2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋藻類生物技術(shù)與應(yīng)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題后的括號內(nèi)）1.下列哪種藻類屬于紅藻門？（）A.石花菜B.海帶C.馬尾藻D.裸藻2.海洋藻類生物技術(shù)中，利用限制性內(nèi)切酶切割DNA分子的技術(shù)屬于？（）A.基因測序B.基因克隆C.PCR擴增D.基因編輯3.從海洋藻類中提取的海藻多糖，其主要功能不包括？（）A.形成細(xì)胞壁B.調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)C.作為能源儲備D.用于制備生物塑料4.下列哪種技術(shù)常用于獲得純種的單細(xì)胞藻類？（）A.組織培養(yǎng)B.原生質(zhì)體融合C.離心分離D.篩選培養(yǎng)5.海洋藻類生物反應(yīng)器設(shè)計中，最重要的考慮因素之一是？（）A.反應(yīng)器材質(zhì)成本B.藻細(xì)胞生長的光照強度C.反應(yīng)器形狀美觀D.操作人員的便利性6.下列關(guān)于海洋微藻氫氣生產(chǎn)的描述，錯誤的是？（）A.通常采用厭氧發(fā)酵技術(shù)B.對光照條件要求不高C.是一種潛力巨大的生物能源D.技術(shù)成熟度相對較高7.卡拉膠（瓊膠）主要來源于？（）A.綠藻B.褐藻C.紅藻D.甲藻8.利用基因工程技術(shù)改良海洋藻類，使其高產(chǎn)特定化合物，主要目的是？（）A.提高藻類的光合效率B.增強藻類的抗逆性C.滿足人類對特定產(chǎn)品的需求D.促進(jìn)藻類的快速繁殖9.海洋藻類在廢水處理中，主要利用其哪種能力？（）A.沉淀重金屬離子B.氧化有機污染物C.吸收營養(yǎng)鹽（氮磷）D.分解石油類污染物10.下列哪種不是目前海洋藻類生物技術(shù)產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域？（）A.食品與飼料B.醫(yī)藥保健C.能源化工D.空間探索二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上）1.海洋藻類根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)可分為_藻類、_藻類和_藻類三大門。2.基因工程中，將目的基因?qū)胨拗骷?xì)胞的過程稱為_。3.海藻提取物中的_和_是重要的藥用活性成分。4.大規(guī)模培養(yǎng)海洋藻類需要考慮的關(guān)鍵因素包括光照、溫度、_、_和CO2濃度。5.藻類細(xì)胞工程中，_是指去除植物細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過程。三、名詞解釋（每小題3分，共15分。請給出每個術(shù)語的準(zhǔn)確定義）1.藻類基因資源挖掘2.生物反應(yīng)器3.海藻多糖4.原生質(zhì)體融合5.藻類微藻化四、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述PCR技術(shù)的基本原理及其在海洋藻類研究中的應(yīng)用。2.簡述海洋藻類提取生物活性物質(zhì)常用的方法及其原理。3.簡述影響海洋藻類在生物反應(yīng)器中生長的主要環(huán)境因素。4.簡述海洋藻類在環(huán)境保護(hù)方面的一種具體應(yīng)用及其原理。五、論述題（每小題10分，共30分。請結(jié)合所學(xué)知識，全面、深入地回答下列問題）1.論述基因工程在改良海洋藻類資源、開發(fā)藻類生物制品方面的潛力和挑戰(zhàn)。2.論述海洋藻類生物質(zhì)能源開發(fā)的主要技術(shù)路線及其面臨的主要瓶頸。3.論述海洋藻類生物技術(shù)在應(yīng)對全球氣候變化方面的作用和前景。---試卷答案一、選擇題1.A2.B3.C4.D5.B6.D7.C8.C9.C10.D二、填空題1.裸；褐；紅2.轉(zhuǎn)化3.皂苷；生物堿4.攪拌；pH5.去壁三、名詞解釋1.藻類基因資源挖掘：指對海洋藻類遺傳多樣性進(jìn)行調(diào)查研究，篩選具有特定優(yōu)良性狀（如抗逆性、高產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物等）的藻株，并對其基因組進(jìn)行測序、分析，以獲取和利用其遺傳資源的過程。2.生物反應(yīng)器：指為滿足海洋藻類生長或特定生物轉(zhuǎn)化過程所需的物理化學(xué)環(huán)境，并進(jìn)行控制，以高效生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物或完成特定功能的設(shè)備或系統(tǒng)。3.海藻多糖：是海洋藻類細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分，也是其細(xì)胞內(nèi)儲存的多糖，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同可分為褐藻多糖、紅藻多糖、綠藻多糖等，具有多種生物活性。4.