2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——藥物靶標(biāo)篩選中的生物技術(shù)應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在藥物靶標(biāo)篩選中，cDNA文庫的主要優(yōu)勢在于能夠代表什么？A.所有基因的表達水平B.特定組織或細胞類型的基因表達C.所有蛋白質(zhì)的表達D.非編碼RNA的序列2.下列哪種技術(shù)通常不直接用于高通量篩選（HTS）來識別小分子抑制劑？A.微孔板讀取儀B.全基因組測序C.酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）D.高通量成像系統(tǒng)3.蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在藥物靶標(biāo)篩選中的主要價值在于什么？A.直接測序?qū)ふ壹膊∠嚓P(guān)基因B.定量分析細胞或組織中的蛋白質(zhì)表達譜C.克隆特定基因并研究其功能D.設(shè)計特異性DNA探針4.報告基因系統(tǒng)在藥物靶標(biāo)篩選中通常用于什么目的？A.直接篩選小分子藥物B.檢測靶基因的表達變化C.鑒定與特定靶點相互作用的蛋白質(zhì)D.評估藥物的細胞毒性5.CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)用于靶標(biāo)篩選的主要優(yōu)勢是什么？A.可以在體內(nèi)直接篩選B.能夠精確修飾大量基因組位點C.成本極低，適合大規(guī)模篩選D.操作簡單，無需特殊設(shè)備6.藥物靶點驗證是藥物研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要目的是什么？A.尋找新的潛在藥物靶點B.確認該靶點與疾病發(fā)生發(fā)展有明確聯(lián)系，且干預(yù)該靶點能有效治療疾病C.篩選針對該靶點的小分子化合物D.建立靶點篩選的高通量方法7.下列哪項不屬于計算生物學(xué)在藥物靶標(biāo)篩選中的應(yīng)用范疇？A.基于已知藥物靶點的功能推理B.利用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫進行靶點候選者挖掘C.通過分子動力學(xué)模擬預(yù)測藥物與靶點的結(jié)合D.直接進行細胞水平的功能驗證實驗8.在靶標(biāo)篩選實驗設(shè)計中，設(shè)置陰性對照的主要目的是什么？A.提高實驗的靈敏度B.檢測樣本本身是否具有活性C.排除非特異性反應(yīng)或背景信號的干擾D.增加實驗的重復(fù)次數(shù)9.蛋白質(zhì)相互作用（Protein-ProteinInteraction,PPI）篩選技術(shù)在靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)中的獨特之處在于什么？A.直接篩選小分子抑制劑B.能夠發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)蛋白直接相互作用的蛋白或小分子C.只能檢測基因表達變化D.主要用于基因組測序10.隨著技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)代藥物靶標(biāo)篩選越來越強調(diào)什么？A.單一技術(shù)的極致應(yīng)用B.多種技術(shù)的整合與互補C.僅關(guān)注基因組學(xué)方法D.降低實驗成本二、填空題（每空1分，共10分）1.藥物靶標(biāo)通常是指參與______發(fā)生、發(fā)展并可作為藥物作用對象的______。2.高通量篩選（HTS）通常采用______格式進行，以實現(xiàn)對大量化合物或化合物庫的快速檢測。3.蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的核心在于研究生物樣品中______的整體情況。4.利用報告基因系統(tǒng)篩選靶標(biāo)時，通常將報告基因置于______的調(diào)控下。5.CRISPR/Cas9技術(shù)中的______負責(zé)識別和切割目標(biāo)DNA序列。6.藥物靶標(biāo)篩選是藥物發(fā)現(xiàn)流程中的______階段，位于______之后。7.計算生物學(xué)方法在靶標(biāo)篩選中可以用于______和______。8.常用的靶標(biāo)篩選模型包括______細胞模型、______細胞模型和______模型。9.靶標(biāo)驗證過程中，除了功能驗證，還需要進行______和______等方面的研究。10.生物信息學(xué)分析在靶標(biāo)篩選中對于處理和解讀海量的______和______數(shù)據(jù)至關(guān)重要。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.藥物靶標(biāo)2.高通量篩選（HTS）3.報告基因系統(tǒng)4.