2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——生物技術(shù)在酵母工程中的應(yīng)用考試時間：______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(xiàng)前的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.在酵母基因工程中，用于將外源DNA導(dǎo)入酵母細(xì)胞的常用方法是（）。A.微課注射B.基因槍C.電穿孔D.病毒載體轉(zhuǎn)導(dǎo)2.以下哪種酵母基因型使其對某些營養(yǎng)缺陷型表現(xiàn)出部分補(bǔ)償現(xiàn)象？（）A.ade-2ade-3B.his4his4C.trp1trp1D.leu2leu23.酵母中，負(fù)責(zé)將葡萄糖磷酸化并開始糖酵解的關(guān)鍵酶是（）。A.磷酸甘油酸激酶B.己糖激酶C.丙酮酸脫氫酶D.乙醇脫氫酶4.在代謝工程改造酵母生產(chǎn)某種代謝產(chǎn)物時，為了提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量，通常會（）。A.降低目標(biāo)產(chǎn)物合成途徑上游酶的活性B.過表達(dá)目標(biāo)產(chǎn)物合成途徑中的關(guān)鍵酶C.同時過表達(dá)目標(biāo)產(chǎn)物合成途徑及所有上游途徑的酶D.降低酵母的生長速率5.以下哪種技術(shù)常用于構(gòu)建基因缺失突變體庫，以進(jìn)行酵母功能基因組學(xué)研究？（）A.PCR重疊延伸B.限制性片段長度多態(tài)性分析C.基因敲除D.DNA測序6.酵母原生質(zhì)體融合技術(shù)的主要應(yīng)用之一是（）。A.生產(chǎn)單克隆抗體B.獲得多倍體酵母菌株C.構(gòu)建基因文庫D.大規(guī)模生產(chǎn)乙醇7.在啤酒生產(chǎn)中，酵母菌種的選擇主要考慮其（）。A.發(fā)酵溫度B.耐高滲透壓能力C.產(chǎn)氣能力D.以上都是8.固定化酵母細(xì)胞的主要優(yōu)點(diǎn)之一是（）。A.發(fā)酵周期縮短B.產(chǎn)物易于分離純化C.酵母反復(fù)使用性增強(qiáng)D.降低了生產(chǎn)成本9.下列哪項(xiàng)不是利用酵母進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的主要產(chǎn)品？（）A.人類胰島素B.乳酸C.乙醇D.青霉素10.CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)利用的“分子剪刀”是（）。A.一種限制性內(nèi)切酶B.一段RNAC.一段DNAD.一種蛋白質(zhì)復(fù)合體二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上）1.釀酒酵母*Saccharomycescerevisiae*是一種__________真核微生物，在生物技術(shù)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。2.將外源DNA片段與載體連接的過程稱為__________，連接所用的酶是__________。3.酵母的有性生殖方式包括__________和__________兩種主要形式。4.發(fā)酵過程中，控制好溫度、pH、通氣量和__________等發(fā)酵條件至關(guān)重要。5.利用基因工程改造酵母以生產(chǎn)藥物或工業(yè)酶時，常需要構(gòu)建__________菌株。6.代謝工程的核心思想是通過__________或__________代謝途徑，以獲得有用物質(zhì)。7.在固定化酵母技術(shù)中，常用的載體材料包括__________、__________和電聚合法合成的多孔聚合物膜等。8.酵母工程菌的構(gòu)建通常需要經(jīng)過__________、轉(zhuǎn)化/轉(zhuǎn)染、篩選和鑒定等步驟。9.酵母在食品工業(yè)中除了用于釀酒，還廣泛應(yīng)用于__________、__________等的生產(chǎn)。10.基因芯片（又稱DNA芯片）技術(shù)可用于酵母__________的快速分析和大規(guī)模研究。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.基因工程2.酵母原生質(zhì)體3.發(fā)酵工程4.代謝工程5.固定化細(xì)胞四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的基本步驟。2.與細(xì)菌相比，利用酵母進(jìn)行基因工程有哪些優(yōu)勢？3.簡述酵母固定化常用的物理方法及其原理。4.簡述影響酵母發(fā)酵效率的主要因素。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述代謝工程在改造酵母生產(chǎn)生物乙醇過程中的應(yīng)用策略。2.試述利用酵母進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)重組蛋白的優(yōu)缺點(diǎn)。