2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——重組蛋白技術(shù)在生物技術(shù)創(chuàng)新中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后括號內(nèi)，每題2分，共20分）1.在構(gòu)建重組表達(dá)載體時，用于連接目的基因和啟動子的酶是（）。A.DNA連接酶B.RNA聚合酶C.轉(zhuǎn)錄酶D.核酸外切酶2.下列哪種宿主細(xì)胞系統(tǒng)特別適合表達(dá)需要經(jīng)過復(fù)雜翻譯后修飾（如糖基化）的重組蛋白？（）A.大腸桿菌（E.coli）B.酵母（如釀酒酵母）C.大腸桿菌和酵母均可D.哺乳動物細(xì)胞3.在重組蛋白純化過程中，利用目標(biāo)蛋白分子上特定的識別位點(diǎn)進(jìn)行分離純化的方法是（）。A.離子交換層析B.凝膠過濾層析C.親和層析D.凝聚沉淀4.下列哪項(xiàng)不屬于影響重組蛋白在原核細(xì)胞中可溶性表達(dá)的主要因素？（）A.蛋白質(zhì)的翻譯后修飾B.蛋白質(zhì)的正確折疊C.蛋白質(zhì)分子量大小D.包涵體形成5.產(chǎn)生單克隆抗體所依賴的雜交瘤技術(shù)，其核心原理是（）。A.基因重組B.細(xì)胞融合C.PCR擴(kuò)增D.基因編輯6.下列哪種重組蛋白產(chǎn)品被廣泛用于預(yù)防感染性疾??？（）A.細(xì)胞因子B.重組酶C.重組疫苗抗原D.單克隆抗體藥物7.在重組蛋白表達(dá)過程中，IPTG通常用于（）。A.抑制啟動子B.誘導(dǎo)終止密碼子C.誘導(dǎo)乳糖操縱子D.引導(dǎo)蛋白折疊8.下列哪種方法常用于檢測重組蛋白是否成功表達(dá)？（）A.SDSB.WesternBlotC.ELISAD.以上都是9.將外源基因?qū)胫参锛?xì)胞，常用到的基因轉(zhuǎn)化方法是（）。A.病毒介導(dǎo)B.農(nóng)桿菌介導(dǎo)C.基因槍法D.以上都是10.重組蛋白藥物（如單克隆抗體）在體內(nèi)的作用機(jī)制通常涉及（）。A.與特定靶分子結(jié)合B.刺激免疫系統(tǒng)C.直接代謝物質(zhì)D.以上都是二、簡答題（請簡要回答下列問題，每題5分，共30分）1.簡述利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的基本步驟。2.比較原核表達(dá)系統(tǒng)（如E.coli）和真核表達(dá)系統(tǒng)（如哺乳動物細(xì)胞）在表達(dá)重組蛋白方面的主要區(qū)別。3.簡述親和層析純化重組蛋白的基本原理。4.重組蛋白藥物開發(fā)過程中，需要考慮哪些主要的生物安全和有效性評價方面？5.簡述基因工程抗體（單克隆抗體）與傳統(tǒng)雜交瘤技術(shù)制備抗體的主要區(qū)別。6.重組蛋白表達(dá)過程中，產(chǎn)生包涵體有何缺點(diǎn)？簡述一種提高可溶性表達(dá)的策略。三、論述題（請結(jié)合具體實(shí)例或原理，深入闡述下列問題，每題10分，共40分）1.論述重組蛋白技術(shù)在疫苗開發(fā)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢。2.分析影響重組蛋白表達(dá)量的主要因素，并提出相應(yīng)的優(yōu)化策略。3.以一種特定的重組蛋白藥物（如胰島素或抗體）為例，簡述其從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到最終臨床應(yīng)用所涉及的關(guān)鍵技術(shù)和環(huán)節(jié)。4.