2025年生物技术与农业创新知识考察试题及答案解析

2025年生物技术与农业创新知识考察试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共30分）1.2025年，CRISPR-Cas12a被广泛用于水稻单基因编辑，其区别于Cas9的最核心优势是A.识别PAM序列为NGGB.可同时进行多靶点编辑C.识别PAM序列为TTTV，拓宽可编辑基因组范围D.蛋白分子量更小，转化效率更高答案：C解析：Cas12a识别TTTV，比Cas9的NGG更频繁地出现在AT-rich的作物基因组中，使水稻、小麦等作物中原本不可编辑的位点变为可编辑，显著拓宽靶点选择范围。2.在“垂直农业3.0”体系中，决定光配方动态优化的核心传感器是A.多光谱成像仪B.叶绿素荧光传感器C.高光谱CO₂探头D.纳米酶修饰的乙烯传感器答案：B解析：叶绿素荧光传感器可实时捕捉PSII有效量子产额，通过边缘算法即时调整LED红/蓝/远红光比例，实现光配方闭环控制，能耗降低18%—24%。3.2025年，我国首次批准的基因驱动蚜虫防控品系“GD-A1”采用“自限性”驱动，其关键遗传元件是A.tTA-overexpression回路B.daisy-chainsplit-driveC.MEDEA元素D.killer-rescue系统答案：B解析：daisy-chainsplit-drive将驱动元件拆成多段，随世代逐渐丢失，可在目标种群中扩散10—14代后自动熄灭，避免生态失控。4.利用“根际电子传递链”提高盐碱地作物耐盐性的核心菌种是A.BacillusvelezensisF2B.PseudomonasstutzeriA1501C.ShewanellaoneidensisMR-1D.AzospirillumbrasilenseSp7答案：C解析：ShewanellaoneidensisMR-1通过c-typecytochrome将根际Fe(III)还原为Fe(II)，降低根表Na⁺流入，同时产生生物膜电场，提高质子泵活性，使盐胁迫下玉米产量提升21%。5.2025年，基于“液-液相分离”设计的细胞器被命名为A.BodiesB.Droplet-organelleC.BiomolecularcondensateD.Synaptic-likevesicle答案：C解析：相分离形成的无膜细胞器称“biomolecularcondensate”，可用于在作物胞质中富集固碳酶Rubisco，提高光合效率15%。6.在“全基因组选择+单粒测序”小麦育种平台中，用于校正群体结构偏差的算法是A.FastGBLUPB.BayesRC.FarmCPUD.MLM（PCA+K）答案：D解析：MLM将主成分（PCA）作为固定效应，亲缘矩阵（K）作为随机效应，有效降低假阳性，使基因组预测精度从0.58提升到0.81。7.2025年，我国商业化的“RNA生物农药”抗菜青虫，其双链RNA的靶基因是A.vATPaseAB.CYP6AE14C.AChED.CHS1答案：B解析：靶向CYP6AE14可干扰菜青虫解毒植物芥子油苷的能力，3天后幼虫体重下降72%，且对非靶标鳞翅目昆虫影响指数<0.05。8.利用“人工合成碳汇根”技术，将作物光合碳定向封存于土壤稳定碳库，其核心酶是A.碳酸酐酶B.木质素过氧化物酶C.酪氨酸脱羧酶D.根特异性β-1,4-葡聚糖酶答案：A解析：碳酸酐酶在根表催化CO₂↔HCO₃⁻，促进溶解态无机碳向下层土壤迁移，与Ca²⁺形成稳定CaCO₃，年固碳量达0.85tha⁻¹。9.2025年，首次实现“猪-鸡-玉米”跨物种“基因组-表型”双向预测的关键数据是A.肠道宏基因组B.血清代谢组C.表观遗传时钟D.单细胞ATAC-seq答案：B解析：血清代谢组作为“共通语言”，通过共享的玉米-饲料-血清-表型通路，建立跨物种多任务深度学习模型，使玉米籽粒赖氨酸含量预测r值达0.77。10.