2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——植物生物技術(shù)與轉(zhuǎn)基因研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填入括號內(nèi)，每題2分，共20分）1.下列哪項技術(shù)通常用于獲得大量同一種植物細(xì)胞或組織？A.原生質(zhì)體融合B.基因槍轉(zhuǎn)化C.組織培養(yǎng)D.PCR擴增2.在構(gòu)建植物表達(dá)載體時，選擇合適的啟動子至關(guān)重要，以下哪種啟動子通常用于實現(xiàn)種子特異性表達(dá)？A.CaMV35S啟動子B.胡蘿卜花葉病毒（CaMV）RNA3啟動子C.玉米泛素啟動子D.擬南芥核糖體結(jié)合位點（RBS）3.利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化植物時，Ti質(zhì)粒上的T-DNA區(qū)域最終會整合到植物基因組中，起關(guān)鍵作用的是哪些元件？A.nopaline合成基因和農(nóng)桿菌染色體結(jié)合蛋白B.轉(zhuǎn)化相關(guān)蛋白（Trx）和T-DNA邊界序列（leftandrightborders）C.胞間連絲形成蛋白和生長素合成酶基因D.轉(zhuǎn)錄激活蛋白（Tnt1）和沉默抑制蛋白（SIN）4.CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)中，引導(dǎo)Cas9蛋白識別目標(biāo)DNA序列的關(guān)鍵分子是？A.T-DNAB.載體RNA（vRNA）C.引物鏈（primerstrand）D.反轉(zhuǎn)錄酶5.下列哪種方法不屬于物理方法將外源DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞？A.基因槍法B.農(nóng)桿菌介導(dǎo)法C.電穿孔法D.磁力靶向法6.為了篩選成功導(dǎo)入了抗除草劑基因的轉(zhuǎn)基因植株，培養(yǎng)基中通常會添加？A.適量營養(yǎng)鹽B.特定除草劑C.激素誘導(dǎo)物D.抗生素7.RNA干擾（RNAi）技術(shù)在植物中主要應(yīng)用于？A.提高蛋白質(zhì)合成效率B.使基因沉默，從而研究基因功能C.促進(jìn)外源基因的表達(dá)D.增強植物的光合作用8.植物合成生物學(xué)的主要目標(biāo)是？A.研究植物次生代謝產(chǎn)物的合成途徑B.通過工程化設(shè)計改造植物，使其具備新的或改進(jìn)的性狀C.探索植物細(xì)胞的分化過程d.利用基因編輯技術(shù)治療人類遺傳病9.限制轉(zhuǎn)基因植物應(yīng)用的主要倫理和社會關(guān)切之一是？A.轉(zhuǎn)基因作物可能導(dǎo)致土壤酸化B.轉(zhuǎn)基因作物的營養(yǎng)成分可能降低C.轉(zhuǎn)基因花粉可能對非目標(biāo)生物造成影響（如“花粉漂移”）D.轉(zhuǎn)基因技術(shù)成本過高，發(fā)展中國家難以負(fù)擔(dān)10.生物安全防護(hù)中，處理轉(zhuǎn)基因植物實驗廢棄物的主要目的是？A.促進(jìn)植物快速生長B.提高廢棄物回收率C.防止外源基因擴散，造成生態(tài)風(fēng)險或污染D.降低實驗成本二、填空題（請將答案填入橫線處，每空1分，共15分）1.植物組織培養(yǎng)過程中，通常需要經(jīng)過_________階段、_________階段和_________階段才能獲得完整的植株。2.基因克隆過程中，用于切割DNA分子的工具稱為_________，用于連接DNA片段的工具稱為_________。3.在植物細(xì)胞中，RNA聚合酶II主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄_________。4.利用基因槍轉(zhuǎn)化時，需要將包裹著DNA的_________轟擊到植物細(xì)胞或組織中。5.基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9系統(tǒng)中的“向?qū)NA”（gRNA）由_________和_________兩部分組成。6.植物生物技術(shù)可以用于改良植物的_________、_________、_________等性狀。7.表觀遺傳修飾，如DNA甲基化和組蛋白修飾，雖然不改變DNA序列，但可以影響_________的表達(dá)。