原生質(zhì)體融合：指通過物理或化學(xué)方法（如電激、聚乙二醇誘導(dǎo)）使兩個或多個去除了細(xì)胞壁的藻類原生質(zhì)體合并成一個具有雙核或多核的細(xì)胞的過程，是進(jìn)行藻類細(xì)胞雜交育種或研究細(xì)胞間相互作用的技術(shù)。5.藻類微藻化：指將微藻細(xì)胞（通常為單細(xì)胞或群體）通過物理或化學(xué)方法（如超聲波破碎、研磨、酶解等）處理成微藻粉末、微?；蛞后w懸浮液，以利于其在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的加工、儲存、運輸和應(yīng)用的技術(shù)。四、簡答題1.PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)的基本原理是利用一對特定的DNA引物，在DNA聚合酶的作用下，通過變性、退火、延伸三個可重復(fù)的溫度循環(huán)，特異性地擴增目標(biāo)DNA片段。在海洋藻類研究中，PCR技術(shù)可用于：克隆和測序藻類基因、檢測特定基因的存在（如抗性基因、代謝途徑基因）、進(jìn)行藻類分類鑒定、檢測病原體等。2.海洋藻類提取生物活性物質(zhì)常用的方法包括：溶劑提取法（如用乙醇、甲醇、乙酸乙酯等有機溶劑萃?。⑺岱ǎㄈ缬脽崴蚶渌崛。?、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、酶法提取等。其原理主要是利用不同溶劑或物理方法破壞藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使目標(biāo)活性物質(zhì)溶解到提取溶劑中。選擇哪種方法取決于活性物質(zhì)的性質(zhì)、藻類種類以及生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)成本等因素。3.影響海洋藻類在生物反應(yīng)器中生長的主要環(huán)境因素包括：光照（強度、光譜、周期）是光合作用的能量來源；溫度影響酶活性和代謝速率；pH影響酶活性和離子平衡；溶解氧是藻類呼吸作用必需的；營養(yǎng)物質(zhì)（氮、磷、鉀、微量元素等）是藻體生長的必需物質(zhì)；CO2濃度是光合作用的重要原料；攪拌則影響營養(yǎng)物質(zhì)的傳遞和廢物的排出。4.海洋藻類在環(huán)境保護(hù)方面的一種具體應(yīng)用是利用藻類吸收廢水中的氮、磷等營養(yǎng)鹽。其原理是藻類在生長過程中需要吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)元素來合成自身的生物量，通過藻類的生長作用，可以有效降低廢水中氮、磷的含量，從而減輕水體富營養(yǎng)化程度，凈化水質(zhì)。五、論述題1.基因工程在改良海洋藻類資源、開發(fā)藻類生物制品方面具有巨大潛力。通過基因編輯（如CRISPR/Cas9）或基因轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)，可以引入外源基因或改造內(nèi)源基因，選育出抗逆性更強（如耐鹽、耐熱、耐寒）、生長速度更快、目標(biāo)產(chǎn)物（如色素、多糖、藥物、油脂）產(chǎn)量更高的藻株，從而提高藻類資源的利用效率和經(jīng)濟(jì)價值。例如，改造藻類提高氫氣或生物柴油產(chǎn)量，或提高藥用活性物質(zhì)的含量。然而，挑戰(zhàn)也相當(dāng)嚴(yán)峻，包括：對藻類基因組的了解仍不夠深入；基因轉(zhuǎn)化效率普遍不高，尤其對紅藻等；外源基因在藻類中的穩(wěn)定性和正確表達(dá)調(diào)控機制復(fù)雜；可能存在生態(tài)安全風(fēng)險（如基因漂移）；技術(shù)成本較高，商業(yè)化應(yīng)用面臨經(jīng)濟(jì)壓力。2.海洋藻類生物質(zhì)能源開發(fā)的主要技術(shù)路線包括：通過藻類光合作用固定CO2，積累富含氫氣、甲醇或油脂等能源物質(zhì)的藻體（生物質(zhì)），然后通過熱化學(xué)（如氣化、液化）、生物化學(xué)（如發(fā)酵）或化學(xué)催化等方法將其轉(zhuǎn)化為生物燃料（如生物乙醇、生物柴油、生物氫等）。另一種路線是直接利用藻類進(jìn)行光合生物制氫或生物發(fā)電。面臨的瓶頸主要包括：高價值能源藻種選育和規(guī)模化培養(yǎng)技術(shù)尚未完全成熟；藻類生長周期相對較長，單位面積產(chǎn)量與傳統(tǒng)化石能源相比仍有差距；能源轉(zhuǎn)化效率（特別是從藻體到最終燃料的轉(zhuǎn)化效率）有待提高；大規(guī)模培養(yǎng)和能源轉(zhuǎn)化過程的能耗較高，經(jīng)濟(jì)性面臨挑戰(zhàn)；產(chǎn)業(yè)鏈不完善，成本控制困難。3.海洋藻類生物技術(shù)在應(yīng)對全球氣候變化方面可以發(fā)揮重要作用并具有廣闊前景。首先，藻類通過光合作用吸收大氣中的CO2，有助于緩解溫室效應(yīng)。利用藻類大規(guī)模固定CO2并將其轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)或生物能源，是實現(xiàn)碳捕集、利用與封存（CCUS）的一