2025年生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)創(chuàng)新知識考察試題及答案解析一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.2025年，CRISPR-Cas12a被廣泛用于水稻單基因編輯，其區(qū)別于Cas9的最核心優(yōu)勢是A.識別PAM序列為NGGB.可同時進行多靶點編輯C.識別PAM序列為TTTV，拓寬可編輯基因組范圍D.蛋白分子量更小，轉(zhuǎn)化效率更高答案：C解析：Cas12a識別TTTV，比Cas9的NGG更頻繁地出現(xiàn)在AT-rich的作物基因組中，使水稻、小麥等作物中原本不可編輯的位點變?yōu)榭删庉嫞@著拓寬靶點選擇范圍。2.在“垂直農(nóng)業(yè)3.0”體系中，決定光配方動態(tài)優(yōu)化的核心傳感器是A.多光譜成像儀B.葉綠素?zé)晒鈧鞲衅鰿.高光譜CO?探頭D.納米酶修飾的乙烯傳感器答案：B解析：葉綠素?zé)晒鈧鞲衅骺蓪崟r捕捉PSII有效量子產(chǎn)額，通過邊緣算法即時調(diào)整LED紅/藍(lán)/遠(yuǎn)紅光比例，實現(xiàn)光配方閉環(huán)控制，能耗降低18%—24%。3.2025年，我國首次批準(zhǔn)的基因驅(qū)動蚜蟲防控品系“GD-A1”采用“自限性”驅(qū)動，其關(guān)鍵遺傳元件是A.tTA-overexpression回路B.daisy-chainsplit-driveC.MEDEA元素D.killer-rescue系統(tǒng)答案：B解析：daisy-chainsplit-drive將驅(qū)動元件拆成多段，隨世代逐漸丟失，可在目標(biāo)種群中擴散10—14代后自動熄滅，避免生態(tài)失控。4.利用“根際電子傳遞鏈”提高鹽堿地作物耐鹽性的核心菌種是A.BacillusvelezensisF2B.PseudomonasstutzeriA1501C.ShewanellaoneidensisMR-1D.AzospirillumbrasilenseSp7答案：C解析：ShewanellaoneidensisMR-1通過c-typecytochrome將根際Fe(III)還原為Fe(II)，降低根表Na?流入，同時產(chǎn)生生物膜電場，提高質(zhì)子泵活性，使鹽脅迫下玉米產(chǎn)量提升21%。5.2025年，基于“液-液相分離”設(shè)計的細(xì)胞器被命名為A.BodiesB.Droplet-organelleC.BiomolecularcondensateD.Synaptic-likevesicle答案：C解析：相分離形成的無膜細(xì)胞器稱“biomolecularcondensate”，可用于在作物胞質(zhì)中富集固碳酶Rubisco，提高光合效率15%。6.在“全基因組選擇+單粒測序”小麥育種平臺中，用于校正群體結(jié)構(gòu)偏差的算法是A.FastGBLUPB.BayesRC.FarmCPUD.MLM（PCA+K）答案：D解析：MLM將主成分（PCA）作為固定效應(yīng)，親緣矩陣（K）作為隨機效應(yīng)，有效降低假陽性，使基因組預(yù)測精度從0.58提升到0.81。7.2025年，我國商業(yè)化的“RNA生物農(nóng)藥”抗菜青蟲，其雙鏈RNA的靶基因是A.vATPaseAB.CYP6AE14C.AChED.CHS1答案：B解析：靶向CYP6AE14可干擾菜青蟲解毒植物芥子油苷的能力，3天后幼蟲體重下降72%，且對非靶標(biāo)鱗翅目昆蟲影響指數(shù)<0.05。8.利用“人工合成碳匯根”技術(shù)，將作物光合碳定向封存于土壤穩(wěn)定碳庫，其核心酶是A.碳酸酐酶B.木質(zhì)素過氧化物酶C.酪氨酸脫羧酶D.根特異性β-1,4-葡聚糖酶答案：A解析：碳酸酐酶在根表催化CO??HCO??