三、簡答題（請簡要回答下列問題，每題5分，共20分）1.簡述農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化植物的基本過程。2.簡述PCR技術(shù)的基本原理及其在植物研究中的應(yīng)用。3.簡述轉(zhuǎn)基因植物與基因編輯植物在技術(shù)原理和應(yīng)用上的主要區(qū)別。4.簡述植物生物安全評價需要考慮的主要方面。四、論述題（請結(jié)合所學(xué)知識，深入闡述下列問題，每題10分，共20分）1.論述植物組織培養(yǎng)技術(shù)在現(xiàn)代植物育種和快速繁殖中的重要作用及其局限性。2.論述合成生物學(xué)在改良農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)方面的潛力與面臨的挑戰(zhàn)。---試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.B5.B6.B7.B8.B9.C10.C二、填空題1.愈傷組織、器官發(fā)生、植株再生2.限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶3.mRNA4.微粒（或金粉、二氧化硅顆粒）5.gRNA骨架、間隔序列（或spacer）6.抗性、產(chǎn)量、品質(zhì)7.基因三、簡答題1.簡述農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化植物的基本過程。答：農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化植物的基本過程包括：外源DNA（通常在Ti質(zhì)粒上）通過農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移系統(tǒng)進(jìn)入植物細(xì)胞；T-DNA區(qū)域整合到植物基因組中；T-DNA上的選擇標(biāo)記基因（如抗除草劑基因或抗生素抗性基因）使轉(zhuǎn)化成功的細(xì)胞在選擇性培養(yǎng)基上生長；篩選并培養(yǎng)轉(zhuǎn)化細(xì)胞，最終獲得轉(zhuǎn)基因植株。2.簡述PCR技術(shù)的基本原理及其在植物研究中的應(yīng)用。答：PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)的基本原理是利用一對特異性引物，在DNA聚合酶的作用下，于體外模擬體內(nèi)DNA復(fù)制過程，特異性地擴增目標(biāo)DNA片段。基本步驟包括變性（高溫使DNA雙鏈解開）、退火（低溫使引物與目標(biāo)DNA片段結(jié)合）、延伸（適溫下DNA聚合酶合成新鏈）。PCR技術(shù)在植物研究中的應(yīng)用廣泛，如：基因克隆、檢測植物病原體、分析基因表達(dá)、鑒定植物品種、構(gòu)建基因文庫、進(jìn)行遺傳作圖等。3.簡述轉(zhuǎn)基因植物與基因編輯植物在技術(shù)原理和應(yīng)用上的主要區(qū)別。答：技術(shù)原理上，轉(zhuǎn)基因植物是將外源基因通過物理或化學(xué)方法導(dǎo)入植物基因組中，引入新的遺傳物質(zhì)；而基因編輯植物是利用基因編輯工具（如CRISPR/Cas9）對植物自身的基因組進(jìn)行精確修飾，如敲除、插入、替換或修正特定基因序列，通常不引入外源DNA序列。應(yīng)用上，轉(zhuǎn)基因植物主要用于賦予植物新的性狀（如抗病蟲、抗除草劑、改良品質(zhì)等）；基因編輯植物除了實現(xiàn)類似轉(zhuǎn)基因的改造外，更常用于基因功能研究、定點修正植物中的有害突變、實現(xiàn)更精準(zhǔn)的性狀改良。4.簡述植物生物安全評價需要考慮的主要方面。答：植物生物安全評價主要考慮以下幾個方面：①環(huán)境安全：評估轉(zhuǎn)基因植物是否會對生物多樣性造成威脅（如影響非目標(biāo)生物、形成基因污染、影響生態(tài)系統(tǒng)平衡等）；②食品安全：評估轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品的食用安全性（如營養(yǎng)成分變化、產(chǎn)生新的過敏原、毒性等）；③人類健康：評估接觸或食用轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品對人類健康可能產(chǎn)生的直接或間接影響；④經(jīng)濟與社會影響：評估轉(zhuǎn)基因植物的推廣應(yīng)用對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生計、市場結(jié)構(gòu)、社會觀念等方面可能產(chǎn)生的影響。