2025年大學《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——植物基因調(diào)控在環(huán)境逆境中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.植物在感知干旱脅迫的初期，細胞內(nèi)積累的、能顯著提高細胞滲透勢的重要小分子物質(zhì)是？A.脫水素B.甘露醇C.脫落酸D.滲透調(diào)節(jié)蛋白2.下列哪種轉(zhuǎn)錄因子家族通常不直接結(jié)合DNA上的特定序列，而是通過與其他轉(zhuǎn)錄因子相互作用來調(diào)控下游基因表達？A.bZIPB.MYBC.C2H2鋅指D.酪氨酸激酶受體3.在植物響應(yīng)鹽脅迫的過程中，乙烯信號通路中的哪種激素（或其合成前體）能夠抑制鹽脅迫誘導的氣孔關(guān)閉？A.赤霉素B.脫落酸C.水楊酸D.乙烯4.ChIP-seq技術(shù)主要用于研究？A.mRNA的表達水平B.蛋白的翻譯后修飾C.DNA序列的變異D.轉(zhuǎn)錄因子與其靶基因啟動子的相互作用5.下列哪項技術(shù)通常被用于精確地對基因組特定位點進行編輯，以插入、刪除或修改DNA序列？A.基因槍法B.轉(zhuǎn)座子插入突變C.CRISPR/Cas9系統(tǒng)D.RNA干擾6.熱激蛋白（HSP）在植物應(yīng)對高溫脅迫中發(fā)揮重要作用，其主要功能不包括？A.參與蛋白質(zhì)正確折疊B.清除受損蛋白質(zhì)C.直接合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)D.保護細胞器結(jié)構(gòu)完整性7.植物在受到病原菌侵染后，會激活多種防御反應(yīng)，其中水楊酸（SA）信號通路通常在哪種類型的防御反應(yīng)中起核心作用？A.誘導系統(tǒng)性獲得性抗性（SAR）B.觸發(fā)快速過敏反應(yīng)C.促進光呼吸作用D.抑制生長以積累防御物質(zhì)8.低溫脅迫下，植物體內(nèi)會合成多種抗凍蛋白，其主要作用機制是？A.降低細胞內(nèi)大分子物質(zhì)的溶解度B.直接提高細胞膜的流動性C.降低細胞液的冰點，防止細胞內(nèi)結(jié)冰D.增強線粒體呼吸作用產(chǎn)熱9.下列關(guān)于植物基因工程改良抗逆性的敘述，錯誤的是？A.可以將已知的抗逆基因?qū)肽繕俗魑顱.可以通過基因編輯技術(shù)提高作物的抗逆性C.轉(zhuǎn)基因作物可能存在環(huán)境風險，需要嚴格評估D.分子標記輔助育種技術(shù)屬于基因工程范疇10.植物細胞在感知到環(huán)境脅迫信號后，信號從細胞膜向細胞核的傳遞過程中，第二信使分子（如鈣離子、赤霉素）的作用主要是？A.直接替代轉(zhuǎn)錄因子進入核內(nèi)B.激活核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子或相關(guān)激酶C.作為mRNA的運輸載體D.直接調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)二、填空題（每空1分，共10分）1.植物通過______、______和______等主要途徑感知環(huán)境溫度的變化。2.乙烯responsivefactor(ERF)轉(zhuǎn)錄因子家族在響應(yīng)多種生物和非生物脅迫中發(fā)揮著重要作用，它們通常被______信號通路激活。3.ABA作為重要的脅迫激素，其合成在脅迫條件下主要在______和______中完成。4.活性氧（ROS）既是脅迫的信號分子，其過量積累又會造成氧化損傷，植物細胞內(nèi)存在______和______兩大抗氧化系統(tǒng)來清除ROS。5.通過基因工程手段將抗蟲基因（如Bt基因）導入作物，使其產(chǎn)生______蛋白，直接抑制昆蟲消化道的功能。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.植物激素2.轉(zhuǎn)錄因子3.信號轉(zhuǎn)導4.基因沉默5.抗逆性四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述植物感知干旱脅迫的主要初階信號及其在細胞內(nèi)的傳遞過程。2.簡述植物中一個典型的脅迫響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子（如bZIP或MYB類）如何調(diào)控下游基因表達。3.簡述利用分子標記輔助選擇（MAS）技術(shù)改良植物抗逆性的基本原理。4.簡述活性氧（ROS）在植物環(huán)境脅迫響應(yīng)中可能扮演的雙重角色。五、論述題（每題10分，共20分）1.詳細闡述植物在響應(yīng)鹽脅迫和干旱脅迫時，轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可能存在的異同點。2.論述基因編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas9）在提高作物抗逆性研究中的應(yīng)用潛力和面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.D4.D5.C6.C7.A8.C9.D10.B二、填空題1.光照變化，溫度變化，重力變化2.乙烯3.保衛(wèi)細胞，根4.非酶促，酶促5.毒素蛋白三、名詞解釋1.