2025年大學(xué)《生物科學(xué)》專業(yè)題庫——遺傳工程動物對人類健康的影響考試時間：______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括號內(nèi)）1.下列哪項技術(shù)通常不被認(rèn)為是狹義的“遺傳工程”范疇？A.基因克隆B.基因編輯（如CRISPR-Cas9）C.染色體工程D.RNA干擾技術(shù)2.在構(gòu)建轉(zhuǎn)基因動物模型時，選擇哪些動物作為受體，主要考慮其什么因素？A.體型大小和生長速度B.與人類遺傳距離的遠(yuǎn)近C.經(jīng)濟(jì)價值和育種便利性D.以上所有因素3.利用轉(zhuǎn)基因羊生產(chǎn)人用蛋白（如干擾素），主要利用了哪種生物學(xué)原理？A.基因轉(zhuǎn)錄和翻譯B.細(xì)胞分化與再生C.免疫應(yīng)答與調(diào)節(jié)D.基因重組與修復(fù)4.以下哪種疾病的研究中，遺傳工程小鼠模型發(fā)揮了關(guān)鍵作用？A.心血管疾病B.糖尿病C.遺傳性心臟病D.以上所有疾病5.“基因打靶”技術(shù)主要用于什么目的？A.提高轉(zhuǎn)基因效率B.精確修飾或敲除特定基因C.促進(jìn)外源基因表達(dá)D.降低嵌合體發(fā)生率6.將基因治療療法導(dǎo)入體內(nèi)的載體，歷史上最早且最常用的動物來源是？A.猴子B.貓C.牛D.鼠7.利用克隆技術(shù)（如體細(xì)胞核移植）生產(chǎn)的動物，其遺傳物質(zhì)主要來源于？A.受體母體B.供體細(xì)胞核C.受體卵細(xì)胞質(zhì)D.兩者皆有，但以細(xì)胞核為主8.在評估遺傳工程動物產(chǎn)品的安全性時，哪個方面是需要重點考慮的？A.產(chǎn)品純度B.生產(chǎn)動物的健康狀況C.是否可能引入新的過敏原或毒性D.以上所有方面9.以下哪項被認(rèn)為是利用遺傳工程動物進(jìn)行疾病研究時，潛在的生物安全風(fēng)險之一？A.動物模型無法準(zhǔn)確模擬人類疾病B.實驗動物可能產(chǎn)生耐藥性C.基因逃逸或與野生型雜交，可能傳播改造基因D.倫理爭議阻礙研究進(jìn)展10.針對利用轉(zhuǎn)基因動物（如GloFish）可能引發(fā)的倫理問題，以下哪種觀點是常見的？A.轉(zhuǎn)基因動物本身不具有倫理意義B.只要技術(shù)上可行，就應(yīng)該允許進(jìn)行任何轉(zhuǎn)基因動物研究C.需要考慮其對生物多樣性的潛在影響以及潛在的市場歧視D.倫理問題不應(yīng)影響科學(xué)研究自由二、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述利用遺傳工程動物生產(chǎn)單克隆抗體的基本原理和過程。2.簡述基因編輯技術(shù)（以CRISPR-Cas9為例）的核心原理及其在人類疾病研究中的優(yōu)勢。3.為什么說構(gòu)建理想的、能夠精確模擬人類復(fù)雜遺傳疾病的動物模型是非常困難的？4.在進(jìn)行涉及遺傳工程動物的研究時，需要遵守哪些主要的生物安全等級（BSL）要求？三、論述題（每小題10分，共30分）1.詳細(xì)論述利用遺傳工程動物作為疾病模型在藥物研發(fā)和療效評估中的具體應(yīng)用和優(yōu)勢。2.從科學(xué)、倫理和社會三個角度，分析利用克隆技術(shù)改良豬作為異種器官移植供體的潛力和面臨的挑戰(zhàn)。3.結(jié)合具體實例，論述在遺傳工程動物研究中，平衡科學(xué)研究需求與動物福利保護(hù)的重要性，并提出可能的改進(jìn)措施。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在括號內(nèi)）1.C*解析思路：遺傳工程（基因工程）通常指通過體外DNA重組技術(shù)將外源基因?qū)肷矬w基因組中，從而改變生物體的遺傳特性。基因克隆、基因編輯和RNA干擾技術(shù)都屬于實現(xiàn)這一目的的具體手段。