四、論述題1.論述植物組織培養(yǎng)技術(shù)在現(xiàn)代植物育種和快速繁殖中的重要作用及其局限性。答：植物組織培養(yǎng)技術(shù)是利用植物細(xì)胞的全能性，在無菌條件下通過特定的培養(yǎng)基誘導(dǎo)植物細(xì)胞、組織或器官再生完整植株的技術(shù)。其重要作用體現(xiàn)在：①快速繁殖：尤其對于難繁殖、種子退化或無性系變異的品種，可以通過組織培養(yǎng)實現(xiàn)種苗的快速、大量繁殖，滿足生產(chǎn)需求。②脫毒繁殖：通過莖尖培養(yǎng)等方法可以獲得無病毒的植株，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。③保存種質(zhì)資源：通過超低溫冷凍技術(shù)（cryopreservation）可以長期保存植物種質(zhì)資源，特別是瀕危物種。④單倍體育種：利用花藥或胚珠培養(yǎng)獲得單倍體，可以進(jìn)行染色體加倍，獲得純合體，加速育種進(jìn)程。⑤基因工程與突變育種的載體：是進(jìn)行基因工程轉(zhuǎn)化和物理/化學(xué)誘變育種的重要平臺。⑥研究植物細(xì)胞分化與再生機制：為理解植物生長發(fā)育的分子基礎(chǔ)提供模型系統(tǒng)。但其局限性包括：①技術(shù)要求高：需要嚴(yán)格的無菌操作和專業(yè)的實驗室設(shè)備，成本較高。②遺傳穩(wěn)定性問題：某些培養(yǎng)過程中可能發(fā)生基因突變或染色體畸變，導(dǎo)致后代性狀不穩(wěn)定。③種質(zhì)退化：長期繼代培養(yǎng)可能導(dǎo)致植株生活力下降、變異增加。④對某些植物種類效果不佳：并非所有植物都易于通過組織培養(yǎng)再生。⑤倫理與環(huán)境問題：大規(guī)?？焖俜敝晨赡軒砩鷳B(tài)風(fēng)險。2.論述合成生物學(xué)在改良農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)方面的潛力與面臨的挑戰(zhàn)。答：合成生物學(xué)是通過對生物系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、構(gòu)建和改造，以創(chuàng)造新功能或優(yōu)化現(xiàn)有功能的學(xué)科。其在改良農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)方面具有巨大潛力：①優(yōu)化光合作用效率：通過設(shè)計更高效的光合作用途徑（如C4途徑的優(yōu)化、光能捕獲系統(tǒng)的改進(jìn)）或引入能固定二氧化碳的新機制（如引入藍(lán)藻的Rubisco或光系統(tǒng)II），提高作物的碳固定效率和生物量積累。②增強養(yǎng)分利用效率：通過改造植物的根系結(jié)構(gòu)、固氮能力或磷、氮等養(yǎng)分的吸收轉(zhuǎn)運機制，減少肥料使用，提高作物產(chǎn)量和可持續(xù)性。③提高抗逆性：設(shè)計或強化植物的抗旱、抗鹽、抗高溫、抗病蟲害等機制，擴大作物的種植范圍，穩(wěn)定產(chǎn)量。④改良農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)：精確調(diào)控植物代謝途徑，增加優(yōu)質(zhì)蛋白、必需氨基酸、維生素、礦物質(zhì)的含量，減少抗?fàn)I養(yǎng)因子；改變油脂、淀粉、糖類的組成，提升風(fēng)味和營養(yǎng)價值；延長果蔬的貨架期。⑤實現(xiàn)靶向合成：在植物體內(nèi)“設(shè)計”新的生物合成途徑，生產(chǎn)高價值的醫(yī)藥中間體、工業(yè)化學(xué)品或生物燃料。然而，合成生物學(xué)在應(yīng)用于農(nóng)作物改良也面臨諸多挑戰(zhàn)：①復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)控難度：植物是極其復(fù)雜的系統(tǒng)，基因之間的相互作用和非基因組因素（環(huán)境、表觀遺傳）的影響難以精確預(yù)測和調(diào)控。②脫靶效應(yīng)與穩(wěn)定性問題：基因編輯或合成途徑的引入可能產(chǎn)生非預(yù)期的效果，