在“光合-异养耦合”人工叶绿体系统中，用于再生ATP的模块是A.聚合物囊泡包裹的F₀F₁-ATPaseB.磁感应蛋白MagRC.光敏铁蛋白D.细菌视紫红质答案：A解析：F₀F₁-ATPase在跨膜质子梯度驱动下持续合成ATP，为CETCH循环提供能量，使CO₂固定速率提升至天然叶绿体的5.2倍。11.2025年，我国推广的大豆“固氮工厂”品种，其根瘤菌共生效率提升的关键突变位于A.NIN基因启动子区-317bpB.RPG启动子区-523bpC.SYMRK胞内激酶结构域D.NFR1信号肽区答案：A解析：-317bp处插入一个34bp的“共生增强子”，使NIN表达量提高2.8倍，根瘤数增加42%，固氮酶活性提升35%。12.利用“基因密码子扩展”技术，在烟草中引入含“叠氮赖氨酸”的Rubisco，其首要目的是A.增强热稳定性B.实现点击化学标记C.抑制光呼吸D.改变CO₂/O₂选择性答案：B解析：叠氮基团可与DBCO荧光探针进行无铜点击反应，实现Rubisco活体动态成像，为解析羧化/加氧竞争机制提供新工具。13.2025年，我国建立的“国家作物数字孪生”平台，其空间分辨率指标是A.0.5mB.1cmC.5cmD.10mm答案：C解析：5cm空间分辨率可区分每株玉米叶片，结合无人机多模态传感器，实现单株级水分、氮素、病虫害状态实时映射。14.在“细胞培养肉”产业化中，2025年成本降至每千克45美元的关键技术是A.无血清悬浮驯化B.自组装微载体C.基因敲除CyclinD1D.连续流化床生物反应器答案：B解析：可食用自组装微载体由豌豆蛋白-壳聚糖构成，兼具贴附与可食用属性，省去下游分离成本，使细胞扩增密度>1×10⁸ml⁻¹。15.2025年，我国首次将“表观遗传编辑”用于番茄保鲜，其靶标基因是A.MADS-RINB.NORC.DML2D.CNR答案：C解析：dCas9-TET1cd融合蛋白靶向DML2启动子去甲基化，抑制乙烯合成，室温货架期延长12天，无转基因DNA残留。二、多项选择题（每题3分，共30分）16.以下哪些技术组合可实现“零碳温室”？A.钙钛矿-菌藻共生光伏B.富氢生物甲烷重整C.相变储热-CO₂捕集耦合墙D.植物-微生物燃料电池E.可控核聚变补光系统答案：A、C、D解析：钙钛矿提供可再生电力；相变墙夜间释放热量并吸附CO₂；植物根际产电菌将根泌氧与有机质转化为电能，补充传感器耗电，实现能量闭环。17.2025年，可用于“单细胞水平作物育种”的技术有A.单细胞sRNA-seqB.微流控单细胞分离C.单细胞ATAC-seqD.单细胞Hi-CE.单细胞RRBS答案：A、B、C、E解析：Hi-C需百万级细胞，微流控可低至1cell/液滴，sRNA-seq可揭示小RNA调控，ATAC-seq检测开放染色质，RRBS检测单细胞甲基化，均已在作物原生质体验证。18.以下哪些属于“合成共生体”设计原则？A.代谢互补B.群体感应同步C.负反馈自限D.水平基因转移驱动E.生态位隔离答案：A、B、C、E解析：水平基因转移易导致遗传失稳，违背“可控”原则，故排除D。19.2025年，我国“盐碱地生态牧场”采用的技术包括A.盐生植物碱蓬-真盐菌联合修复B.电渗析-微藻耦合脱盐C.耐盐CRISPR奶牛D.地下渗管排盐-牧草间作E.海水淡化-滴灌一体化答案：A、B、D解析：CRISPR奶牛伦理未批；海水淡化能耗高，与“生态”定位冲突。20.在“RNA4.0”农药中，提高dsRNA田间稳定性的策略有A.脂质体纳米颗粒包埋B.2'-F嘧啶修饰C.壳聚糖-植酸涂层D.自组装病毒样颗粒E.硫代磷酸骨架全替换答案：A、C、D解析：2'-F和硫代修饰成本过高且易触发植物RNAi免疫，未获批。21.2025年，可用于“植物可穿戴传感器”的材料有A.石墨烯-蚕丝复合膜B.PEDOT:PSS微针C.液态金属GalinstanD.MXene-果胶水凝胶E.硅基CMOS芯片答案：A、B、C、D解析：硅基芯片刚性大，易在植物生长中脱落，未规模化。22.