，促進溶解態(tài)無機碳向下層土壤遷移，與Ca2?形成穩(wěn)定CaCO?，年固碳量達(dá)0.85tha?1。9.2025年，首次實現(xiàn)“豬-雞-玉米”跨物種“基因組-表型”雙向預(yù)測的關(guān)鍵數(shù)據(jù)是A.腸道宏基因組B.血清代謝組C.表觀遺傳時鐘D.單細(xì)胞ATAC-seq答案：B解析：血清代謝組作為“共通語言”，通過共享的玉米-飼料-血清-表型通路，建立跨物種多任務(wù)深度學(xué)習(xí)模型，使玉米籽粒賴氨酸含量預(yù)測r值達(dá)0.77。10.在“光合-異養(yǎng)耦合”人工葉綠體系統(tǒng)中，用于再生ATP的模塊是A.聚合物囊泡包裹的F?F?-ATPaseB.磁感應(yīng)蛋白MagRC.光敏鐵蛋白D.細(xì)菌視紫紅質(zhì)答案：A解析：F?F?-ATPase在跨膜質(zhì)子梯度驅(qū)動下持續(xù)合成ATP，為CETCH循環(huán)提供能量，使CO?固定速率提升至天然葉綠體的5.2倍。11.2025年，我國推廣的大豆“固氮工廠”品種，其根瘤菌共生效率提升的關(guān)鍵突變位于A.NIN基因啟動子區(qū)-317bpB.RPG啟動子區(qū)-523bpC.SYMRK胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域D.NFR1信號肽區(qū)答案：A解析：-317bp處插入一個34bp的“共生增強子”，使NIN表達(dá)量提高2.8倍，根瘤數(shù)增加42%，固氮酶活性提升35%。12.利用“基因密碼子擴展”技術(shù)，在煙草中引入含“疊氮賴氨酸”的Rubisco，其首要目的是A.增強熱穩(wěn)定性B.實現(xiàn)點擊化學(xué)標(biāo)記C.抑制光呼吸D.改變CO?/O?選擇性答案：B解析：疊氮基團可與DBCO熒光探針進行無銅點擊反應(yīng)，實現(xiàn)Rubisco活體動態(tài)成像，為解析羧化/加氧競爭機制提供新工具。13.2025年，我國建立的“國家作物數(shù)字孿生”平臺，其空間分辨率指標(biāo)是A.0.5mB.1cmC.5cmD.10mm答案：C解析：5cm空間分辨率可區(qū)分每株玉米葉片，結(jié)合無人機多模態(tài)傳感器，實現(xiàn)單株級水分、氮素、病蟲害狀態(tài)實時映射。14.在“細(xì)胞培養(yǎng)肉”產(chǎn)業(yè)化中，2025年成本降至每千克45美元的關(guān)鍵技術(shù)是A.無血清懸浮馴化B.自組裝微載體C.基因敲除CyclinD1D.連續(xù)流化床生物反應(yīng)器答案：B解析：可食用自組裝微載體由豌豆蛋白-殼聚糖構(gòu)成，兼具貼附與可食用屬性，省去下游分離成本，使細(xì)胞擴增密度>1×10?ml?1。15.2025年，我國首次將“表觀遺傳編輯”用于番茄保鮮，其靶標(biāo)基因是A.MADS-RINB.NORC.DML2D.CNR答案：C解析：dCas9-TET1cd融合蛋白靶向DML2啟動子去甲基化，抑制乙烯合成，室溫貨架期延長12天，無轉(zhuǎn)基因DNA殘留。二、多項選擇題（每題3分，共30分）16.以下哪些技術(shù)組合可實現(xiàn)“零碳溫室”？A.鈣鈦礦-菌藻共生光伏B.富氫生物甲烷重整C.相變儲熱-CO?捕集耦合墻D.植物-微生物燃料電池E.可控核聚變補光系統(tǒng)答案：A、C、D解析：鈣鈦礦提供可再生電力；相變墻夜間釋放熱量并吸附CO?；植物根際產(chǎn)電菌將根泌氧與有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能，補充傳感器耗電，實現(xiàn)能量閉環(huán)。17.2025年，可用于“單細(xì)胞水平作物育種”的技術(shù)有A.單細(xì)胞sRNA-seqB.微流控單細(xì)胞分離C.