2025年大學《分子科學與工程》專業(yè)題庫——分子生物學與環(huán)境工程考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)）1.下列哪項不是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特征？A.堿基互補配對原則B.反向平行排列的兩條鏈C.糖-phosphate骨架位于螺旋外側(cè)D.主要由RNA鏈構(gòu)成2.在原核生物中，RNA聚合酶啟動轉(zhuǎn)錄過程時識別的結(jié)合位點稱為：A.轉(zhuǎn)錄終止子B.核心啟動子C.增強子D.操縱子3.PCR技術中，用于擴增目的DNA片段的關鍵酶是：A.DNA連接酶B.DNA聚合酶C.RNA聚合酶D.限制性內(nèi)切酶4.限制性內(nèi)切酶識別和切割DNA的特性是：A.隨機切割DNA雙鏈B.在特定位點的RecognitionSequence處切割，產(chǎn)生粘性末端或平末端C.只能切割RNA分子D.不需要輔因子5.下列哪種技術常用于檢測特定DNA片段或RNA序列的存在？A.凝膠電泳B.DNA測序C.核酸雜交D.蛋白質(zhì)印跡6.基因表達調(diào)控在真核生物中比原核生物更復雜，這主要是因為：A.真核生物基因組更大B.真核基因有內(nèi)含子C.真核細胞有核膜隔離D.真核生物只有轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控7.下列哪種微生物過程在生物修復污染環(huán)境方面具有重要意義？A.化能合成作用B.光合作用C.微生物降解有機污染物D.礦化作用8.環(huán)境DNA（eDNA）技術可以用于：A.檢測水體或土壤中的特定物種B.直接培養(yǎng)微生物群落C.測定水體濁度D.分析大氣成分9.基因編輯技術（如CRISPR-Cas9）在環(huán)境工程中潛在的應用包括：A.構(gòu)建抗污染的植物品種B.改造微生物以增強其環(huán)境修復能力C.用于環(huán)境監(jiān)測樣本的前處理D.以上都是10.下列哪種污染物類型的研究常涉及分子毒理學方法，以了解其對生物遺傳物質(zhì)的潛在影響？A.重金屬B.揮發(fā)性有機化合物（VOCs）C.酚類化合物D.以上都是二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.DNA分子中，脫氧核糖和磷酸基團通過______鍵連接，形成DNA鏈。2.翻譯過程中，mRNA上的密碼子通過與其配對的tRNA上的______來識別，從而將正確的氨基酸帶到核糖體。3.中心法則描述了遺傳信息在細胞內(nèi)從______傳遞到蛋白質(zhì)的過程。4.限制性內(nèi)切酶識別的DNA序列通常具有______的特性。5.PCR技術的核心原理是DNA雙鏈的______。6.在環(huán)境監(jiān)測中，利用分子生物學技術檢測水體中的病原微生物，屬于______的范疇。7.某些環(huán)境污染物可以誘導生物體內(nèi)產(chǎn)生______，這些蛋白質(zhì)參與DNA修復或細胞凋亡過程。8.利用基因工程改造的微生物進行污染物降解，是______的一種具體應用。9.基因組測序技術的發(fā)展為研究環(huán)境微生物群落結(jié)構(gòu)和功能提供了強大的______工具。10.分子生物學技術在闡明環(huán)境污染物通過______途徑影響生物體方面發(fā)揮著關鍵作用。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.分子克隆2.基因表達調(diào)控3.環(huán)境微生物學4.DNA測序5.分子毒理學四、簡答題（每題5分，共10分）1.簡述PCR技術的基本原理及其三個關鍵步驟。2.簡述利用分子生物學方法檢測環(huán)境水體中特定病原菌的基本思路。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述基因編輯技術在改良環(huán)境修復微生物方面的潛力與挑戰(zhàn)。2.論述分子生物學技術在環(huán)境監(jiān)測中的優(yōu)勢及其在生物多樣性保護中的應用前景。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.B5.C6.C7.C8.A9.D10.D二、填空題1.糖苷鍵2.反密碼子3.DNA→RNA→蛋白質(zhì)4.重復性（或回文）5.復制6.分子診斷7.修復蛋白（或加合物）8.生物修復9.信息技術10.代謝或遺傳三、名詞解釋1.分子克?。褐笇⑻囟ǖ腄NA片段（目的基因）分離出來，并使其進入宿主細胞（如細菌）中穩(wěn)定維持、擴增和表達的過程。2.基因表達調(diào)控：指生物體內(nèi)基因信息轉(zhuǎn)化為功能性產(chǎn)物（通常是蛋白質(zhì)）的過程受到精確控制的現(xiàn)象，包括轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平上的調(diào)控。3.環(huán)境微生物學：研究環(huán)境中（如土壤、水體、空氣）微生物的種類、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、功能及其與環(huán)境影響之間相互關系的科學。