2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——分子生物學(xué)在個(gè)性化醫(yī)療中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述DNA復(fù)制的基本過程及其關(guān)鍵酶的作用。二、轉(zhuǎn)錄起始階段需要哪些主要因子的參與？簡述其作用過程。三、什么是基因編輯技術(shù)？以CRISPR/Cas9系統(tǒng)為例，說明其實(shí)現(xiàn)基因修飾的基本原理。四、闡述生物標(biāo)志物在個(gè)性化醫(yī)療中的定義、分類及其重要性。五、試述腫瘤分子分型在個(gè)性化腫瘤治療中的意義，并舉例說明基于特定分子標(biāo)志物的靶向治療方案。六、簡述藥物基因組學(xué)的基本原理，并舉例說明基因型如何影響藥物的反應(yīng)。七、液體活檢技術(shù)在個(gè)性化醫(yī)療中具有哪些優(yōu)勢？請(qǐng)列舉至少三種不同的液體活檢方法及其主要應(yīng)用場景。八、在遺傳疾病的診斷與預(yù)防中，基因檢測技術(shù)可以發(fā)揮哪些作用？請(qǐng)結(jié)合具體實(shí)例說明。九、基因治療面臨哪些主要的科學(xué)和倫理挑戰(zhàn)？請(qǐng)選擇其中一至兩個(gè)挑戰(zhàn)進(jìn)行詳細(xì)論述。十、結(jié)合你對(duì)分子生物學(xué)和個(gè)性化醫(yī)療的理解，論述其發(fā)展對(duì)未來醫(yī)學(xué)模式可能帶來的深刻變革。試卷答案一、DNA復(fù)制是一個(gè)半保留、半不連續(xù)的半雙螺旋解旋過程。過程包括：解旋（解旋酶解開雙螺旋）；合成前導(dǎo)鏈（以3'→5'鏈為模板，DNA聚合酶沿5'→3'方向合成連續(xù)的5'→3'鏈）；合成后隨鏈（以5'→3'鏈為模板，DNA聚合酶沿5'→3'方向合成不連續(xù)的Okazaki片段，RNA引物提供起始點(diǎn)，連接酶將片段連接）。關(guān)鍵酶包括：解旋酶（破壞氫鍵）、DNA聚合酶（合成新鏈，具有5'→3'聚合活性和3'→5'外切酶活性）、引物酶（合成RNA引物）、連接酶（連接片段）。二、轉(zhuǎn)錄起始需要RNA聚合酶、核心轉(zhuǎn)錄因子、一般轉(zhuǎn)錄因子和啟動(dòng)子等參與。過程：RNA聚合酶結(jié)合到啟動(dòng)子上的特定序列（如真核生物的TATA盒）；核心轉(zhuǎn)錄因子和一般轉(zhuǎn)錄因子先與啟動(dòng)子結(jié)合，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物；RNA聚合酶結(jié)合到復(fù)合物上，完成起始位點(diǎn)的辨認(rèn)；RNA聚合酶開始沿5'→3'方向合成RNA鏈，同時(shí)模板鏈沿3'→5'方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)錄起始完成。三、基因編輯技術(shù)是指對(duì)特定DNA序列進(jìn)行精確修飾（插入、刪除、替換）的技術(shù)。CRISPR/Cas9系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基因修飾的基本原理：利用向?qū)NA（gRNA，包含目標(biāo)序列和PAM序列）識(shí)別并結(jié)合目標(biāo)DNA序列；Cas9蛋白被gRNA引導(dǎo)到目標(biāo)位點(diǎn)，并在PAM序列附近切割DNA雙鏈，形成DNA雙鏈斷裂（DSB）；細(xì)胞自身的DNA修復(fù)機(jī)制（非同源末端連接NHEJ或同源定向修復(fù)HDR）修復(fù)DSB，從而實(shí)現(xiàn)基因敲除、基因替換或基因插入等修飾。四、生物標(biāo)志物是指能夠客觀測量和評(píng)估的、能夠指示正常生物學(xué)狀態(tài)、病理過程或?qū)χ委煼磻?yīng)的指標(biāo)。分類包括：診斷標(biāo)志物（用于疾病診斷）、預(yù)后標(biāo)志物（用于預(yù)測疾病進(jìn)展或復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)）、治療反應(yīng)標(biāo)志物（用于評(píng)估治療效果）、預(yù)測標(biāo)志物（用于預(yù)測治療反應(yīng)或疾病風(fēng)險(xiǎn)）。