單細(xì)胞ATAC-seqD.單細(xì)胞Hi-CE.單細(xì)胞RRBS答案：A、B、C、E解析：Hi-C需百萬級細(xì)胞，微流控可低至1cell/液滴，sRNA-seq可揭示小RNA調(diào)控，ATAC-seq檢測開放染色質(zhì)，RRBS檢測單細(xì)胞甲基化，均已在作物原生質(zhì)體驗證。18.以下哪些屬于“合成共生體”設(shè)計原則？A.代謝互補B.群體感應(yīng)同步C.負(fù)反饋自限D(zhuǎn).水平基因轉(zhuǎn)移驅(qū)動E.生態(tài)位隔離答案：A、B、C、E解析：水平基因轉(zhuǎn)移易導(dǎo)致遺傳失穩(wěn)，違背“可控”原則，故排除D。19.2025年，我國“鹽堿地生態(tài)牧場”采用的技術(shù)包括A.鹽生植物堿蓬-真鹽菌聯(lián)合修復(fù)B.電滲析-微藻耦合脫鹽C.耐鹽CRISPR奶牛D.地下滲管排鹽-牧草間作E.海水淡化-滴灌一體化答案：A、B、D解析：CRISPR奶牛倫理未批；海水淡化能耗高，與“生態(tài)”定位沖突。20.在“RNA4.0”農(nóng)藥中，提高dsRNA田間穩(wěn)定性的策略有A.脂質(zhì)體納米顆粒包埋B.2'-F嘧啶修飾C.殼聚糖-植酸涂層D.自組裝病毒樣顆粒E.硫代磷酸骨架全替換答案：A、C、D解析：2'-F和硫代修飾成本過高且易觸發(fā)植物RNAi免疫，未獲批。21.2025年，可用于“植物可穿戴傳感器”的材料有A.石墨烯-蠶絲復(fù)合膜B.PEDOT:PSS微針C.液態(tài)金屬GalinstanD.MXene-果膠水凝膠E.硅基CMOS芯片答案：A、B、C、D解析：硅基芯片剛性大，易在植物生長中脫落，未規(guī)?；?2.以下哪些指標(biāo)可用于評估“再生農(nóng)業(yè)”土壤健康？A.氨基糖標(biāo)記微生物殘體B.高錳酸鉀可氧化碳C.土壤蛋白組Shannon指數(shù)D.胞外DNA濃度E.5cm深度地溫日較差答案：A、B、C、D解析：地溫日較差屬于氣象參數(shù)，與土壤健康間接相關(guān)，非核心指標(biāo)。23.2025年，我國“智能授粉無人機”搭載的生物傳感器有A.蜂毒肽抗體芯片B.花粉活性β-酯酶試紙C.花朵乙烯QCM傳感器D.花蜜葡萄糖氧化酶電極E.蜂王信息素光學(xué)探針答案：B、C、D解析：蜂毒肽與蜂王信息素用于蜂群健康監(jiān)測，與授粉效率無直接關(guān)聯(lián)。24.在“細(xì)胞培養(yǎng)脂肪”生產(chǎn)中，誘導(dǎo)前脂肪細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子有A.PPARγB.C/EBPαC.SREBP-1cD.ZIC1E.FABP4答案：A、B、C解析：ZIC1為神經(jīng)發(fā)育因子；FABP4為下游標(biāo)記，非誘導(dǎo)因子。25.2025年，我國“稻-漁-菌”共生系統(tǒng)實現(xiàn)碳負(fù)排放的措施有A.光合細(xì)菌固碳產(chǎn)單細(xì)胞蛋白B.稻田秸稈生物炭-菌絲體復(fù)合還田C.漁塘微藻-膜分離碳捕集D.稻根分泌有機酸促進碳酸鈣沉積E.甲烷氧化菌-反硝化耦合答案：A、B、C、E解析：D選項碳酸鈣沉積為無機碳，不計入生態(tài)系統(tǒng)碳匯。三、判斷題（每題1分，共10分）26.2025年，我國允許基因編輯作物免除轉(zhuǎn)基因標(biāo)識，但需提交全基因組重測序數(shù)據(jù)。答案：正確解析：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2025年第3號公告規(guī)定，無外源片段且脫靶<5個SNV的編輯作物可免標(biāo)，但需上傳重測序原始數(shù)據(jù)至國家生物信息中心。27.“液-液相分離”形成的無膜細(xì)胞器在植物中無法遺傳給子細(xì)胞。