探討重組蛋白技術(shù)在未來生物制造（如生物基材料、生物能源）領(lǐng)域可能面臨的挑戰(zhàn)及潛在的創(chuàng)新方向。試卷答案一、選擇題1.A解析：基因克隆中連接目的基因和載體的黏性末端或平末端需要DNA連接酶催化形成磷酸二酯鍵。2.D解析：哺乳動物細(xì)胞能夠進(jìn)行復(fù)雜的翻譯后修飾，如糖基化、磷酸化等，這與分泌蛋白的功能密切相關(guān)。3.C解析：親和層析利用了重組蛋白分子上特有的識別位點(diǎn)（如抗體結(jié)合位點(diǎn)、酶活性位點(diǎn)）與固定在層析介質(zhì)的配體特異性結(jié)合進(jìn)行分離。4.A解析：原核細(xì)胞缺乏復(fù)雜的翻譯后修飾機(jī)制，而蛋白質(zhì)的正確折疊和避免形成包涵體與翻譯后修飾關(guān)系不大，更多是密碼子偏好性、蛋白純化性等因素影響。5.B解析：雜交瘤技術(shù)是通過將能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，利用雜交瘤細(xì)胞既能無限增殖又能產(chǎn)生特異性抗體的特性。6.C解析：重組蛋白疫苗是指將病原體的抗原基因?qū)氡磉_(dá)系統(tǒng)，生產(chǎn)出重組抗原用于免疫接種，如乙肝疫苗、HPV疫苗等。7.C解析：IPTG（異丙基β-D-硫代半乳糖苷）是乳糖操縱子的誘導(dǎo)劑，能誘導(dǎo)lac啟動子驅(qū)動下游基因（包括重組蛋白基因）的表達(dá)。8.D解析：SDS用于分析蛋白分子量，WesternBlot用于檢測特異性蛋白條帶，ELISA用于定量檢測蛋白或抗體，三者都是檢測重組蛋白表達(dá)的常用方法。9.D解析：農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化是植物基因工程常用方法；病毒介導(dǎo)和基因槍法也是將外源基因?qū)胫参锏挠行緩健?0.D解析：重組蛋白藥物（特別是抗體）通過與靶分子結(jié)合發(fā)揮治療作用，并能激活或調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，部分藥物也參與物質(zhì)代謝調(diào)控。二、簡答題1.答：①提取模板DNA；②設(shè)計(jì)合成引物；③配制PCR反應(yīng)體系（含模板、引物、dNTPs、Taq酶等）；④在PCR儀上按設(shè)定程序（變性、退火、延伸）循環(huán)擴(kuò)增；⑤對擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行檢測（如凝膠電泳）。2.答：原核表達(dá)系統(tǒng)（E.coli）：操作簡單、表達(dá)速度快、成本低、但缺乏翻譯后修飾能力、易形成包涵體、蛋白可能折疊異常。真核表達(dá)系統(tǒng)（哺乳動物細(xì)胞）：能進(jìn)行復(fù)雜翻譯后修飾（糖基化、磷酸化等）、蛋白折疊正確、可分泌表達(dá)，但表達(dá)周期長、成本高、操作復(fù)雜。3.答：利用重組蛋白上特有的識別位點(diǎn)（如標(biāo)簽蛋白的抗體結(jié)合位點(diǎn)或酶活性位點(diǎn)）與固定在層析介質(zhì)上的配體特異性結(jié)合，通過改變緩沖液條件（如鹽濃度）解離洗脫，實(shí)現(xiàn)分離純化。4.答：生物安全方面需評估潛在的免疫原性、過敏性、傳播風(fēng)險(xiǎn)等；有效性方面需評估靶點(diǎn)結(jié)合能力、藥代動力學(xué)、藥效學(xué)、臨床療效等。5.答：基因工程抗體是利用基因工程技術(shù)在宿主細(xì)胞（如細(xì)菌、酵母、哺乳動物細(xì)胞）中表達(dá)產(chǎn)生的抗體；傳統(tǒng)雜交瘤技術(shù)是利用動物細(xì)胞融合技術(shù)直接在體外培養(yǎng)體系中篩選產(chǎn)生抗體的雜交瘤細(xì)胞。