2025年生物科技前沿知識競賽模擬題及參考答案#2025年生物科技前沿知識競賽模擬題一、單選題（每題2分，共20題）1.CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)中，引導RNA（gRNA）的主要功能是？A.切割DNA雙鏈B.指導Cas9蛋白識別靶向序列C.修復切割后的DNAD.提供能量2.以下哪種技術(shù)不屬于單細胞測序的范疇？A.單細胞RNA測序（scRNA-seq）B.單細胞DNA測序（scDNA-seq）C.單細胞ATP測序D.單細胞空間轉(zhuǎn)錄組測序3.在合成生物學中，“基因線路”通常指？A.單個基因的突變B.多個基因的協(xié)同調(diào)控網(wǎng)絡C.基因的隨機重組D.基因的物理分離4.以下哪種生物標志物目前被認為在阿爾茨海默病早期診斷中特異性最高？A.總Tau蛋白（t-Tau）B.乙酰膽堿酯酶活性C.Aβ42/Aβ40比值D.腦脊液淀粉樣蛋白5.腦機接口（BCI）技術(shù)中，非侵入式BCI主要依賴哪種技術(shù)采集腦電信號？A.微電極陣列B.腦磁圖（MEG）C.功能磁共振成像（fMRI）D.經(jīng)顱超聲6.以下哪種技術(shù)是利用CRISPR系統(tǒng)進行基因敲除的主要方法？A.轉(zhuǎn)錄激活物狀CRISPR（TALEN）B.基因替換C.CRISPR干擾（CRISPRi）D.錯義突變7.在植物生物技術(shù)中，"基因槍法"屬于哪種轉(zhuǎn)化方法？A.物理轉(zhuǎn)化B.生物學轉(zhuǎn)化C.化學轉(zhuǎn)化D.光學轉(zhuǎn)化8.以下哪種疾病被證實與線粒體DNA突變高度相關(guān)？A.系統(tǒng)性紅斑狼瘡B.糖尿病C.Leber遺傳性視神經(jīng)病變D.腎病綜合征9.基因治療中，以下哪種載體被廣泛用于治療遺傳性疾?。緼.病毒載體（如腺病毒）B.非病毒載體（如脂質(zhì)體）C.細胞載體（如T細胞）D.以上都是10.以下哪種技術(shù)可實現(xiàn)對生物樣本的三維結(jié)構(gòu)解析？A.流式細胞術(shù)B.透射電子顯微鏡C.光學相干斷層掃描（OCT）D.拓撲學分析二、多選題（每題3分，共10題）1.基因編輯技術(shù)可能引發(fā)的倫理問題包括？A.基因驅(qū)動的傳播B.知情同意權(quán)缺失C.生態(tài)失衡D.社會公平性2.單細胞測序技術(shù)的應用領(lǐng)域涵蓋？A.腫瘤異質(zhì)性研究B.胚胎發(fā)育分析C.微生物群落分析D.藥物篩選3.合成生物學在醫(yī)藥領(lǐng)域的應用包括？A.生產(chǎn)生物藥物B.設計抗菌肽C.建立疾病模型D.優(yōu)化疫苗生產(chǎn)4.腦機接口技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)有？A.信號噪聲比B.長期植入的生物相容性C.倫理法規(guī)限制D.神經(jīng)可塑性5.基因治療中病毒載體的局限性包括？A.免疫原性B.容量限制C.基因沉默D.制造復雜6.植物生物技術(shù)中的基因編輯工具包括？A.CRISPR-Cas9B.鋅指核酸酶（ZFN）C.TALEND.基因槍7.線粒體DNA突變研究中的技術(shù)手段包括？A.全基因組測序B.單細胞測序C.線粒體分離技術(shù)D.功能性互補實驗8.基因治療臨床試驗中的關(guān)鍵要素包括？A.藥品質(zhì)量控制B.受試者招募C.終點指標設計D.長期隨訪計劃9.生物樣本庫建設的標準要求包括？A.標本采集規(guī)范B.數(shù)據(jù)標準化C.長期保存條件D.倫理審查10.生物制造技術(shù)的優(yōu)勢包括？A.環(huán)境友好B.成本效益C.高度定制化D.快速迭代三、判斷題（每題1分，共10題）1.CRISPR-Cas9技術(shù)可以實現(xiàn)對基因的精確插入、刪除或替換。（√）2.單細胞測序技術(shù)能夠揭示細胞異質(zhì)性，但無法研究細胞間通訊。（×）3.合成生物學通過工程化生物系統(tǒng)解決實際問題。（√）4.