2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——分子生物學(xué)對分子工程的貢獻考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的字母代號填在題干后的括號內(nèi)）1.下列哪些技術(shù)屬于分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究的重要組成部分，并為分子工程提供了關(guān)鍵工具？()A.基因測序()B.PCR擴增()C.基因芯片分析()D.蛋白質(zhì)結(jié)晶()E.基因編輯2.在分子工程中，對DNA復(fù)制過程的深入理解主要有助于：()A.設(shè)計高效的基因擴增方案()B.開發(fā)抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物()C.構(gòu)建基因穩(wěn)定表達(dá)的載體()D.通過蛋白質(zhì)工程改造酶的穩(wěn)定性()E.理解細(xì)胞周期調(diào)控機制3.轉(zhuǎn)錄過程中的關(guān)鍵酶是：()A.DNA聚合酶()B.RNA聚合酶()C.轉(zhuǎn)錄酶()D.RNA連接酶()E.拓?fù)洚悩?gòu)酶4.中心法則描述了遺傳信息流動的方向，其在分子工程中的意義包括：()A.解釋基因表達(dá)的基本規(guī)律()B.為基因重組提供理論基礎(chǔ)()C.指導(dǎo)蛋白質(zhì)工程的設(shè)計方向()D.說明DNA損傷修復(fù)的機制()E.為合成生物學(xué)構(gòu)建人工系統(tǒng)提供框架5.下列哪些屬于基因工程的核心技術(shù)環(huán)節(jié)？()A.獲取目的基因()B.構(gòu)建基因表達(dá)載體()C.將外源基因?qū)胨拗骷?xì)胞()D.篩選和鑒定轉(zhuǎn)化成功的細(xì)胞()E.基因測序6.PCR技術(shù)之所以在分子工程中應(yīng)用廣泛，主要得益于其：()A.高效特異性地擴增微量DNA()B.操作簡單、快速、成本低()C.可用于基因克隆和測序()D.能直接編輯基因序列()E.可在體內(nèi)進行7.基因編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas9）相比傳統(tǒng)基因工程方法的主要優(yōu)勢可能在于：()A.更高的精確性，減少脫靶效應(yīng)()B.更容易進行大片段DNA插入或刪除()C.操作更簡便，效率更高()D.可在生殖細(xì)胞系中進行遺傳改造()E.成本更低廉8.蛋白質(zhì)工程直接作用于分子工程的哪個層面？()A.DNA水平上的遺傳修飾()B.RNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控()C.蛋白質(zhì)水平上的結(jié)構(gòu)與功能改造()D.細(xì)胞水平上的代謝途徑優(yōu)化()E.個體水平上的性狀改良9.分子診斷技術(shù)主要利用分子生物學(xué)原理來：()A.鑒定物種起源()B.檢測病原體或基因突變()C.分析基因表達(dá)譜()D.評估環(huán)境污染程度()E.設(shè)計新型藥物分子10.合成生物學(xué)的發(fā)展極大地推動了分子工程，其核心思想包括：()A.利用工程化方法設(shè)計和改造生物系統(tǒng)()B.基于計算機模擬進行生物部件的設(shè)計()C.在體外構(gòu)建全新的生物通路或細(xì)胞()D.利用分子生物學(xué)技術(shù)進行基因功能研究()E.實現(xiàn)對生物系統(tǒng)進行精確的、可預(yù)測的調(diào)控二、填空題（每空2分，共20分）1.分子生物學(xué)研究的核心是理解遺傳信息的存儲、__________、表達(dá)和調(diào)控。2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出，為理解遺傳信息的復(fù)制和傳遞奠定了基礎(chǔ)，其中堿基配對規(guī)則是__________。3.基因表達(dá)包括兩個主要步驟：__________和翻譯。4.限制性核酸內(nèi)切酶是基因工程中的關(guān)鍵工具，它們能夠識別并切割DNA的__________序列。5.