2025年生物行業(yè)筆試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于中心法則的描述，錯(cuò)誤的是（）A.DNA復(fù)制是半保留復(fù)制B.逆轉(zhuǎn)錄過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與C.tRNA是翻譯的直接模板D.某些RNA病毒可通過RNA復(fù)制完成遺傳信息傳遞2.CRISPR-Cas9系統(tǒng)中，引導(dǎo)Cas9蛋白識別靶DNA序列的分子是（）A.sgRNAB.mRNAC.rRNAD.miRNA3.蛋白質(zhì)變性后不會發(fā)生的變化是（）A.生物活性喪失B.一級結(jié)構(gòu)破壞C.溶解度降低D.空間結(jié)構(gòu)改變4.下列哪項(xiàng)不是RNA干擾（RNAi）的特點(diǎn)？（）A.特異性降解靶mRNAB.由siRNA介導(dǎo)C.僅發(fā)生在原核生物中D.可抑制基因表達(dá)5.限制性內(nèi)切酶切割DNA的位點(diǎn)通常是（）A.隨機(jī)序列B.回文序列C.單鏈缺口D.富含A-T的區(qū)域6.PCR技術(shù)中，引物的作用是（）A.提供DNA合成的模板B.激活DNA聚合酶C.為DNA合成提供3’-OH末端D.穩(wěn)定反應(yīng)體系的pH7.原核生物轉(zhuǎn)錄終止的方式不包括（）A.ρ因子依賴型終止B.莖環(huán)結(jié)構(gòu)終止C.多聚腺苷酸化終止D.發(fā)夾結(jié)構(gòu)結(jié)合RNA聚合酶導(dǎo)致脫落8.單克隆抗體制備過程中，與B淋巴細(xì)胞融合的細(xì)胞是（）A.成纖維細(xì)胞B.骨髓瘤細(xì)胞C.肝細(xì)胞D.神經(jīng)細(xì)胞9.下列表觀遺傳修飾中，通常與基因沉默相關(guān)的是（）A.DNA甲基化（CpG島）B.組蛋白乙?；疌.組蛋白磷酸化D.染色質(zhì)重塑10.腺相關(guān)病毒（AAV）作為基因治療載體的主要優(yōu)點(diǎn)是（）A.免疫原性強(qiáng)B.可整合到宿主染色體C.感染分裂和非分裂細(xì)胞D.包裝容量大（>10kb）二、填空題（每空1分，共20分）1.限制性內(nèi)切酶EcoRI的命名中，“R”代表該酶來源于大腸桿菌的______（菌株/種屬）。2.PCR反應(yīng)的三個(gè)基本步驟是______、______、______。3.人類基因組計(jì)劃（HGP）完成全部測序的時(shí)間是______年。4.CRISPR-Cas9系統(tǒng)中，Cas9蛋白的核心功能是______（酶活性）。5.單克隆抗體制備的關(guān)鍵技術(shù)是______（細(xì)胞工程技術(shù)）。6.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的直徑約為______nm，螺距約為______nm。7.原核生物核糖體的沉降系數(shù)為______，由______和______兩個(gè)亞基組成。8.真核生物mRNA的5’端修飾是______，3’端修飾是______。9.基因編輯技術(shù)中的“脫靶效應(yīng)”指______。10.蛋白質(zhì)變性后，其______結(jié)構(gòu)保持完整，但______結(jié)構(gòu)被破壞。三、簡答題（每題8分，共40分）1.比較原核生物與真核生物mRNA的主要差異。2.簡述CRISPR-Cas9技術(shù)的基本原理及其在基因治療中的應(yīng)用前景。3.說明單克隆抗體制備的關(guān)鍵步驟及各步驟的生物學(xué)意義。4.分析PCR技術(shù)中引物設(shè)計(jì)的基本原則及其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。5.解釋表觀遺傳修飾如何調(diào)控基因表達(dá)，并舉例說明其生物學(xué)意義。四、案例分析題（20分）某實(shí)驗(yàn)室利用CRISPR-Cas9技術(shù)敲除小鼠的A基因，旨在研究其在糖尿病發(fā)病中的作用。