4.DNA測序：指確定DNA分子中核苷酸（A,T,C,G）排列順序的技術。5.分子毒理學：運用分子生物學技術和原理研究環(huán)境有害物質(zhì)（如污染物、毒素）與生物體分子結(jié)構(gòu)（DNA、RNA、蛋白質(zhì)）相互作用，以及這些相互作用導致毒性效應的機制的科學。四、簡答題1.PCR技術的基本原理：利用DNA聚合酶在體外特異性地擴增特定DNA片段的技術。其原理基于DNA雙鏈的復制機制，通過模擬體內(nèi)的DNA復制過程，使目標DNA片段呈指數(shù)級擴增。三個關鍵步驟：a.變性（Denaturation）：在高溫（通常95℃）條件下，使DNA雙鏈解離為兩條單鏈。b.退火（Annealing）：在較低溫度（通常50-65℃）下，引物（短鏈DNA）與兩條單鏈DNA的互補序列結(jié)合。c.延伸（Extension）：在適宜溫度（通常72℃）下，DNA聚合酶以引物為起始點，沿單鏈模板合成新的互補鏈，形成雙鏈DNA。這個過程經(jīng)歷變性、退火、延伸三個步驟的循環(huán)（通常30-40個循環(huán)），使目標DNA片段數(shù)量呈指數(shù)增長。2.利用分子生物學方法檢測環(huán)境水體中特定病原菌的基本思路：a.樣品采集與處理：從環(huán)境水體中采集樣品，并進行適當?shù)母患?、純化或直接提取其中的核酸（DNA或RNA）。b.特異性分子標記設計：針對目標病原菌特有的基因組序列（如16SrRNA基因、特定基因片段）設計引物或探針。c.核酸提取與檢測：*方法一（PCR/Real-timePCR）：提取環(huán)境樣品中的DNA/RNA，以特異性引物進行PCR擴增，或使用Real-timePCR進行定量檢測。陽性結(jié)果表明存在目標病原菌的核酸。*方法二（核酸雜交）：將提取的核酸與標記的特異性探針進行雜交，通過檢測雜交信號（如化學發(fā)光、熒光）判斷目標病原菌是否存在。*方法三（基因測序）：對提取的核酸進行高通量測序，通過生物信息學分析比對序列，鑒定病原菌種類。d.結(jié)果分析：根據(jù)PCR產(chǎn)物、雜交信號或測序結(jié)果，判斷環(huán)境水體中是否存在特定病原菌及其相對豐度。五、論述題1.基因編輯技術在改良環(huán)境修復微生物方面的潛力與挑戰(zhàn)：潛力：a.增強降解能力：通過編輯基因，可以引入新的降解基因、增強現(xiàn)有降解基因的表達，或改造酶蛋白的結(jié)構(gòu)，提高微生物對特定難降解污染物（如PAHs、PCBs）的降解效率和范圍。b.提高耐受性：編輯基因可以增強微生物對污染物毒性（如重金屬、高鹽、極端pH）的耐受性，使其能在更惡劣的環(huán)境條件下發(fā)揮作用。c.優(yōu)化代謝途徑：通過調(diào)控或改造參與污染物代謝的關鍵基因，可以優(yōu)化代謝路徑，提高目標污染物的轉(zhuǎn)化速率或改變最終產(chǎn)物，減少二次污染風險。d.賦予新功能：基因編輯技術可以引入外源基因，使原本不能降解某種污染物的微生物獲得該功能。e.精準調(diào)控：結(jié)合調(diào)控元件（如啟動子、增強子）的編輯，可以實現(xiàn)微生物修復功能的空間或時間特異性調(diào)控。挑戰(zhàn)：a.脫靶效應：基因編輯工具可能意外編輯非目標位點，引發(fā)不可預見的生物學效應。b.環(huán)境適應性：轉(zhuǎn)基因微生物在復雜多變的環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中可能面臨生存競爭壓力，其長期穩(wěn)定性和生態(tài)安全性存在不確定性。c.基因漂移：改良基因可能通過水平基因轉(zhuǎn)移擴散到其他微生物，帶來潛在的生態(tài)風險。d.倫理與法規(guī)：基因編輯微生物的研發(fā)和應用涉及倫理爭議和嚴格的生物安全監(jiān)管。e.技術復雜性：在非受控環(huán)境中精確、高效地實施基因編輯操作具有挑戰(zhàn)性。2.分子生物學技術在環(huán)境監(jiān)測中的優(yōu)勢及其在生物多樣性保護中的應用前景：優(yōu)勢：a.高靈敏度與特異性：能夠檢測到極低濃度的目標分子（DNA、RNA），且特異性強，不易受環(huán)境干擾物質(zhì)影響，可精確識別物種或污染物。b.檢測不可見生物：可檢測到休眠、微小的或肉眼不可見的生物（如通過eDNA檢測隱存物種），彌補傳統(tǒng)采樣方法的不足。c.檢測多樣性：通過高通量測序等技術，能夠快速評估樣品中的物種組成和豐度，提供群落層面的信息。d.快速高效：許多分子生物學技術（如Real-timePCR）可以在較短時間內(nèi)獲得結(jié)果，適用于應急監(jiān)測。e.標準化與可比性：基于分子標記的技術方法相對標準化，便于不同時間、不同地點監(jiān)測數(shù)據(jù)的比較。在生物多樣性保護中的應用前景：a.物種識別與監(jiān)測：用于鑒定物種（包括難識別的類群或古生物），監(jiān)測珍稀瀕危物種的分布和種群動態(tài)，評估物種入侵風險。b.生態(tài)系統(tǒng)評估：通過分析環(huán)境DNA（eDNA）或環(huán)境宏基因組，評估群落結(jié)構(gòu)、功能多樣性和生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。c.遺傳資源保