載體（如質(zhì)粒）在基因工程中通常作為運載目的基因進入宿主細(xì)胞的__________。6.基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)識別目標(biāo)DNA序列的分子是__________。7.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)蛋白質(zhì)的__________預(yù)測或改造其結(jié)構(gòu)和功能。8.分子診斷中，PCR技術(shù)常與__________技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)對特定核酸序列的檢測。9.利用分子生物學(xué)手段改造微生物菌株，以生產(chǎn)有用物質(zhì)或降解污染物，是分子工程在__________領(lǐng)域的應(yīng)用實例。10.從分子水平上理解細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，為開發(fā)針對特定疾病的新藥提供了重要的__________。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述DNA復(fù)制的基本過程及其在分子工程中的意義。2.簡述PCR技術(shù)的基本原理及其至少兩種在分子工程中的應(yīng)用。3.簡述蛋白質(zhì)工程與基因工程之間的關(guān)系。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述基因編輯技術(shù)（以CRISPR/Cas9為例）如何為分子工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用帶來革命性變化。2.論述分子生物學(xué)在開發(fā)新型分子診斷技術(shù)方面所起的作用，并舉例說明一種具體的應(yīng)用。---試卷答案一、選擇題1.A,B,E*解析：基因測序是了解遺傳信息的基礎(chǔ)；PCR是常用的基因擴增工具；基因編輯是現(xiàn)代分子生物學(xué)的重要技術(shù)，三者均為分子工程提供關(guān)鍵工具?；蛐酒治鍪茄芯炕虮磉_(dá)譜的技術(shù)，更多用于分析而非直接工程應(yīng)用。蛋白質(zhì)結(jié)晶是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究方法。理解DNA復(fù)制有助于理解遺傳穩(wěn)定性，間接相關(guān)。2.A,C*解析：理解DNA復(fù)制機制有助于設(shè)計更有效的PCR引物和條件，以及構(gòu)建能穩(wěn)定復(fù)制遺傳物質(zhì)的載體，這是分子工程的基礎(chǔ)。其他選項或非直接相關(guān)，或?qū)儆诟邔哟蔚纳飳W(xué)應(yīng)用。3.B*解析：轉(zhuǎn)錄是指以DNA為模板合成RNA的過程，核心酶是RNA聚合酶。其他酶參與DNA復(fù)制、RNA加工或連接等過程。4.A,B,C,E*解析：中心法則解釋了生命遺傳信息流動的基本規(guī)律，是分子工程的理論基礎(chǔ)。它指導(dǎo)基因重組（信息從DNA到DNA）和蛋白質(zhì)工程（信息從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)），并為合成生物學(xué)構(gòu)建新系統(tǒng)提供了信息流動的框架。D選項屬于DNA修復(fù)機制，與中心法則的流動方向不同。5.A,B,C,D,E*解析：獲取目的基因、構(gòu)建載體、導(dǎo)入宿主、篩選鑒定以及測序都是基因工程的標(biāo)準(zhǔn)流程和必要環(huán)節(jié)。6.A,B,C*解析：PCR的核心優(yōu)勢在于能特異性、高效地擴增微量DNA，操作簡便快速且成本低廉，這些特點使其成為分子工程中不可或缺的分子克隆、檢測等工具。D是基因編輯的功能，E是體內(nèi)轉(zhuǎn)錄酶的作用，非PCR特點。7.A,C*解析：CRISPR/Cas9相比傳統(tǒng)方法（如TALEN,ZFN）的優(yōu)勢在于更高的精確性（減少脫靶）和操作簡便、效率高。B可能不是優(yōu)勢，甚至傳統(tǒng)方法在大片段操作上可能更成熟。