染色體工程通常指通過物理或化學(xué)方法直接改變?nèi)旧w數(shù)目或結(jié)構(gòu)，不涉及外源DNA的重組，因此不屬于狹義的遺傳工程范疇。2.D*解析思路：選擇受體動物時，需要綜合考慮多種因素。體型大小和生長速度影響研究效率和經(jīng)濟(jì)成本；與人類遺傳距離近（如小鼠）有助于更好地模擬人類遺傳疾?。唤?jīng)濟(jì)價值和育種便利性則關(guān)系到技術(shù)的可行性和推廣性。因此，所有這些因素都是重要的考慮依據(jù)。3.A*解析思路：轉(zhuǎn)基因羊生產(chǎn)人用蛋白的原理是將編碼人用蛋白的基因通過載體導(dǎo)入羊的基因組中，然后利用羊的細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，最終在羊奶或其他組織中表達(dá)并分泌該蛋白。這完全依賴于基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本生物學(xué)過程。4.D*解析思路：遺傳工程小鼠模型因其遺傳背景易于控制、繁殖周期短、遺傳操作技術(shù)成熟，被廣泛應(yīng)用于各種疾病的研究，包括心血管疾病、糖尿病、遺傳性心臟病等多種人類疾病模型構(gòu)建。5.B*解析思路：“基因打靶”是一種利用同源重組或轉(zhuǎn)座酶等技術(shù)，將外源DNA精確導(dǎo)入特定基因位點，以修飾、敲除或替換內(nèi)源基因的技術(shù)，核心目的是實現(xiàn)對特定基因功能的精確調(diào)控和解析。6.A*解析思路：在基因治療的早期發(fā)展階段，腺病毒是最常用的基因載體之一。而腺病毒的有效生產(chǎn)歷史上主要依賴于包裝細(xì)胞系，其中最早和最常用的是從猴子身上分離的細(xì)胞系（如Vero細(xì)胞、LLC-MK2細(xì)胞）。7.B*解析思路：克隆技術(shù)（體細(xì)胞核移植）的核心是將一個體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到一個去核的卵細(xì)胞中，該細(xì)胞核包含了供體動物的絕大部分遺傳信息。因此，克隆動物的主要遺傳物質(zhì)來源于供體細(xì)胞核。8.C*解析思路：評估遺傳工程動物產(chǎn)品（如藥物、食品）的安全性，除了常規(guī)的產(chǎn)品純度和生產(chǎn)動物健康檢查外，必須高度關(guān)注動物改造過程是否可能引入新的、未預(yù)見的過敏原或毒性物質(zhì)，這是特殊的風(fēng)險點。9.C*解析思路：生物安全風(fēng)險主要指實驗過程中可能對人類健康或環(huán)境造成危害?；蛱右菔侵父脑爝^的基因或轉(zhuǎn)基因生物意外釋放到自然環(huán)境中的風(fēng)險，可能與野生型生物雜交，導(dǎo)致基因庫改變或傳播潛在的致病原。10.C*解析思路：轉(zhuǎn)基因動物（如GloFish）可能引發(fā)的倫理問題包括其對野生生物多樣性的潛在威脅（如雜交），以及作為商品可能產(chǎn)生的市場歧視或?qū)ψ匀簧锏膶徝纼r值影響等。觀點A忽略了倫理考量；觀點B過于絕對，忽視了倫理和社會接受度；觀點D否定了倫理的重要性。二、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述利用遺傳工程動物生產(chǎn)單克隆抗體的基本原理和過程。*解析思路：首先，通過免疫學(xué)方法（如注射抗原）激發(fā)小鼠（或其他動物）產(chǎn)生能特異性識別目標(biāo)抗原的B淋巴細(xì)胞（漿細(xì)胞）。然后，通過細(xì)胞融合技術(shù)（如使用Polyethyleneglycol,PEG誘導(dǎo)）將產(chǎn)生特異性抗體的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞（能無限增殖）融合，篩選出既能產(chǎn)生抗體又能無限增殖的雜交瘤細(xì)胞。將雜交瘤細(xì)胞在體外（如培養(yǎng)皿或生物反應(yīng)器）或體內(nèi)（如小鼠腹腔或免疫缺陷小鼠）增殖，收集其分泌的特異性抗體（單克隆抗體）。最后進(jìn)行純化和純度鑒定。2.