2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——分子生物工程與生物醫(yī)學(xué)科學(xué)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共30分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪項(xiàng)技術(shù)通常利用限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別并切割特定位點(diǎn)的DNA序列？A.PCR擴(kuò)增B.DNA測(cè)序C.基因克隆D.基因芯片雜交2.在真核生物中，RNA聚合酶II主要負(fù)責(zé)合成哪種類型的RNA？A.mRNAB.tRNAC.rRNAD.siRNA3.中心法則描述了遺傳信息流動(dòng)的方向，其中從RNA流向DNA的過程稱為？A.轉(zhuǎn)錄B.翻譯C.反轉(zhuǎn)錄D.重組4.下列哪種工具常被用于特異性識(shí)別和切割目標(biāo)DNA序列，并在基因工程中作為基因剪接的“分子剪刀”？A.載體質(zhì)粒B.限制性核酸內(nèi)切酶C.DNA連接酶D.DNA聚合酶5.PCR技術(shù)中，用于擴(kuò)增目的DNA片段的關(guān)鍵酶是？A.RNA聚合酶B.蛋白酶C.DNA聚合酶（如Taq酶）D.限制性核酸內(nèi)切酶6.將目的基因?qū)胨拗骷?xì)胞的過程稱為？A.基因表達(dá)B.基因重組C.基因轉(zhuǎn)化D.基因測(cè)序7.細(xì)胞分化是指？A.細(xì)胞數(shù)量的增加B.細(xì)胞遺傳物質(zhì)的改變C.不同細(xì)胞類型在形態(tài)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程D.細(xì)胞衰老死亡的過程8.在基因治療中，常被用作載體將治療基因遞送入靶細(xì)胞的是？A.病毒載體B.電穿孔C.基因槍D.脂質(zhì)體9.干細(xì)胞具有的特性包括？A.只能分化成一種特定類型的細(xì)胞B.具有自我更新能力和多向分化潛能C.遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生改變D.只能進(jìn)行有絲分裂10.組織工程的目標(biāo)是？A.使用藥物促進(jìn)組織再生B.利用工程學(xué)原理和方法構(gòu)建或修復(fù)受損組織C.培養(yǎng)單一的細(xì)胞類型D.研究組織的生理結(jié)構(gòu)11.生物傳感器通常由哪兩部分組成？A.信號(hào)轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)B.檢測(cè)元件和信號(hào)放大系統(tǒng)C.基底材料和功能分子D.主體部分和連接部分12.基于核酸適配體（Aptamer）的分子識(shí)別技術(shù)，如電化學(xué)阻抗譜（EIS），可用于？A.基因測(cè)序B.檢測(cè)特定小分子或生物分子C.克隆目的基因D.合成RNA干擾分子13.表觀遺傳學(xué)修飾主要影響？A.DNA序列的堿基變化B.基因表達(dá)的可遺傳性變化，而不改變DNA序列C.RNA的剪切方式D.蛋白的翻譯速度14.在利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改造酶時(shí)，通常通過改變其氨基酸序列來？A.改變其大小B.提高其穩(wěn)定性或活性C.改變其溶解度D.降低其分子量15.下列哪項(xiàng)不屬于生物醫(yī)學(xué)科學(xué)的研究范疇？A.基因疾病的診斷與治療B.人工器官的設(shè)計(jì)與制造C.化學(xué)合成藥物的研發(fā)D.細(xì)胞移植治療二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在橫線上）1.__________是指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的一類RNA分子。2.基因克隆常用的載體是__________質(zhì)粒。3.利用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶可以將__________片段連接到載體上。4.__________是指利用生物體或生物體成分進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)或服務(wù)的過程。5.__________干細(xì)胞來源于胚胎，具有最強(qiáng)的分化潛能。6.組織工程中常用的三維支架材料可以是天然高分子如__________或合成聚合物如聚乳酸。7.生物傳感器通常需要具有高選擇性和高_(dá)_________的檢測(cè)元件。