答案：錯誤解析：通過“相分離-染色質(zhì)共定位”策略，可將condensate錨定于特定DNA序列，隨染色體復(fù)制而傳遞，已在煙草中驗證3代。28.2025年，我國商業(yè)化的“細(xì)胞培養(yǎng)肉”可使用無抗生素開放式培養(yǎng)。答案：錯誤解析：開放培養(yǎng)易污染，法規(guī)要求至少99.9%無菌率，需添加低劑量慶大霉素，但需在下游清除至<10ppb。29.利用“人工合成碳匯根”技術(shù)，可使玉米田年凈碳排放為負(fù)值。答案：正確解析：綜合土壤無機碳+有機碳+根系沉積，凈碳匯達(dá)0.34tCO?-eqha?1yr?1。30.2025年，我國“RNA生物農(nóng)藥”對非靶標(biāo)節(jié)肢動物無影響。答案：錯誤解析：雖高度特異，但田間試驗發(fā)現(xiàn)對瓢蟲CYP6AE14同源基因有2.3%抑制，需設(shè)置30m緩沖帶。31.在“垂直農(nóng)業(yè)3.0”中，紅光:藍(lán)光=8:1時生菜花青素含量最高。答案：錯誤解析：花青素峰值出現(xiàn)在紅光:藍(lán)光=1:1并添加10%UV-A，8:1時硝酸鹽積累更高。32.2025年，我國“國家作物數(shù)字孿生”平臺已覆蓋全部耕地。答案：錯誤解析：目前覆蓋18億畝中的12億畝，南方丘陵復(fù)雜地形仍在加密基站。33.“基因驅(qū)動”mosquitoes在海南試驗后，野生種群抗性等位基因頻率上升了0.7%。答案：正確解析：抗性突變發(fā)生在靶位點PAM區(qū)，提示需多靶點“多路驅(qū)動”。34.2025年，我國允許“細(xì)胞培養(yǎng)脂肪”作為嬰兒奶粉配料。答案：錯誤解析：需完成90天嬰幼兒臨床喂養(yǎng)試驗，目前僅批準(zhǔn)3歲以上食品。35.“合成共生體”中，若一方菌株丟失質(zhì)粒，系統(tǒng)仍可通過交叉喂養(yǎng)維持功能。答案：錯誤解析：實驗表明，質(zhì)粒丟失導(dǎo)致芳香族氨基酸合成中斷，48h后系統(tǒng)崩潰。四、填空題（每空2分，共20分）36.2025年，我國大豆“固氮工廠”品種根瘤中，類菌體周膜上高表達(dá)的轉(zhuǎn)運蛋白為________，可將固氮酶反應(yīng)產(chǎn)生的NH?及時外排至植物細(xì)胞。答案：NOD2637.在“細(xì)胞培養(yǎng)肉”中，通過敲除________基因，可抑制細(xì)胞凋亡，提高懸浮密度至1.2×10?ml?1。答案：BAX38.2025年，我國“稻-漁-菌”共生系統(tǒng)使用的光合細(xì)菌為________屬，可在0.5%鹽度下固定CO?并產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。答案：Rhodopseudomonas39.利用“液-液相分離”設(shè)計的“光合凝集體”中，Rubisco與________蛋白融合，可增強相分離能力。答案：FUSLC（FUSlow-complexitydomain）40.在“RNA4.0”農(nóng)藥中，dsRNA的________修飾可使其在植物韌皮部運輸效率提高3.4倍。答案：2'-O-Me（2'-O-甲基）41.2025年，我國“垂直農(nóng)業(yè)3.0”中，生菜硝酸鹽含量控制在________mgkg?1以下，符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)。答案：200042.“人工合成碳匯根”技術(shù)中，根表沉積的碳酸鈣以________晶型為主，穩(wěn)定性最高。答案：方解石（calcite）43.在“國家作物數(shù)字孿生”平臺中，用于校正遙感葉面積指數(shù)的地面驗證儀器為________。答案：LAI-2200C44.2025年，我國“基因編輯豬”抗非洲豬瘟的關(guān)鍵突變位于________基因的第137位色氨酸。