：基因漂流對生態(tài)系統(tǒng)的影響；抗性基因的演化（如害蟲/雜草產(chǎn)生抗性）。(3)社會經(jīng)濟與倫理問題：公眾接受度低；監(jiān)管政策復雜；種子壟斷與農(nóng)民權益；倫理爭議。(4)成本問題：研發(fā)和制種成本較高，可能增加農(nóng)民負擔。2.優(yōu)勢：(1)精準性高：可對基因組特定位點進行精確修飾，無需攜帶額外的大片段載體，編輯效率高；(2)方便高效：操作相對簡單，可同時編輯多個基因；(3)可逆性：理論上可通過編輯修復基因，實現(xiàn)“基因治療”或可逆性狀調控；(4)應用潛力廣泛：不僅可用于插入基因，也可用于敲除、修正現(xiàn)有基因，適用于多種作物和復雜性狀改良。應用前景：可用于培育高產(chǎn)、優(yōu)質、多抗、適應氣候變化的新品種；可用于基礎研究，幫助理解基因功能和作物生長發(fā)育規(guī)律；有望在糧食安全、可持續(xù)農(nóng)業(yè)和生物能源等領域發(fā)揮重要作用。3.主要倫理爭議：(1)“自然”與“安全”擔憂：擔心干預自然規(guī)律，長期食用GMO食品的安全性未知；擔心對生態(tài)環(huán)境造成不可預見的破壞。(2)“扮演上帝”與生命倫理：認為人類無權改變生物遺傳密碼，存在倫理風險。(3)生物多樣性喪失：擔心GMO作物取代傳統(tǒng)品種，導致遺傳多樣性減少；擔心基因漂流影響野生種。(4)經(jīng)濟與公平問題：擔心種子公司壟斷，小農(nóng)戶利益受損；擔心GMO作物與有機農(nóng)業(yè)的公平競爭問題。(5)透明度與知情權：擔心GMO食品標簽不明確，消費者缺乏知情選擇權。平衡之道：(1)加強科學研究與風險評估，確保GMO的安全性；(2)建立健全的法律法規(guī)和監(jiān)管體系，明確責任；(3)加強公眾科普宣傳，提高公眾科學素養(yǎng)和理解度；(4)鼓勵利益相關方（政府、企業(yè)、農(nóng)民、公眾）參與決策過程，保障公眾參與權；(5)推動可持續(xù)發(fā)展，將GMO技術作為多種農(nóng)業(yè)策略的一部分，而非唯一解決方案。四、實驗設計題目的：獲得能夠耐受干旱脅迫的轉基因小麥植株。關鍵基因/技術：(1)選擇一個已知的與抗旱性相關的基因，例如小麥自身的DREB1/CBF轉錄因子基因，或來自其他物種（如擬南芥、擬草履蟲）的保守干旱響應基因；(2)基因表達載體：構建包含目的抗旱基因、合適的啟動子（如組成型啟動子CaMV35S或干旱誘導型啟動子）、標記基因（如抗除草劑基因用于篩選）和終止子的表達載體。主要實驗步驟：1.獲取小麥原生質體：選用適宜的小麥品種，通過酶解法（如纖維素酶、果膠酶）分離獲得單細胞原生質體。2.基因轉化：采用基因槍法，將制備好的基因表達載體DNA微球粒轟擊到小麥原生質體上，或采用農(nóng)桿菌介導轉化法，將含有目的基因的農(nóng)桿菌菌株侵染小麥愈傷組織或幼胚等易感染材料。3.再生植株：將轉化后的原生質體通過培養(yǎng)再生出完整的植株（通過細胞培養(yǎng)和器官發(fā)生途徑），或誘導農(nóng)桿菌轉化的材料分化再生植株。同時設置未經(jīng)轉化的空白對照。4.篩選與鑒定：(1)利用標記基因（如噴灑特定除草劑）篩選出成功轉化的細胞或植株；(2)通過PCR或SouthernBlotting等技術檢測轉基因植株中目的