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①設(shè)計(jì)針對A基因外顯子2的sgRNA（序列：5’-GCTACGATCGATCGAT-3’）；②構(gòu)建表達(dá)sgRNA和Cas9的質(zhì)粒，通過顯微注射導(dǎo)入小鼠受精卵；③篩選陽性小鼠（經(jīng)PCR和測序驗(yàn)證A基因敲除成功）；④觀察表型：部分小鼠出現(xiàn)多飲多尿（預(yù)期糖尿病表型），但另有30%小鼠出現(xiàn)毛色由黑變白（非預(yù)期表型）。測序結(jié)果顯示，毛色改變的小鼠在B基因（與毛色相關(guān)）位點(diǎn)檢測到插入缺失（Indel）。請回答以下問題：（1）分析毛色改變的可能原因；（2）提出驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案；（3）針對該問題，可采取哪些措施降低類似現(xiàn)象的發(fā)生？答案一、單項(xiàng)選擇題1.C（翻譯的直接模板是mRNA，tRNA是轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具）2.A（sgRNA引導(dǎo)Cas9識別靶序列）3.B（變性不破壞一級結(jié)構(gòu)）4.C（RNAi廣泛存在于真核生物）5.B（限制性內(nèi)切酶識別回文序列）6.C（引物提供3’-OH用于DNA鏈延伸）7.C（多聚腺苷酸化是真核mRNA的修飾）8.B（B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞）9.A（DNA甲基化通常抑制基因表達(dá)）10.C（AAV可感染分裂和非分裂細(xì)胞，免疫原性低）二、填空題1.菌株2.變性（解鏈）、退火（復(fù)性）、延伸（合成）3.20034.核酸內(nèi)切酶（切割DNA）5.細(xì)胞融合（或雜交瘤技術(shù)）6.2；3.47.70S；30S；50S8.7-甲基鳥苷三磷酸（m7GpppN）；多聚腺苷酸尾（polyA尾）9.基因編輯工具切割非目標(biāo)DNA位點(diǎn)的現(xiàn)象10.一級；高級（或空間/二、三、四級）三、簡答題1.原核與真核mRNA的主要差異：①結(jié)構(gòu)：原核mRNA多為多順反子（含多個(gè)ORF），真核為單順反子（1個(gè)ORF）；②修飾：原核mRNA無5’帽子（m7G）和3’-polyA尾，真核有；③轉(zhuǎn)錄與翻譯的偶聯(lián)：原核轉(zhuǎn)錄未完成時(shí)即可開始翻譯（邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯），真核轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核完成，需加工后轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)翻譯；④穩(wěn)定性：原核mRNA半衰期短（數(shù)分鐘），真核mRNA半衰期較長（數(shù)小時(shí)至數(shù)天）。2.CRISPR-Cas9原理及基因治療前景：原理：CRISPR-Cas9系統(tǒng)由sgRNA（引導(dǎo)RNA）和Cas9核酸內(nèi)切酶組成。sgRNA通過5’端約20nt的序列與靶DNA互補(bǔ)配對，引導(dǎo)Cas9識別PAM序列（如NGG）并切割靶DNA雙鏈，形成雙鏈斷裂（DSB）；細(xì)胞通過非同源末端連接（NHEJ）或同源重組（HDR）修復(fù)DSB，實(shí)現(xiàn)基因敲除或定點(diǎn)編輯。應(yīng)用前景：可用于治療單基因遺傳病（如囊性纖維化、地中海貧血），通過修復(fù)致病基因突變；也可編輯免疫細(xì)胞（如CAR-T細(xì)胞）增強(qiáng)腫瘤治療效果；還可用于病毒感染治療（如切割HIV前病毒DNA）。3.單克隆抗體制備關(guān)鍵步驟及意義：①免疫小鼠：用抗原免疫BALB/c小鼠，激活B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體；意義：獲取能分泌目標(biāo)抗體的B細(xì)胞。②細(xì)胞融合：將免疫的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞（無限增殖但不分泌抗體）融合，形成雜交瘤細(xì)胞；意義：結(jié)合B細(xì)胞的抗體分泌能力與骨髓瘤細(xì)胞的無限增殖能力。③篩選與克隆化：通過HAT培養(yǎng)基篩選雜交瘤細(xì)胞（骨髓瘤細(xì)胞缺乏HGPRT，無法利用次黃嘌呤；未融合的B細(xì)胞死亡），再通過有限稀釋法克隆化；意義：獲得能穩(wěn)定分泌單一抗體的雜交瘤細(xì)胞株。