D和E涉及生殖細(xì)胞和成本，非其核心技術(shù)優(yōu)勢。8.C*解析：蛋白質(zhì)工程直接在蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)（氨基酸序列）層面進行設(shè)計和改造，以獲得期望的理化性質(zhì)或生物學(xué)功能。其他選項分別發(fā)生在DNA、RNA或細(xì)胞整體水平。9.B*解析：分子診斷的核心是利用分子生物學(xué)技術(shù)（如PCR、核酸測序）檢測樣本中的特定核酸序列（如病原體基因、腫瘤相關(guān)基因突變），從而進行疾病診斷或篩查。A、C、D、E可能涉及分子生物學(xué)技術(shù)，但非核心應(yīng)用領(lǐng)域。10.A,B,C,E*解析：合成生物學(xué)核心是工程化方法設(shè)計和改造生物系統(tǒng)，基于計算模擬設(shè)計，嘗試構(gòu)建新系統(tǒng)，并實現(xiàn)對生物的精確調(diào)控。D選項是分子生物學(xué)技術(shù)在研究中的應(yīng)用，不是合成生物學(xué)思想本身。二、填空題1.傳遞2.共同堿基配對3.轉(zhuǎn)錄4.特異性（或特定）5.載體6.向?qū)NA(gRNA)7.氨基酸序列（或一級結(jié)構(gòu)）8.基因芯片（或核酸雜交）9.生物制造（或生物加工/環(huán)境修復(fù)）10.理論基礎(chǔ)（或指導(dǎo)依據(jù)）三、簡答題1.解析：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制方式，以親代DNA雙鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，合成新的互補鏈。過程包括解旋、引物合成、延伸和終止。意義在于保證遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞，是所有分子生物學(xué)技術(shù)（如基因克隆）的基礎(chǔ)，也是理解遺傳變異的起點。2.解析：PCR原理是基于DNA雙鏈解開，在引物作用下，DNA聚合酶沿3'→5'方向合成互補鏈，實現(xiàn)指數(shù)級擴增。應(yīng)用：①基因克?。簲U增目的基因片段用于后續(xù)酶切、連接等操作；②分子診斷：檢測樣本中特定病原體或基因突變；③測序：獲得足量DNA用于測序。3.解析：基因工程是實現(xiàn)蛋白質(zhì)工程的前提。蛋白質(zhì)工程通常先通過基因工程將編碼目標(biāo)蛋白質(zhì)的基因?qū)胨拗骷?xì)胞表達(dá)，然后根據(jù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，通過修改基因序列（如改變氨基酸）來達(dá)到改造蛋白質(zhì)的目的。即基因工程負(fù)責(zé)“制造”蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程負(fù)責(zé)“設(shè)計”蛋白質(zhì)。四、論述題1.解析：CRISPR/Cas9技術(shù)因其高效、精確、易操作等優(yōu)點，極大地推動了分子工程在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用。首先，它可以快速、準(zhǔn)確地定位并修飾植物基因組中的特定基因（如抗病基因、產(chǎn)量相關(guān)基因、品質(zhì)改良基因），通過插入、刪除或替換堿基實現(xiàn)基因功能獲得或喪失。其次，該技術(shù)可以用于編輯植物生殖細(xì)胞系，獲得遺傳穩(wěn)定的改良品種，縮短育種周期。此外，CRISPR還能用于創(chuàng)建植物基因編輯突變體庫，加速對基因功能的解析。在動物方面，可用于改良家畜生長性能、抗病性等?？傊?，CRISPR/Cas9為農(nóng)業(yè)分子育種提供了強大工具，有望解決糧食安全、可持續(xù)農(nóng)業(yè)等挑戰(zhàn)。2.解析：分子生物學(xué)為開發(fā)新型分子診斷技術(shù)提供了核心原理和工具。首先，對核酸序列（DNA/RNA）的研究使得我們可以設(shè)計和合成特異性探針（如核酸適配體、基因芯片探針）來檢測病原體或基因突變。其次，PCR及其衍生技術(shù)（如數(shù)字PCR、LAMP）實現(xiàn)了對目標(biāo)核