以下哪些指标可用于评估“再生农业”土壤健康？A.氨基糖标记微生物残体B.高锰酸钾可氧化碳C.土壤蛋白组Shannon指数D.胞外DNA浓度E.5cm深度地温日较差答案：A、B、C、D解析：地温日较差属于气象参数，与土壤健康间接相关，非核心指标。23.2025年，我国“智能授粉无人机”搭载的生物传感器有A.蜂毒肽抗体芯片B.花粉活性β-酯酶试纸C.花朵乙烯QCM传感器D.花蜜葡萄糖氧化酶电极E.蜂王信息素光学探针答案：B、C、D解析：蜂毒肽与蜂王信息素用于蜂群健康监测，与授粉效率无直接关联。24.在“细胞培养脂肪”生产中，诱导前脂肪细胞分化的关键转录因子有A.PPARγB.C/EBPαC.SREBP-1cD.ZIC1E.FABP4答案：A、B、C解析：ZIC1为神经发育因子；FABP4为下游标记，非诱导因子。25.2025年，我国“稻-渔-菌”共生系统实现碳负排放的措施有A.光合细菌固碳产单细胞蛋白B.稻田秸秆生物炭-菌丝体复合还田C.渔塘微藻-膜分离碳捕集D.稻根分泌有机酸促进碳酸钙沉积E.甲烷氧化菌-反硝化耦合答案：A、B、C、E解析：D选项碳酸钙沉积为无机碳，不计入生态系统碳汇。三、判断题（每题1分，共10分）26.2025年，我国允许基因编辑作物免除转基因标识，但需提交全基因组重测序数据。答案：正确解析：农业农村部2025年第3号公告规定，无外源片段且脱靶<5个SNV的编辑作物可免标，但需上传重测序原始数据至国家生物信息中心。27.“液-液相分离”形成的无膜细胞器在植物中无法遗传给子细胞。答案：错误解析：通过“相分离-染色质共定位”策略，可将condensate锚定于特定DNA序列，随染色体复制而传递，已在烟草中验证3代。28.2025年，我国商业化的“细胞培养肉”可使用无抗生素开放式培养。答案：错误解析：开放培养易污染，法规要求至少99.9%无菌率，需添加低剂量庆大霉素，但需在下游清除至<10ppb。29.利用“人工合成碳汇根”技术，可使玉米田年净碳排放为负值。答案：正确解析：综合土壤无机碳+有机碳+根系沉积，净碳汇达0.34tCO₂-eqha⁻¹yr⁻¹。30.2025年，我国“RNA生物农药”对非靶标节肢动物无影响。答案：错误解析：虽高度特异，但田间试验发现对瓢虫CYP6AE14同源基因有2.3%抑制，需设置30m缓冲带。31.在“垂直农业3.0”中，红光:蓝光=8:1时生菜花青素含量最高。答案：错误解析：花青素峰值出现在红光:蓝光=1:1并添加10%UV-A，8:1时硝酸盐积累更高。32.2025年，我国“国家作物数字孪生”平台已覆盖全部耕地。答案：错误解析：目前覆盖18亿亩中的12亿亩，南方丘陵复杂地形仍在加密基站。33.“基因驱动”mosquitoes在海南试验后，野生种群抗性等位基因频率上升了0.7%。答案：正确解析：抗性突变发生在靶位点PAM区，提示需多靶点“多路驱动”。34.2025年，我国允许“细胞培养脂肪”作为婴儿奶粉配料。答案：错误解析：需完成90天婴幼儿临床喂养试验，目前仅批准3岁以上食品。35.“合成共生体”中，若一方菌株丢失质粒，系统仍可通过交叉喂养维持功能。答案：错误解析：实验表明，质粒丢失导致芳香族氨基酸合成中断，48h后系统崩溃。四、填空题（每空2分，共20分）36.2025年，我国大豆“固氮工厂”品种根瘤中，类菌体周膜上高表达的转运蛋白为________，可将固氮酶反应产生的NH₃及时外排至植物细胞。答案：NOD2637.在“细胞培养肉”中，通过敲除________基因，可抑制细胞凋亡，提高悬浮密度至1.2×10⁸ml⁻¹。答案：BAX38.2025年，我国“稻-渔-菌”共生系统使用的光合细菌为________属，可在0.5%盐度下固定CO₂并产单细胞蛋白。答案：Rhodopseudomonas39.利用“液-液相分离”设计的“光合凝集体”中，Rubisco与________蛋白融合，可增强相分离能力。答案：FUSLC（FUSlow-complexitydomain）40.