蛋白質(zhì)相互作用（PPI）篩選四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用cDNA文庫進行藥物靶標(biāo)篩選的基本原理和步驟。2.與傳統(tǒng)方法相比，高通量篩選（HTS）在藥物靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)方面有哪些優(yōu)勢？3.解釋什么是蛋白質(zhì)組學(xué)，并說明其在藥物靶標(biāo)篩選中的應(yīng)用價值。4.在設(shè)計一個藥物靶標(biāo)篩選實驗時，需要考慮哪些關(guān)鍵因素？五、論述題（每題10分，共20分）1.詳細論述基因編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas9）在藥物靶標(biāo)篩選和驗證中的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢。2.結(jié)合具體實例，論述計算生物學(xué)方法如何在藥物靶標(biāo)篩選過程中發(fā)揮重要作用。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.B4.B5.B6.B7.D8.C9.B10.B二、填空題1.疾病，分子（或基因、蛋白質(zhì)）2.96孔3.蛋白質(zhì)4.靶基因（或啟動子）5.Cas96.早期，先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)7.靶點預(yù)測，虛擬篩選8.細胞，組織，動物9.機制研究，成藥性研究10.實驗數(shù)據(jù)，生物信息學(xué)數(shù)據(jù)三、名詞解釋1.藥物靶標(biāo)：指參與疾病發(fā)生、發(fā)展過程，并且能夠被藥物選擇性地識別和結(jié)合，從而產(chǎn)生治療效果的分子，通常是蛋白質(zhì)或核酸。2.高通量篩選（HTS）：指利用自動化技術(shù)，對大型化合物庫或生物分子庫進行快速、并行、高通量的篩選，以發(fā)現(xiàn)具有特定生物活性的先導(dǎo)化合物或靶點分子的實驗方法。3.報告基因系統(tǒng)：指將一個與特定信號通路或基因表達調(diào)控相關(guān)的基因（報告基因，如熒光素酶基因、β-半乳糖苷酶基因）置于一個潛在的靶點調(diào)控元件（如啟動子）的控制下，通過檢測報告基因的表達變化來間接反映靶點活性或藥物作用效果的一種篩選系統(tǒng)。4.蛋白質(zhì)相互作用（PPI）篩選：指利用各種技術(shù)手段（如酵母雙雜交、表面等離子共振、蛋白質(zhì)芯片等）來篩選與目標(biāo)蛋白質(zhì)直接相互作用的其他蛋白質(zhì)或小分子化合物，從而發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點或先導(dǎo)化合物的方法。四、簡答題1.簡述利用cDNA文庫進行藥物靶標(biāo)篩選的基本原理和步驟。解析思路：首先明確cDNA文庫的定義（包含特定組織中所有或部分mRNA轉(zhuǎn)錄成的cDNA序列的文庫）。核心原理是利用藥物作用于表達特定蛋白質(zhì)（靶標(biāo)）的細胞或組織，通過篩選與藥物作用相關(guān)的cDNA克隆來找到編碼該靶標(biāo)的cDNA。步驟包括：①構(gòu)建目標(biāo)細胞或組織的cDNA文庫；②將文庫轉(zhuǎn)染到敏感宿主細胞中；③用待測藥物處理細胞，誘導(dǎo)特定的生物學(xué)效應(yīng)；④篩選在藥物處理后出現(xiàn)特定表型變化（如細胞死亡、分化、報告基因激活等）的陽性克??；⑤鑒定陽性克隆所對應(yīng)的cDNA序列，進而獲得靶標(biāo)基因信息。2.與傳統(tǒng)方法相比，高通量篩選（HTS）在藥物靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)方面有哪些優(yōu)勢？解析思路：傳統(tǒng)方法通常依賴于生物學(xué)知識推理或有限的實驗試探，效率低，覆蓋面窄。HTS的優(yōu)勢在于其系統(tǒng)性、高效性和廣度。系統(tǒng)性體現(xiàn)在流程標(biāo)準(zhǔn)化、自動化；高效性體現(xiàn)在能在短時間內(nèi)測試成千上萬甚至數(shù)百萬個化合物或分子；廣度體現(xiàn)在能大規(guī)模覆蓋化合物庫或生物分子庫，大大增加了發(fā)現(xiàn)新靶點或先導(dǎo)化合物的概率。此外，HTS通常能提供大量的初篩數(shù)據(jù)，為進一步的優(yōu)化和驗證提供了基礎(chǔ)。3.解釋什么是蛋白質(zhì)組學(xué)，并說明其在藥物靶標(biāo)篩選中的應(yīng)用價值。解析思路：蛋白質(zhì)組學(xué)是研究生物樣品（如細胞、組織、體液）中全部蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)組）的表達譜、結(jié)構(gòu)、功能及其動態(tài)變化規(guī)律的科學(xué)領(lǐng)域。