8.RNA干擾（RNAi）技術(shù)利用__________分子來沉默特定基因的表達(dá)。9.__________是一種通過改變生物體遺傳物質(zhì)來賦予其新功能的技術(shù)。10.__________是指將基因治療藥物（如病毒載體）導(dǎo)入患者體內(nèi)的過程。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確、專業(yè)的定義）1.基因表達(dá)調(diào)控2.基因測(cè)序3.基因治療4.細(xì)胞分化5.生物相容性四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題）1.簡(jiǎn)述PCR技術(shù)的基本原理及其關(guān)鍵步驟。2.簡(jiǎn)述基因治療的主要策略及其面臨的挑戰(zhàn)。3.簡(jiǎn)述組織工程的基本要素及其在修復(fù)受損組織中的作用。4.簡(jiǎn)述生物傳感器的基本工作原理及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用類型。五、論述題（每題10分，共20分。請(qǐng)圍繞題目要求，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行較為深入的闡述和分析）1.論述基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）在生物醫(yī)學(xué)研究中的重大意義及其潛在的應(yīng)用前景。2.論述干細(xì)胞研究在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域所面臨的科學(xué)挑戰(zhàn)和倫理問題。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（10分。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，用于初步篩選能夠特異性結(jié)合某種目標(biāo)蛋白的核酸適配體。）試卷答案一、選擇題1.C2.A3.C4.B5.C6.C7.C8.A9.B10.B11.C12.B13.B14.B15.C二、填空題1.mRNA2.克隆3.目的基因4.生物制造5.胚胎6.海藻酸鹽7.靈敏度8.小干擾RNA（siRNA）或雙鏈RNA（dsRNA）9.基因工程10.基因遞送三、名詞解釋1.基因表達(dá)調(diào)控：指細(xì)胞根據(jù)自身需要和外界環(huán)境變化，精密地控制基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，從而決定基因表達(dá)時(shí)間、空間和水平的現(xiàn)象。2.基因測(cè)序：指測(cè)定DNA或RNA分子中核苷酸（堿基）序列的技術(shù)。3.基因治療：指將外源基因?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償缺陷基因的功能，從而達(dá)到治療疾病目的的治療方法。4.細(xì)胞分化：指處于未分化狀態(tài)的細(xì)胞，在特定信號(hào)或微環(huán)境誘導(dǎo)下，其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生穩(wěn)定、不可逆變化的過程，最終成為具有特定功能的特化細(xì)胞。5.生物相容性：指生物材料與生物體（活體組織、血液等）接觸時(shí)，能夠相互作用并產(chǎn)生可接受、無不良反應(yīng)（如免疫排斥、毒性、炎癥等）的特性。四、簡(jiǎn)答題1.PCR技術(shù)的基本原理是利用一對(duì)特異性引物，在DNA聚合酶的作用下，選擇性擴(kuò)增目標(biāo)DNA片段。關(guān)鍵步驟包括：①變性（高溫變性，使模板DNA雙鏈解開）；②退火（低溫，使引物與模板DNA的互補(bǔ)序列結(jié)合）；③延伸（中溫，DNA聚合酶以引物為起點(diǎn)，沿模板鏈合成新的互補(bǔ)鏈）。重復(fù)變性、退火、延伸循環(huán)，使目標(biāo)DNA片段呈指數(shù)級(jí)擴(kuò)增。2.基因治療的主要策略包括：①基因置換/修正：用正常基因替換掉異?；蚧蛐迯?fù)突變的基因；②基因增補(bǔ)：向細(xì)胞內(nèi)補(bǔ)充正常功能的外源基因，以補(bǔ)償缺陷基因的功能；③基因沉默：通過RNA干擾等技術(shù)抑制目標(biāo)基因的表達(dá)。面臨的挑戰(zhàn)包括：①高效的基因遞送系統(tǒng)（載體）的研發(fā)；②靶細(xì)胞特異性表達(dá)；③免疫排斥反應(yīng)；④長期安全性（如插入突變、致癌風(fēng)險(xiǎn)）；⑤倫理問題。3.組織工程的基本要素包括：①種子細(xì)胞（如干細(xì)胞、自體細(xì)胞）；②生物材料（三維支架，提供支撐、引導(dǎo)細(xì)胞行為、降解）；③生物活性因子（如生長因子，促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化、血管形成）。