6.答：缺點(diǎn)：包涵體通常包含大量不溶性、錯誤折疊的蛋白，可能包含毒性物質(zhì)，回收純化困難。策略：引入分子伴侶（如熱休克蛋白）輔助正確折疊；降低表達(dá)溫度；優(yōu)化表達(dá)條件（如誘導(dǎo)物濃度、表達(dá)時間）；改變密碼子使用偏好性。三、論述題1.答：重組蛋白技術(shù)在疫苗開發(fā)中應(yīng)用廣泛。例如，利用基因工程在大腸桿菌、酵母或哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)病原體抗原（如乙肝病毒表面抗原、HPV衣殼蛋白），制成亞單位疫苗；或利用基因重組技術(shù)改造病毒載體（如腺病毒、痘苗病毒）表達(dá)抗原，制成載體疫苗；還可利用單克隆抗體技術(shù)制備治療性或預(yù)防性疫苗（如單克隆抗體疫苗）。其優(yōu)勢在于：可以精確表達(dá)目標(biāo)抗原，避免使用活病毒或完整細(xì)菌帶來的風(fēng)險(xiǎn)；可以表達(dá)只含有效抗原成分，提高安全性；易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；可以根據(jù)需要改造抗原成分或表達(dá)系統(tǒng)，提高疫苗效力或特性。2.答：影響重組蛋白表達(dá)量的因素眾多，主要包括：①外源基因本身：密碼子偏好性、啟動子強(qiáng)度、核糖體結(jié)合位點(diǎn)（RBS）效率、終止密碼子附近序列等。②載體和表達(dá)系統(tǒng)：選擇合適的表達(dá)載體（含強(qiáng)啟動子、高效RBS、合適的信號肽）、宿主細(xì)胞（如不同菌株、細(xì)胞系）。③表達(dá)條件：誘導(dǎo)物類型和濃度、誘導(dǎo)溫度、誘導(dǎo)時間、培養(yǎng)基成分、溶氧等。④重組蛋白自身：蛋白折疊狀態(tài)、分子量大小、有無特殊結(jié)構(gòu)域（如信號肽）、翻譯后修飾需求、蛋白間相互作用等。優(yōu)化策略：針對密碼子偏好性進(jìn)行密碼子優(yōu)化；優(yōu)化啟動子和RBS；調(diào)整表達(dá)條件（溫度、誘導(dǎo)物、時間）；改造蛋白序列（如去除內(nèi)含子、添加融合標(biāo)簽、優(yōu)化信號肽）；選擇更適合的表達(dá)系統(tǒng)或宿主菌株；添加分子伴侶等。3.答：以重組胰島素為例，其研發(fā)與應(yīng)用涉及：①基因克?。韩@取人胰島素基因或其編碼序列，構(gòu)建表達(dá)載體。②表達(dá)系統(tǒng)選擇：早期在細(xì)菌（E.coli）中表達(dá)胰島素前體（Proinsulin），后期在酵母（如畢赤酵母）或哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)以獲得正確折疊和翻譯后修飾的胰島素。③重組蛋白表達(dá)與純化：在大腸桿菌中表達(dá)后形成包涵體，需變性復(fù)性純化；在酵母或細(xì)胞中表達(dá)后，通過細(xì)胞破碎、提取、色譜層析等步驟純化胰島素。④質(zhì)量控制：嚴(yán)格檢測純度、活性、純度組成（聚集體含量）、宿主細(xì)胞蛋白殘留、過敏原等。⑤臨床應(yīng)用：純化后的重組胰島素通過注射劑型用于治療糖尿病。4.答：挑戰(zhàn)：①提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性：降低宿主系統(tǒng)成本、優(yōu)化發(fā)酵/細(xì)胞培養(yǎng)過程、開發(fā)連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)。②提高產(chǎn)物質(zhì)量和特性：實(shí)現(xiàn)復(fù)雜