植物激素：指植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運送到作用部位，對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著影響的微量化學物質(zhì)。2.轉(zhuǎn)錄因子：是一類能夠結(jié)合到特定DNA序列（順式作用元件）上，并能調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄活性的蛋白質(zhì)。3.信號轉(zhuǎn)導：指細胞外信號被細胞受體識別后，通過一系列分子事件逐級傳遞，最終在細胞內(nèi)引發(fā)特定生理或生化的響應(yīng)過程。4.基因沉默：指基因的表達水平降低甚至完全抑制的現(xiàn)象，常通過DNA甲基化或RNA干擾等機制實現(xiàn)。5.抗逆性：指植物在不良環(huán)境條件下（如干旱、鹽堿、高溫、低溫、病蟲害等）維持正常生長發(fā)育甚至完成生命周期的能力。四、簡答題1.植物感知干旱脅迫的主要初階信號是細胞水分虧缺導致的膨壓下降。感受器通常位于細胞膜表面，如離子通道。信號在細胞內(nèi)的傳遞過程可能涉及：①胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度升高，作為第二信使；②膜電位變化，影響離子（如K+、H+）跨膜運輸，改變細胞內(nèi)滲透勢；③ABA合成增加并運輸?shù)阶饔貌课?；④磷脂酰肌醇通路激活等，最終將水分脅迫信號傳遞至細胞核，激活下游的響應(yīng)基因表達。2.以bZIP類轉(zhuǎn)錄因子為例，其感知脅迫信號后可能發(fā)生磷酸化修飾而改變活性或構(gòu)象。活化的bZIP轉(zhuǎn)錄因子進入細胞核后，識別并結(jié)合到靶基因啟動子區(qū)域特定的DNA序列（如CACGTG盒，即CAAT盒）。通過與其它轉(zhuǎn)錄因子或輔因子形成復合物，促進或抑制RNA聚合酶II的招募和轉(zhuǎn)錄起始，從而調(diào)控下游脅迫響應(yīng)基因（如抗脫水蛋白、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)合成酶基因等）的表達。3.利用分子標記輔助選擇（MAS）技術(shù)改良植物抗逆性的基本原理是：首先，鑒定與目標抗逆性狀緊密連鎖的分子標記；然后，在早期（如種子或幼苗階段）不表現(xiàn)抗逆性的個體中，利用這些分子標記進行篩選；最后，選擇攜帶目標抗逆基因（通過分子標記間接確認）的個體進行后續(xù)育種，從而加速了抗逆優(yōu)良品種的選育進程，克服了傳統(tǒng)育種方法中表型選擇周期長、性狀與基因不明確等缺點。4.活性氧（ROS）在植物環(huán)境脅迫響應(yīng)中可能扮演的雙重角色：一方面，作為重要的信號分子，低濃度的ROS（如H2O2）可以參與脅迫信號的傳遞和放大，激活下游的防御響應(yīng)基因表達，誘導植物產(chǎn)生適應(yīng)性變化；另一方面，當脅迫強度過大或持續(xù)時間過長時，ROS會大量積累，超過植物抗氧化系統(tǒng)的清除能力，導致脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)變性、DNA損傷等，對細胞結(jié)構(gòu)和功能造成氧化損傷，加劇脅迫危害。五、論述題1.植物響應(yīng)鹽脅迫和干旱脅迫的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)存在異同點。相同點可能包括：①都涉及關(guān)鍵的脅迫激素如ABA的合成和信號轉(zhuǎn)導，ABA能調(diào)控大量下游抗逆基因的表達；②都涉及一系列核心轉(zhuǎn)錄因子家族（如bZIP,MYB,NAC,WRKY等）的激活，它們協(xié)同調(diào)控共同或不同的下游基因集；③都涉及滲透調(diào)節(jié)基因（如脯氨酸、糖類合成酶基因）、酶促防御基因（如抗氧化酶基因）的表達上調(diào)。不同點可能體現(xiàn)在：①初階信號感受不同（鹽脅迫主要感受離子失衡和滲透脅迫，干旱脅迫主要感受膨壓下降）；②核心信號通路側(cè)重點不同（干旱脅迫ABA信號通路尤為關(guān)鍵，鹽脅迫除ABA外，還涉及鹽脅迫特有的信號分子如OST1/SnRK2）；③部分轉(zhuǎn)錄因子家族的激活程度或作用模式有差異（如DREB/CBF轉(zhuǎn)錄因子主要參與冷/干旱響應(yīng)，而bZIP轉(zhuǎn)錄因子在鹽脅迫中可能更側(cè)重于離子平衡調(diào)節(jié)）；④下游調(diào)控的具體基因集合存在顯著差異（鹽脅迫下可能更多上調(diào)離子轉(zhuǎn)運蛋白基因以排鹽或維持離子平衡，干旱脅迫下可能更多上調(diào)脫水素、LEA蛋白等抗脫水蛋白基因）。2.基因編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas9）在提高作物抗逆性研究中的應(yīng)用潛力巨大，主要體現(xiàn)在：①精確性高，可在基因組特定位置進行定點編輯（插入、刪除、替換），實現(xiàn)對目標基因的精確修飾或敲除；②效率高，相比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，基因編輯效率通常更高，操作更簡便；③脫靶效應(yīng)相對可控，通過優(yōu)化gRNA設(shè)計可降低非目標位點編輯風險；④可修飾內(nèi)源基因，無需外源基因?qū)耄赡芙档凸妼D(zhuǎn)基因作物的接受度；⑤技術(shù)靈活，可用于激活或沉默內(nèi)源基因，構(gòu)建嵌合基因，甚至引入新的功能元件。然而，其面臨諸多