④抗體生產(chǎn)：體外培養(yǎng)或接種小鼠腹腔誘生腹水，提取單克隆抗體；意義：大規(guī)模制備高特異性、均一性好的抗體。4.PCR引物設(shè)計(jì)原則及影響：原則：①長度：18-25nt（過短特異性低，過長擴(kuò)增效率低）；②GC含量：40%-60%（避免過高導(dǎo)致引物二聚體，過低影響退火穩(wěn)定性）；③避免互補(bǔ)：引物自身及引物間避免形成二級結(jié)構(gòu)（如發(fā)夾結(jié)構(gòu)、二聚體），否則導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增；④特異性：引物3’端與模板嚴(yán)格匹配（3’端錯(cuò)配易導(dǎo)致擴(kuò)增失?。?；⑤Tm值：上下游引物Tm值接近（±2℃），確保同時(shí)退火；⑥靶序列位置：避免跨內(nèi)含子（若模板為cDNA）或覆蓋保守區(qū)域（提高通用性）。影響：引物設(shè)計(jì)不當(dāng)可能導(dǎo)致無擴(kuò)增產(chǎn)物（Tm過低/引物二聚體）、非特異性條帶（特異性差）、擴(kuò)增效率低（GC含量不當(dāng)）等問題。5.表觀遺傳修飾調(diào)控基因表達(dá)及實(shí)例：表觀遺傳修飾通過改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)或DNA可及性調(diào)控基因表達(dá)，不改變DNA序列。主要方式包括：①DNA甲基化：CpG島甲基化可招募抑制性蛋白（如MeCP2），阻礙轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，抑制基因表達(dá)；例如，抑癌基因p53啟動子區(qū)甲基化會導(dǎo)致其沉默，促進(jìn)腫瘤發(fā)生。②組蛋白修飾：組蛋白乙?；ㄈ鏗3K9ac）通過中和組蛋白正電荷，松弛染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄；組蛋白去乙?；瘎t抑制轉(zhuǎn)錄；例如，HDAC抑制劑通過抑制組蛋白去乙?；福せ钜职┗虮磉_(dá)，用于癌癥治療。③染色質(zhì)重塑：ATP依賴的復(fù)合體（如SWI/SNF）改變核小體位置，暴露或遮蔽啟動子區(qū)域；例如，胚胎干細(xì)胞中染色質(zhì)重塑可調(diào)控多能性基因（如Oct4）的表達(dá)。四、案例分析題（1）毛色改變的可能原因：CRISPR-Cas9的脫靶效應(yīng)。sgRNA與B基因位點(diǎn)存在部分序列互補(bǔ)（如sgRNA的5’端與B基因某區(qū)域有16-18nt匹配，且附近存在PAM序列），導(dǎo)致Cas9切割B基因，通過NHEJ修復(fù)引入Indel，造成B基因功能喪失或異常，從而影響毛色（如B基因可能編碼黑色素合成相關(guān)酶）。（2）驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案：①脫靶位點(diǎn)預(yù)測：利用生物信息學(xué)工具（如CRISPRoff、Cas-OFFinder）分析sgRNA（5’-GCTACGATCGATCGAT-3’）的潛在脫靶位點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注與B基因匹配的序列（需滿足PAM存在且錯(cuò)配數(shù)≤3）。②測序驗(yàn)證：提取毛色改變小鼠的基因組DNA，針對預(yù)測的B基因脫靶位點(diǎn)設(shè)計(jì)引物，進(jìn)行PCR擴(kuò)增并測序，確認(rèn)是否存在Indel。③功能驗(yàn)證：構(gòu)建B基因敲除小鼠（通過設(shè)計(jì)針對B基因的sgRNA），觀察其毛色是否與實(shí)驗(yàn)中異常小鼠一致；若表型重復(fù)，則證實(shí)B基因敲除是毛色改變的原因。（3）降低脫靶效應(yīng)的措施：①優(yōu)化sgRNA設(shè)計(jì)：選擇與靶序列特異性高（減少與其他基因的同源性）、GC含量適中的sgRNA，利用脫靶預(yù)測工具篩選脫靶風(fēng)險(xiǎn)低的序列。②使用高特異性Cas9變體：如eSpCas9（增強(qiáng)型Cas9）或HypaCas