腦機接口技術(shù)已實現(xiàn)完全自由的意念控制機器。（×）5.基因槍法是利用基因槍將DNA顆粒轟擊到細胞中。（√）6.線粒體DNA突變僅影響神經(jīng)退行性疾病。（×）7.基因治療中，腺病毒載體是目前最常用的選擇。（√）8.光學相干斷層掃描（OCT）是生物組織三維成像的常用技術(shù)。（√）9.生物樣本庫建設無需考慮倫理問題。（×）10.生物制造技術(shù)完全取代傳統(tǒng)化學合成。（×）四、簡答題（每題5分，共5題）1.簡述CRISPR-Cas9技術(shù)的原理及其在醫(yī)學研究中的應用前景。2.比較單細胞測序技術(shù)與傳統(tǒng)組學技術(shù)的優(yōu)缺點。3.解釋合成生物學中“基因線路”的概念，并舉例說明其在疾病治療中的潛在應用。4.描述腦機接口技術(shù)的基本工作原理及其在臨床應用中的局限性。5.闡述基因治療中病毒載體的選擇依據(jù)及其主要風險。五、論述題（每題10分，共2題）1.結(jié)合當前進展，論述基因編輯技術(shù)在治療遺傳性疾病中的機遇與挑戰(zhàn)。2.從倫理、技術(shù)和經(jīng)濟角度，分析腦機接口技術(shù)的未來發(fā)展方向。參考答案一、單選題1.B2.C3.B4.C5.B6.D7.A8.C9.D10.C二、多選題1.A,B,D2.A,B,C,D3.A,B,C,D4.A,B,C,D5.A,B,C,D6.A,B,C,D7.A,B,C,D8.A,B,C,D9.A,B,C,D10.A,B,C,D三、判斷題1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.√8.√9.×10.×四、簡答題1.CRISPR-Cas9技術(shù)的原理及其應用前景原理：CRISPR-Cas9系統(tǒng)由向?qū)NA（gRNA）和Cas9核酸酶組成。gRNA識別靶向DNA序列，Cas9在PAM序列（原核轉(zhuǎn)錄終止序列）附近切割DNA雙鏈，形成裂口。細胞通過端到端修復機制（NHEJ）或引導修復（HDR）完成基因編輯。應用前景：可用于遺傳病治療、癌癥研究、藥物開發(fā)等。例如，通過編輯致病基因修復遺傳缺陷，或構(gòu)建腫瘤細胞模型研究藥物作用機制。2.單細胞測序與傳統(tǒng)組學技術(shù)的比較優(yōu)點：單細胞測序可揭示細胞異質(zhì)性，傳統(tǒng)組學技術(shù)（如全基因組測序）無法實現(xiàn)。單細胞測序可研究單個細胞的轉(zhuǎn)錄組、基因組等，而傳統(tǒng)技術(shù)只能提供群體平均值。缺點：單細胞測序成本高、技術(shù)要求復雜；傳統(tǒng)組學技術(shù)成本較低、技術(shù)成熟，但無法區(qū)分單個細胞的差異。3.合成生物學中“基因線路”的概念及其應用基因線路指通過工程化設計構(gòu)建的基因調(diào)控網(wǎng)絡，實現(xiàn)特定生物學功能。例如，構(gòu)建抗菌肽生產(chǎn)菌株，通過基因線路調(diào)控抗菌肽的表達，用于治療感染性疾病。4.腦機接口技術(shù)的工作原理及其局限性工作原理：通過采集腦電信號，解碼大腦活動，實現(xiàn)意念控制設備。例如，通過BCI控制假肢或輪椅。局限性：信號噪聲比低、長期植入的生物相容性問題、倫理法規(guī)限制、神經(jīng)可塑性導致信號漂移。5.基因治療中病毒載體的選擇依據(jù)及其風險選擇依據(jù)：載體容量、免疫原性、組織靶向性、安全性等。例如，腺病毒載體容量大但免疫原性強，慢病毒載體靶向性好但制造復雜。風險：免疫原性引發(fā)排斥反應、載體整合可能導致致癌風險、基因沉默現(xiàn)象影響療效。五、論述題1.基因編輯技術(shù)在治療遺傳性疾病中的機遇與挑戰(zhàn)機遇：基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）可精確修復致病基因，為遺傳病治療提供新途徑。例如，通過編輯鐮刀型細胞貧血癥患者的血紅蛋白基因，可根治該疾病。挑戰(zhàn)：脫靶效應、倫理爭議、技術(shù)安全性、臨床轉(zhuǎn)化難度等。需要進一步優(yōu)化技術(shù)，完善