簡述基因編輯技術(shù)（以CRISPR-Cas9為例）的核心原理及其在人類疾病研究中的優(yōu)勢。*解析思路：CRISPR-Cas9系統(tǒng)利用一段短的RNA（向?qū)NA,gRNA）作為“導(dǎo)航儀”，識別并結(jié)合目標(biāo)DNA序列上的特定“陳舊序列”（ProtospacerAdjacentMotif,PAM），然后Cas9蛋白作為“分子剪刀”，在該位點切割DNA雙鏈，引起基因突變（如敲除、插入）。其優(yōu)勢在于：①靶向精準(zhǔn)，可以精確到基因組的任意位置；②效率高，操作相對簡單快速；③成本較低；④技術(shù)靈活，可用于多種基因操作（敲除、敲入、激活、抑制等）。在人類疾病研究中，可用于構(gòu)建精確的疾病模型、研究基因功能、篩選藥物靶點、甚至進(jìn)行基因治療研究。3.為什么說構(gòu)建理想的、能夠精確模擬人類復(fù)雜遺傳疾病的動物模型是非常困難的？*解析思路：原因主要有：①人類疾?。ㄌ貏e是復(fù)雜疾病如心血管病、糖尿病、精神疾?。┩嵌嗷蜻z傳與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，而動物模型通常只涉及少數(shù)基因或單一因素，難以完全復(fù)現(xiàn)這種多因素疊加的復(fù)雜性；②人類與模式生物（如小鼠）在基因組、生理結(jié)構(gòu)、生命周期、生活方式等方面存在差異，即使敲除或改造了人類疾病相關(guān)基因，動物的表現(xiàn)型也可能與人類不完全一致；③疾病的發(fā)生發(fā)展涉及復(fù)雜的信號通路和網(wǎng)絡(luò)，單一基因的改變可能不足以模擬整個病理過程；④環(huán)境因素（飲食、壓力、感染等）對疾病發(fā)生有重要影響，在動物實驗中精確控制所有環(huán)境變量非常困難。4.在進(jìn)行涉及遺傳工程動物的研究時，需要遵守哪些主要的生物安全等級（BSL）要求？*解析思路：生物安全等級（BiosafetyLevel,BSL）是根據(jù)實驗室操作的生物危險性和潛在風(fēng)險對實驗室進(jìn)行分級管理的系統(tǒng)。涉及遺傳工程動物的研究通常需要遵守BSL要求，主要內(nèi)容包括：①BSL-1：適用于不含致病性微生物或致病性微生物風(fēng)險極低的實驗操作。②BSL-2：適用于含有已知或潛在致病性微生物，風(fēng)險有限，可通過標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)措施（如個人防護(hù)裝備、標(biāo)準(zhǔn)實驗室設(shè)備）控制的實驗。③BSL-3：適用于含有致病性微生物，可能導(dǎo)致嚴(yán)重或潛在致命性疾病，需要更嚴(yán)格防護(hù)措施（如負(fù)壓通風(fēng)柜、進(jìn)入限制）的實驗。④BSL-4：適用于含有高風(fēng)險、高致病性、空氣傳播的病原體，需要最嚴(yán)格的物理隔離和防護(hù)措施（如全封閉負(fù)壓實驗室）。具體等級要求取決于所研究的遺傳工程動物及其攜帶的病原體或改造基因的性質(zhì)。三、論述題（每小題10分，共30分）1.詳細(xì)論述利用遺傳工程動物作為疾病模型在藥物研發(fā)和療效評估中的具體應(yīng)用和優(yōu)勢。*解析思路：利用遺傳工程動物作為疾病模型，可以在早期階段評估藥物的安全性和有效性。具體應(yīng)用包括：①篩選候選藥物：利用攜帶特定基因突變（模擬人類疾病）的動物模型，篩選對特定靶點或通路有作用的化合物。②評估藥物靶點：通過觀察藥物對模型動物表型的影響，驗證藥物靶點的有效性。③評價藥物療效：在能夠模擬疾病發(fā)生發(fā)展過程的動物模型中，測試藥物是否能延緩疾病進(jìn)展、改善癥狀或治愈疾病。④藥物代謝和毒理學(xué)研究：利用工程動物研究藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄（ADME）過程，以及藥物的潛在毒性。⑤評價給藥途徑和劑量：在動物模型中測試不同給藥方式（口服、注射等）和劑量對藥物效果的影響。