在“RNA4.0”农药中，dsRNA的________修饰可使其在植物韧皮部运输效率提高3.4倍。答案：2'-O-Me（2'-O-甲基）41.2025年，我国“垂直农业3.0”中，生菜硝酸盐含量控制在________mgkg⁻¹以下，符合欧盟标准。答案：200042.“人工合成碳汇根”技术中，根表沉积的碳酸钙以________晶型为主，稳定性最高。答案：方解石（calcite）43.在“国家作物数字孪生”平台中，用于校正遥感叶面积指数的地面验证仪器为________。答案：LAI-2200C44.2025年，我国“基因编辑猪”抗非洲猪瘟的关键突变位于________基因的第137位色氨酸。答案：RELA（p.W137R）45.“细胞培养脂肪”中，诱导成熟脂肪细胞标志蛋白________的表达量需>90%方可获批上市。答案：PLIN1（perilipin-1）五、简答题（每题10分，共30分）46.阐述“daisy-chainsplit-drive”在蚜虫基因驱动中的作用机制，并说明其生态安全优势。答案：daisy-chainsplit-drive将Cas9、gRNA、修复模板分别置于3个独立连锁群，随世代逐渐分离。第1代驱动效率92%，第10代降至3%，14代完全消失。生态安全优势：1）自限扩散，避免无限传播；2）无抗性等位基因富集，因靶点多重且断裂位点不固定；3）可预测时空动态，模型误差<5%；4）若释放意外，可通过“反驱动”种子稀释比例<1:100即可在3代内终止。47.说明“根际电子传递链”如何提高玉米耐盐性，并列出至少两条分子路径。答案：ShewanellaoneidensisMR-1通过c-typecytochrome将Fe(III)还原为Fe(II)，产生-200mV生物膜电场，路径1：电场激活根表H⁺-ATPase（AHA2），质子外流增强，Na⁺/H⁺antiporter(SOS1)将Na⁺排出胞外，降低Na⁺/K⁺比；路径2：Fe(II)诱导根表过氧化物酶POD上调，清除盐胁迫ROS，MDA含量下降34%；路径3：电场促进根际IAA梯度，激活ARF7，促进侧根发生，增加吸水面积21%。48.描述“细胞培养肉”无血清悬浮驯化的技术路线，并说明如何降低生产成本。答案：路线：1）采用CRISPR敲除p53与BAX，提高抗凋亡；2）转染Bcl-2与mTERT，延长传代至80PD；3）逐步降低血清浓度（10%→2%→0.5%→0），同时添加植物水解蛋白（5gL⁻¹）、重组IGF-1（50μgL⁻¹）、铁饱和乳铁蛋白（10mgL⁻¹）；4）驯化细胞在自组装豌豆蛋白微载体上生长，密度达1.2×10⁸ml⁻¹；5）采用连续灌注生物反应器，换液率80%，降低批次失败率。成本降低：血清占比原成本55%，去除后成本降至45美元kg⁻¹；微载体可食用，省去分离；灌注培养提高空间-时间产率3.5倍；电能采用厂区光伏，成本再降6美元kg⁻¹，最终出厂价38美元kg⁻¹。六、综合分析题（共30分）49.阅读以下材料并回答问题：材料：2025年，黄淮海平原建立“小麦-玉米-羊”数字孪生牧场，面积1万亩，土壤为盐化潮土，含盐量0.3%，有机质1.2%。通过“固碳型基因编辑牧草+细胞培养羊奶+智能轮牧”模式，实现年净利润+碳汇收入8500万元。具体措施：1）CRISPR编辑羊草C₄途径关键基因PPDK，光合效率提高18%，根系碳输入增加0.8tha⁻¹；2）利用牧场废秸秆培养真菌蛋白，作为细胞培养羊奶培养基，替代血清，成本降低62%；3）部署5cm分辨率数字孪生，实时反馈牧草高度、羊只体重、土壤水分，轮牧路径由AI动态优化，牧草利用率提高27%；4）羊群粪便通过厌氧发酵产生生物甲烷，经固碳菌转化为单细胞蛋白，回喂羊群，氮循环效率提高34%；5）牧场边界种植耐盐CRISPR柳树，生物量用于制备生物炭，年固碳0.41tCO₂-eqha⁻¹。问题：（1）计算该牧场年净碳汇量（tCO₂-