---試卷答案一、選擇題1.C2.A3.B4.B5.C6.B7.D8.B9.D10.D二、填空題1.單細(xì)胞2.基因克隆，DNA連接酶3.接合型生殖，減數(shù)分裂4.營養(yǎng)物質(zhì)5.篩選表達(dá)6.調(diào)控，改造7.海藻酸鈉，明膠8.基因構(gòu)建9.釀醋，面包10.基因表達(dá)三、名詞解釋1.基因工程：利用生物技術(shù)手段，在分子水平上對基因進(jìn)行操作，以獲取特定遺傳物質(zhì)或改造生物遺傳性狀的技術(shù)。2.酵母原生質(zhì)體：通過酶解去除酵母細(xì)胞壁后得到的一群無細(xì)胞壁、具有活力的原生細(xì)胞。3.發(fā)酵工程：利用微生物的特定功能，通過生物反應(yīng)器進(jìn)行規(guī)?；囵B(yǎng)，以獲得目標(biāo)產(chǎn)物或達(dá)到特定目的的工程技術(shù)。4.代謝工程：通過基因工程、酶工程等手段，對生物體的代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修飾和優(yōu)化，以改變其產(chǎn)物合成能力或代謝流向的技術(shù)。5.固定化細(xì)胞：將活細(xì)胞通過物理或化學(xué)方法固定在載體上，使其保持一定的生物活性，并可以反復(fù)使用的技術(shù)。四、簡答題1.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的基本步驟包括：①設(shè)計合成一對引物，分別對應(yīng)目的基因的起始和終止位點(diǎn)；②將含有目的基因的模板DNA、引物、DNA聚合酶、dNTPs等混合，置于PCR儀中；③在設(shè)定的循環(huán)參數(shù)（變性、退火、延伸）下進(jìn)行多次循環(huán)，使目的基因片段呈指數(shù)級擴(kuò)增。2.利用酵母進(jìn)行基因工程的優(yōu)勢包括：①遺傳背景清晰，易于操作和研究；②真核生物，其基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制與高等生物相似；③具有多種高效的基因轉(zhuǎn)移和表達(dá)系統(tǒng)；④安全性較高，通常不致??；⑤可在較溫和的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。3.酵母固定化常用的物理方法及其原理：①吸附法：利用載體（如多孔硅膠、玻璃珠）的物理吸附作用將酵母細(xì)胞吸附固定。原理是細(xì)胞表面與載體之間存在范德華力或靜電作用。②包埋法：將酵母細(xì)胞包裹在交聯(lián)劑（如海藻酸鈉、明膠）形成的凝膠網(wǎng)格中。原理是細(xì)胞被物理性地困在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)。③固定化酶法（電聚合法）：利用電場引發(fā)單體在電極表面聚合，形成多孔聚合物膜將酵母細(xì)胞固定其中。原理是利用電場誘導(dǎo)聚合反應(yīng)，在特定位置形成固定化載體。4.影響酵母發(fā)酵效率的主要因素：①菌種性能：酵母的代謝類型、生長速率、產(chǎn)酶能力、抗逆性等。②發(fā)酵培養(yǎng)基：營養(yǎng)物質(zhì)的種類和比例（碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子等）、初始pH。③發(fā)酵條件：溫度、pH、通氣量（氧氣供應(yīng)）、攪拌速度。④培養(yǎng)容器：容器的材質(zhì)、形狀、空間利用率。⑤污染控制：雜菌污染會嚴(yán)重影響發(fā)酵效率。五、論述題1.代謝工程在改造酵母生產(chǎn)生物乙醇過程中的應(yīng)用策略：①調(diào)控糖酵解途徑：過表達(dá)己糖激酶、磷酸果糖激酶等關(guān)鍵酶，提高葡萄糖利用率；抑制乙醇脫氫酶活性，減少乙醇生成，使更多底物流向糖酵解。②優(yōu)化乙醇發(fā)酵途徑：過表達(dá)乙醛脫氫酶、乙醇脫氫酶，加速乙醇的生成；改造或敲除乙醇發(fā)酵的負(fù)調(diào)控因子。③改造磷酸戊糖途徑：通過基因敲除或過表達(dá)，調(diào)整磷酸戊糖途徑與糖酵解的流量平衡，將更多碳流導(dǎo)向糖酵解。④引入外源基因：引入來自其他微生物（如乳酸菌、Zymomonasmobilis）的高效乙醇脫氫酶或輔酶再生系統(tǒng)基因。⑤突破代謝瓶頸：針對酵母在乙醇發(fā)酵中常見的代謝瓶頸（如乳酸積累、醋酸積累），進(jìn)行基因編輯或代謝工程改造，提高乙醇產(chǎn)率和耐受性。⑥菌種選育與改良：結(jié)合代謝工程手段與傳統(tǒng)的誘變育種、篩選，獲得乙醇高產(chǎn)菌株。2.試述利用酵母進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)重組蛋白的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①表達(dá)系統(tǒng)成熟穩(wěn)定，技術(shù)平臺完善。②?是真核生物，能夠進(jìn)行正確的蛋白質(zhì)翻譯后修飾（如糖基化、磷酸化），獲得接近天然的人源蛋白構(gòu)型和功能。③培養(yǎng)條件溫和，生產(chǎn)過程相對安全，易于放大。④具有多種高效的啟動子、標(biāo)簽系統(tǒng)和分泌信號序列可供選擇。⑤基因操作技術(shù)成熟，改造和表達(dá)效率高。