應(yīng)用價值在于：①提供了研究生命活動直接執(zhí)行者的全面視角，彌補了基因組信息的不足（基因不等于蛋白，蛋白功能更直接）；②可以通過比較疾病與正常狀態(tài)下蛋白質(zhì)表達譜的差異，直接發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)蛋白作為潛在靶點；③可以鑒定與已知靶點相互作用的關(guān)鍵蛋白，揭示信號通路和網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)新的下游或上游靶點；④可以通過蛋白質(zhì)修飾、相互作用等研究，更深入地理解靶點功能和藥物作用機制。4.在設(shè)計一個藥物靶標(biāo)篩選實驗時，需要考慮哪些關(guān)鍵因素？解析思路：設(shè)計實驗需周全考慮以保證其有效性、特異性和可重復(fù)性。關(guān)鍵因素包括：①明確篩選目標(biāo)：要發(fā)現(xiàn)的靶點類型（酶、受體、離子通道等）、預(yù)期生物學(xué)效應(yīng)、針對的疾病。②選擇合適的篩選模型：應(yīng)能準(zhǔn)確反映靶點功能及藥物作用，具有高靈敏度、特異性和良好的重復(fù)性，可以是細胞模型、組織模型或動物模型。③確定篩選方法/技術(shù)：根據(jù)靶點特性選擇合適的技術(shù)（如放射性同位素結(jié)合、熒光檢測、酶活性測定、報告基因系統(tǒng)、高通量篩選平臺等）。④設(shè)計實驗方案：包括樣品處理、藥物濃度梯度、對照設(shè)置（空白對照、陰性對照、陽性對照）等。⑤建立評價體系：明確陽性結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)。⑥考慮可行性：包括技術(shù)難度、成本、所需時間等。五、論述題1.詳細論述基因編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas9）在藥物靶標(biāo)篩選和驗證中的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢。解析思路：首先闡述CRISPR/Cas9技術(shù)的核心原理（向?qū)NA引導(dǎo)Cas9酶切割特定DNA位點）。在靶標(biāo)篩選中，其潛力體現(xiàn)在：①快速精確修飾靶基因：可以直接在基因組水平上敲除、敲入或激活特定基因，構(gòu)建包含不同基因修飾的細胞系或模型，直接評估基因功能與疾病表型或藥物響應(yīng)的關(guān)系，從而高效篩選靶點。②構(gòu)建條件性基因修飾模型：可以設(shè)計在特定條件下才激活的基因編輯系統(tǒng)，用于研究特定時空的基因功能。優(yōu)勢在于：高效性（單細胞水平操作，轉(zhuǎn)染效率高）、精確性（可精確靶向基因組任何位置）、靈活性（多種編輯模式可選，如敲除、插入、激活、抑制等）、成本效益（相對于早期的大規(guī)?；虼虬校?。在靶標(biāo)驗證中，潛力體現(xiàn)在：①直接驗證基因功能：通過編輯特定基因，直接觀察其對細胞表型、疾病模型的影響，確認其作為靶點的有效性。②研究藥物作用機制：通過編輯靶基因或相關(guān)信號通路基因，研究藥物的作用機制。③構(gòu)建疾病模型：精確構(gòu)建特定基因突變引起的疾病模型，用于更深入地研究疾病發(fā)生機制和測試藥物效果。優(yōu)勢在于：功能確認直接、機制研究深入、模型構(gòu)建精準(zhǔn)。2.結(jié)合具體實例，論述計算生物學(xué)方法如何在藥物靶標(biāo)篩選過程中發(fā)揮重要作用。解析思路：首先說明計算生物學(xué)方法在靶標(biāo)篩選中的角色是提供計算和數(shù)據(jù)分析工具，彌補實驗方法的不足，提高效率和成功率。具體實例和作用：①靶點預(yù)測與候選者挖掘：利用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫（如基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、通路數(shù)據(jù)庫）和算法，結(jié)合已知靶點信息、疾病關(guān)聯(lián)基因、藥物作用靶點等，預(yù)測新的潛在藥物靶點。例如，通過分析癌癥基因組測序數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)突變頻率高且參與關(guān)鍵信號通路的基因作為候選靶點。②藥物-靶點相互作用預(yù)測：利用分子對接、定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）等方法，預(yù)測小分子化合物與潛在靶點蛋白的結(jié)合能力和親和力，進行虛擬篩選，縮小需要實驗驗證的化合物范圍。例如，預(yù)測某類kinase抑制劑與特定激酶突變體的結(jié)合情況。③生物通路分析與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建：分析靶點在生物通路中的位置，識別通路的關(guān)鍵節(jié)點或相互作用網(wǎng)絡(luò)，有助于理解疾病機制，發(fā)現(xiàn)協(xié)同作用靶點或抑制關(guān)鍵通路。例如，分析靶點在腫瘤細胞增殖通路中的位置