優(yōu)勢在于：①安全性：在進(jìn)入人體臨床試驗前，可以在動物模型中初步評估藥物的安全性，降低直接應(yīng)用于人體的風(fēng)險。②效率：動物實驗周期相對較短，可以快速篩選大量化合物。③成本：相比人體臨床試驗，動物實驗成本較低。④模型可重復(fù)性：遺傳工程動物模型具有遺傳背景均一、表型穩(wěn)定的特點，便于實驗結(jié)果的重復(fù)和比較。⑤機(jī)制研究：有助于深入理解藥物的作用機(jī)制和疾病的發(fā)生發(fā)展過程。2.從科學(xué)、倫理和社會三個角度，分析利用克隆技術(shù)改良豬作為異種器官移植供體的潛力和面臨的挑戰(zhàn)。*解析思路：潛力（科學(xué)、社會）：①解決器官短缺：克隆技術(shù)可以大量繁殖遺傳背景經(jīng)過修飾的豬，使其成為穩(wěn)定、充足的異種器官來源，有望緩解器官移植等待名單過長的問題。②降低免疫排斥：通過基因編輯（如敲除豬的免疫原性基因，如α-Gal糖基化抗原；添加人類抗排斥基因），可以顯著降低宿主對異種器官的免疫排斥反應(yīng)，提高移植成功率。③器官匹配：理論上可以根據(jù)患者需求定制特定遺傳背景的克隆豬器官。挑戰(zhàn)：科學(xué)方面：①生物不相容性：即使基因改造，豬和人類在生理、免疫、代謝等方面仍存在差異，可能引發(fā)延遲性排斥、細(xì)胞因子風(fēng)暴、移植后并發(fā)癥（如感染、腫瘤）。②免疫抑制藥物需求：目前仍可能需要長期使用免疫抑制劑。③克隆豬的健康和壽命：克隆技術(shù)本身存在倫理爭議，且克隆出的豬可能存在健康問題或壽命縮短。倫理方面：①動物福利：克隆過程本身效率低，且回收率不高，涉及大量胚胎死亡或流產(chǎn)，引發(fā)動物福利爭議。②對自然物種的干預(yù)：大規(guī)模克隆和飼養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動物可能對生物多樣性造成未知影響。③“創(chuàng)造生命”的倫理：有人認(rèn)為對豬進(jìn)行基因改造用于器官移植是對生命的濫用。社會方面：①公眾接受度：異種器官移植（尤其是來自豬的器官）在公眾中可能面臨倫理和心理上的障礙（“吃肉變吃肉”）?！翱寺∪恕钡膿?dān)憂可能延伸到克隆動物的倫理問題。②經(jīng)濟(jì)和社會公平：異種器官移植技術(shù)可能非常昂貴，是否會加劇醫(yī)療資源分配不均？②監(jiān)管和政策：需要建立完善的法律法規(guī)來監(jiān)管克隆動物的繁殖、飼養(yǎng)、器官獲取和使用，以及相關(guān)的倫理審查機(jī)制。3.結(jié)合具體實例，論述在遺傳工程動物研究中，平衡科學(xué)研究需求與動物福利保護(hù)的重要性，并提出可能的改進(jìn)措施。*解析思路：平衡科學(xué)研究需求與動物福利保護(hù)至關(guān)重要?？茖W(xué)研究（特別是基礎(chǔ)生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究）往往需要使用動物模型來模擬人類疾病、測試藥物、研究生命過程，這是推動科學(xué)進(jìn)步和人類健康福祉的必要手段。然而，動物實驗不可避免地會給動物帶來生理和心理上的痛苦、壓力甚至死亡。因此，必須將對動物的傷害降至最低，并給予其基本的福利保障。重要性體現(xiàn)在：①倫理責(zé)任：作為有感知能力的生物，動物擁有基本的生存和避免痛苦的權(quán)利?？茖W(xué)研究者在追求知識的同時，有倫理責(zé)任善待實驗動物。②社會接受度：公眾對動物實驗的態(tài)度直接影響科學(xué)研究的開展。如果科學(xué)研究被認(rèn)為是對動物殘酷虐待，會引發(fā)社會反對，限制研究進(jìn)展。③科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性：不恰當(dāng)?shù)膭游飳嶒炘O(shè)計或?qū)游锔＠暮鲆?，可能?dǎo)致實驗結(jié)果不準(zhǔn)確或無效，浪費科研資源。改進(jìn)措施：①遵循3R原則：替代（尋找非動物替代方法，如細(xì)胞培養(yǎng)、計算機(jī)模擬、人體研