重要性在于：輔助疾病早期發(fā)現(xiàn)與診斷、評(píng)估疾病嚴(yán)重程度與預(yù)后、指導(dǎo)個(gè)性化治療方案的選擇與優(yōu)化、監(jiān)測治療過程中的動(dòng)態(tài)變化。五、腫瘤分子分型根據(jù)腫瘤的分子特征（如基因突變、表達(dá)譜、染色體異常等）將患者分為不同亞組，不同亞組的腫瘤具有不同的生物學(xué)行為和對(duì)治療的反應(yīng)。其意義在于：揭示腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制、實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的疾病分類、指導(dǎo)個(gè)體化靶向治療和免疫治療。例如，EGFR突變的非小細(xì)胞肺癌患者可以使用EGFR-TKIs（如吉非替尼、厄洛替尼）進(jìn)行靶向治療；HER2陽性的乳腺癌患者可以使用抗HER2藥物（如曲妥珠單抗）治療。六、藥物基因組學(xué)是研究遺傳變異如何影響個(gè)體對(duì)藥物的反應(yīng)的學(xué)科?；驹恚耗承┗虻淖儺悤?huì)影響編碼藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或靶受體的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而改變藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和作用（ADME）過程，導(dǎo)致藥物療效和毒副作用的個(gè)體差異。例如，CYP2C9基因的某些變異會(huì)影響編碼細(xì)胞色素P450酶CYP2C9的蛋白質(zhì)活性，導(dǎo)致使用華法林等需要該酶代謝的藥物時(shí)，個(gè)體對(duì)華法林的敏感性不同，需要調(diào)整劑量。七、液體活檢技術(shù)通過檢測血液或其他體液中的循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）、外泌體、循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）等生物標(biāo)志物來輔助癌癥診斷、治療監(jiān)測和預(yù)后評(píng)估。優(yōu)勢包括：取樣方便、痛苦小、可重復(fù)檢測、能夠反映腫瘤動(dòng)態(tài)變化。主要應(yīng)用場景：腫瘤早期篩查（如ctDNA）、療效監(jiān)測（通過ctDNA水平變化判斷治療反應(yīng)）、復(fù)發(fā)監(jiān)測（檢測殘留或復(fù)發(fā)ctDNA）、指導(dǎo)治療決策（如ctDNA測序指導(dǎo)靶向用藥）。八、基因檢測技術(shù)在遺傳疾病的診斷中可以確定致病基因的突變；在遺傳病的預(yù)防中，可以對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)個(gè)體進(jìn)行檢測，評(píng)估其生育攜帶后代的風(fēng)險(xiǎn)，為遺傳咨詢和生育決策提供依據(jù)。例如，對(duì)囊性纖維化基因進(jìn)行檢測，可以診斷囊性纖維化或評(píng)估生育攜帶者的風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)地中海貧血基因進(jìn)行檢測，可以篩查高危人群，指導(dǎo)產(chǎn)前診斷。九、基因治療面臨的挑戰(zhàn)包括：高效的基因遞送系統(tǒng)研發(fā)（如何安全、有效地將治療基因遞送到目標(biāo)細(xì)胞或組織）、靶向性和特異性（確?；蛑蛔饔糜诓∽儾课?，避免脫靶效應(yīng)）、免疫原性（引發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)，攻擊導(dǎo)入的基因或載體）、長期安全性（如插入突變、染色體異常等）以及倫理問題（如基因編輯嬰兒、基因信息隱私、公平性問題等）。例如，CRISPR/Cas9技術(shù)在臨床應(yīng)用中存在的脫靶效應(yīng)和免疫原性問題。十、分子生物學(xué)和個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展對(duì)未來醫(yī)學(xué)模式可能帶來的深刻變革包括：從“一刀切”的標(biāo)準(zhǔn)化治療向“量身定制”的個(gè)體化治療轉(zhuǎn)變