這些要素協(xié)同作用，在體外或體內(nèi)構(gòu)建具有特定結(jié)構(gòu)和功能的組織替代物，以修復(fù)或替換受損組織。4.生物傳感器的基本工作原理是：將生物識(shí)別元件（如酶、抗體、核酸適配體、微生物等）與信號(hào)轉(zhuǎn)換器（如電化學(xué)、光學(xué)、壓電等）結(jié)合，當(dāng)目標(biāo)分析物與生物識(shí)別元件發(fā)生特異性相互作用時(shí)，會(huì)引起信號(hào)的變化，通過檢測(cè)信號(hào)的變化來定性或定量分析目標(biāo)分析物。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用類型包括：①疾病診斷（如血糖儀、傳染病快速檢測(cè)試紙）；②藥物篩選與開發(fā)；③環(huán)境監(jiān)測(cè)；④生物標(biāo)志物檢測(cè)。五、論述題1.基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）利用人工設(shè)計(jì)的RNA（引導(dǎo)RNA）將Cas9核酸內(nèi)切酶導(dǎo)向基因組中的特定靶位點(diǎn)，通過非同源末端連接（NHEJ）或同源定向修復(fù)（HDR）途徑進(jìn)行基因精確修飾。其重大意義在于：①高效性：操作簡(jiǎn)便，編輯效率高；②精確性：能夠精確靶向特定基因位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)修飾；③靈活性：可進(jìn)行多種類型的編輯，如敲除、插入、替換等；④廣泛性：適用于多種生物體系（動(dòng)植物、微生物等）。潛在應(yīng)用前景包括：①基礎(chǔ)研究：解析基因功能；②疾病模型構(gòu)建：建立人類疾病動(dòng)物模型；③基因治療：治療遺傳性疾病、癌癥等；④農(nóng)業(yè)育種：改良農(nóng)作物品種；⑤合成生物學(xué)：構(gòu)建新型生物系統(tǒng)。2.干細(xì)胞研究在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，但面臨科學(xué)挑戰(zhàn)和倫理問題?？茖W(xué)挑戰(zhàn)包括：①高效、安全的誘導(dǎo)分化：如何精確控制干細(xì)胞分化為所需類型的特化細(xì)胞，避免形成畸胎瘤等；②大規(guī)模培養(yǎng)與擴(kuò)增：如何獲得足夠數(shù)量且未分化的高質(zhì)量干細(xì)胞；③移植后的整合與功能：如何確保移植的細(xì)胞能夠有效融入宿主組織并發(fā)揮功能；④長期安全性：評(píng)估干細(xì)胞治療在長期內(nèi)的安全性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。倫理問題主要涉及：①胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）的來源：獲取ES細(xì)胞通常需要破壞胚胎，引發(fā)關(guān)于生命起點(diǎn)和胚胎權(quán)利的倫理爭(zhēng)議；②生殖性克隆：利用ES細(xì)胞進(jìn)行生殖性克隆的倫理風(fēng)險(xiǎn)；③知情同意：特別是對(duì)于使用自體或他人干細(xì)胞治療時(shí)，患者是否充分知情；④公平性與可及性：干細(xì)胞治療的高昂費(fèi)用可能加劇醫(yī)療不平等。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：1.目標(biāo)分子：確定需要篩選的目標(biāo)蛋白。2.文庫制備：合成或篩選一個(gè)包含大量隨機(jī)序列的短單鏈DNA或RNA庫（核酸適配體庫）。3.篩選系統(tǒng)建立：設(shè)計(jì)一個(gè)體外篩選系統(tǒng)，使目標(biāo)蛋白能夠與核酸適配體庫中的分子發(fā)生相互作用。例如，如果目標(biāo)蛋白是可溶性的，可以將固定化的目標(biāo)蛋白包被在固相載體（如微球、平板）上；或者將目標(biāo)蛋白與適配體庫在溶液中進(jìn)行結(jié)合。4.結(jié)合與分離：將含有核酸適配體庫的溶液與固定化的目標(biāo)蛋白（或游離的目標(biāo)蛋白）接觸，使能夠特異性結(jié)合的目標(biāo)核酸適配體與目標(biāo)蛋白結(jié)合。然后，通過洗滌等方法去除未結(jié)合的核酸適配體。5.檢測(cè)與富集：利用特異性探針或方法檢測(cè)與目標(biāo)蛋白結(jié)合的核酸適配體。例如，如果適配體是DNA，可以使用標(biāo)記的引物通過PCR擴(kuò)增來檢測(cè)；如果適配體是RNA，可以使用標(biāo)記的雜交探針或熒光標(biāo)記的引物進(jìn)行檢測(cè)。