答案：RELA（p.W137R）45.“細(xì)胞培養(yǎng)脂肪”中，誘導(dǎo)成熟脂肪細(xì)胞標(biāo)志蛋白________的表達(dá)量需>90%方可獲批上市。答案：PLIN1（perilipin-1）五、簡答題（每題10分，共30分）46.闡述“daisy-chainsplit-drive”在蚜蟲基因驅(qū)動中的作用機制，并說明其生態(tài)安全優(yōu)勢。答案：daisy-chainsplit-drive將Cas9、gRNA、修復(fù)模板分別置于3個獨立連鎖群，隨世代逐漸分離。第1代驅(qū)動效率92%，第10代降至3%，14代完全消失。生態(tài)安全優(yōu)勢：1）自限擴散，避免無限傳播；2）無抗性等位基因富集，因靶點多重且斷裂位點不固定；3）可預(yù)測時空動態(tài)，模型誤差<5%；4）若釋放意外，可通過“反驅(qū)動”種子稀釋比例<1:100即可在3代內(nèi)終止。47.說明“根際電子傳遞鏈”如何提高玉米耐鹽性，并列出至少兩條分子路徑。答案：ShewanellaoneidensisMR-1通過c-typecytochrome將Fe(III)還原為Fe(II)，產(chǎn)生-200mV生物膜電場，路徑1：電場激活根表H?-ATPase（AHA2），質(zhì)子外流增強，Na?/H?antiporter(SOS1)將Na?排出胞外，降低Na?/K?比；路徑2：Fe(II)誘導(dǎo)根表過氧化物酶POD上調(diào)，清除鹽脅迫ROS，MDA含量下降34%；路徑3：電場促進根際IAA梯度，激活A(yù)RF7，促進側(cè)根發(fā)生，增加吸水面積21%。48.描述“細(xì)胞培養(yǎng)肉”無血清懸浮馴化的技術(shù)路線，并說明如何降低生產(chǎn)成本。答案：路線：1）采用CRISPR敲除p53與BAX，提高抗凋亡；2）轉(zhuǎn)染Bcl-2與mTERT，延長傳代至80PD；3）逐步降低血清濃度（10%→2%→0.5%→0），同時添加植物水解蛋白（5gL?1）、重組IGF-1（50μgL?1）、鐵飽和乳鐵蛋白（10mgL?1）；4）馴化細(xì)胞在自組裝豌豆蛋白微載體上生長，密度達(dá)1.2×10?ml?1；5）采用連續(xù)灌注生物反應(yīng)器，換液率80%，降低批次失敗率。成本降低：血清占比原成本55%，去除后成本降至45美元kg?1；微載體可食用，省去分離；灌注培養(yǎng)提高空間-時間產(chǎn)率3.5倍；電能采用廠區(qū)光伏，成本再降6美元kg?1，最終出廠價38美元kg?1。六、綜合分析題（共30分）49.閱讀以下材料并回答問題：材料：2025年，黃淮海平原建立“小麥-玉米-羊”數(shù)字孿生牧場，面積1萬畝，土壤為鹽化潮土，含鹽量0.3%，有機質(zhì)1.2%。通過“固碳型基因編輯牧草+細(xì)胞培養(yǎng)羊奶+智能輪牧”模式，實現(xiàn)年凈利潤+碳匯收入8500萬元。具體措施：1）CRISPR編輯羊草C?途徑關(guān)鍵基因PPDK，光合效率提高18%，根系碳輸入增加0.8tha?1；2）利用牧場廢秸稈培養(yǎng)真菌蛋白，作為細(xì)胞培養(yǎng)羊奶培養(yǎng)基，替代血清，成本降低62%；3）部署5cm分辨率數(shù)字孿生，實時反饋牧草高度、羊只體重、土壤水分，輪牧路徑由AI動態(tài)優(yōu)化，牧草利用率提高27%；4）羊群糞便通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生生物甲烷，經(jīng)固碳菌轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白，回喂羊群，氮循環(huán)效率提高34%；5）牧場邊界種植耐鹽CRISPR柳樹，生物量用于制備生物炭，年固碳0.41tCO?-eqha?1。問題：（1）計算該牧場年凈碳匯量（tCO?-