2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——RNA干擾途徑生物技術(shù)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種RNA分子通常由Dicer酶直接切割雙鏈RNA（dsRNA）產(chǎn)物生成？A.miRNAB.piRNAC.mRNAD.siRNA2.在RNA干擾通路中，負(fù)責(zé)將siRNA或miRNA導(dǎo)入RISC（RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體）并選擇其一鏈作為引導(dǎo)鏈（guidestrand）的蛋白質(zhì)復(fù)合體主要是？A.RNA聚合酶IIB.RISC-loadingcomplex(RLC)C.DicerD.Argonaute3.siRNA引導(dǎo)RISC識(shí)別并切割靶向mRNA的過程，最常發(fā)生在？A.細(xì)胞核內(nèi)B.細(xì)胞質(zhì)內(nèi)C.細(xì)胞膜表面D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中4.以下哪個(gè)過程是植物和真菌中普遍存在的、由長雙鏈RNA（dsRNA）誘導(dǎo)的、更廣泛的基因沉默現(xiàn)象？A.RNA導(dǎo)向的mRNA降解B.轉(zhuǎn)錄抑制C.加工體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄抑制D.post-transcriptionalgenesilencing(PTGS)5.miRNA與靶mRNA的結(jié)合通常依賴于？A.完全的序列互補(bǔ)B.部分序列的配對(duì)（通常7-9nt）C.高度依賴miRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)D.需要RISC的切割活性6.RNA干擾技術(shù)最初是在哪種生物中發(fā)現(xiàn)的？A.哺乳動(dòng)物B.果蠅C.擬南芥D.大腸桿菌7.在使用RNA干擾技術(shù)研究基因功能時(shí)，通常會(huì)選擇哪些類型的RNA分子？A.mRNAB.tRNAC.反義寡核苷酸D.小干擾RNA（siRNA）8.RNA干擾通路中，由Dicer切割產(chǎn)生的雙鏈RNA（dsRNA）如果未被有效處理，可能引發(fā)什么現(xiàn)象？A.mRNA的穩(wěn)定化B.細(xì)胞凋亡C.PKR激酶的激活和翻譯抑制D.DNA復(fù)制9.下列哪項(xiàng)是RNA干擾技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中應(yīng)用的一個(gè)主要目標(biāo)？A.增強(qiáng)植物對(duì)非生物脅迫的抵抗力B.改良作物的營養(yǎng)價(jià)值或品質(zhì)C.引入新的抗性基因D.以上都是10.RNA干擾的“序列特異性”指的是什么？A.RNA分子的大小B.RNA鏈的穩(wěn)定性C.導(dǎo)向鏈與靶向mRNA之間必須具有特定的序列互補(bǔ)性D.RNA干擾只發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中二、填空題（每空1分，共15分）1.RNA干擾（RNAi）是一種自然的__________現(xiàn)象，能在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)。2.雙鏈RNA（dsRNA）在RNAi通路中是主要的信號(hào)分子，它被關(guān)鍵酶__________識(shí)別并切割。3.Dicer切割dsRNA產(chǎn)生的雙鏈小RNA（dsRNA）分子，其中一條鏈被稱為__________鏈，負(fù)責(zé)引導(dǎo)RISC。4.RISC（RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體）是執(zhí)行RNA干擾功能的核心復(fù)合體，其關(guān)鍵組分__________蛋白能識(shí)別靶向mRNA。5.miRNA通常在__________內(nèi)合成，其調(diào)控靶點(diǎn)主要是______________。6.siRNA介導(dǎo)的基因沉默主要通過靶向mRNA的__________來實(shí)現(xiàn)，而miRNA則更傾向于引起靶mRNA的__________。7.RNA干擾通路中，除了切割mRNA，還存在一種轉(zhuǎn)錄抑制機(jī)制，稱為__________。8.在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，外源導(dǎo)入的siRNA通常需要依賴__________才能有效發(fā)揮基因沉默作用。9.RNA干擾技術(shù)的應(yīng)用潛力巨大，例如在疾病治療中，可以用來沉默致病基因，這被稱為__________。10.RNA干擾的一個(gè)潛在問題是“脫靶效應(yīng)”，即siRNA或miRNA錯(cuò)誤地沉默了非靶向的、序列相似的基因，這可能導(dǎo)致__________。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.RNA干擾(RNAi)2.siRNA3.miRNA4.Argonaute蛋白5.脫靶效應(yīng)四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述RNA干擾通路中，長雙鏈RNA（dsRNA）被加工成siRNA的過程。2.比較miRNA和siRNA在來源、結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制和靶向性方面的主要異同點(diǎn)。3.簡述RNA干擾技術(shù)在基因功能研究中的基本原理和應(yīng)用。4.RNA干擾技術(shù)在應(yīng)用于基因治療或作物改良時(shí)，可能面臨哪些主要的挑戰(zhàn)或局限性？五、論述題（每題10分，共20分）1.論述RNA干擾通路在細(xì)胞生物學(xué)過程中的重要生物學(xué)功能。2.結(jié)合實(shí)例，論述RNA干擾技術(shù)（特別是siRNA技術(shù)）在生物技術(shù)領(lǐng)域（如疾病治療、農(nóng)業(yè)應(yīng)用）的應(yīng)用前景和潛在價(jià)值。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（15分）假設(shè)你正在研究一種名為“XYZ蛋白”在細(xì)胞凋亡過程中可能扮演的角色。你手頭擁有可以合成特定siRNA的技術(shù)，并且能夠檢測細(xì)胞凋亡水平。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡化的實(shí)驗(yàn)方案，利用RNA干擾技術(shù)來初步研究XYZ蛋白是否參與細(xì)胞凋亡過程。請(qǐng)簡要說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑺桕P(guān)鍵試劑、主要實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果及如何根據(jù)結(jié)果判斷XYZ蛋白與細(xì)胞凋亡的關(guān)系。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.D5.B6.B7.D8.C9.D10.C二、填空題1.基因沉默2.Dicer3.引導(dǎo)（或guide）4.Argonaute5.細(xì)胞核；信使RNA（或mRNA）6.切割；翻譯抑制7.加工體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄抑制（或PPT）8.遞送載體（或Deliveryreagent/vehicle）9.基因沉默療法（或Genesilencingtherapy）10.未預(yù)期的副作用（或Off-targeteffects）三、名詞解釋1.RNA干擾(RNAi)：一種自然的、在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)的分子機(jī)制，通過小干擾RNA（siRNA）或miRNA引導(dǎo)RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RISC）切割或抑制靶標(biāo)mRNA，從而降低靶標(biāo)基因的表達(dá)。2.siRNA：由Dicer酶切割雙鏈RNA（dsRNA）產(chǎn)生的長度約為21nt的雙鏈小RNA分子，其中一條鏈作為引導(dǎo)鏈（guidestrand）進(jìn)入RISC執(zhí)行基因沉默功能。3.miRNA：一類在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄，加工后主要在細(xì)胞質(zhì)中通過RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RISC）與靶標(biāo)mRNA不完全互補(bǔ)結(jié)合，導(dǎo)致靶標(biāo)mRNA翻譯抑制或降解的非編碼小RNA分子，通常約22nt。4.Argonaute蛋白：RNA干擾通路中的關(guān)鍵組分，是RISC（RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體）的核心蛋白，能夠結(jié)合siRNA或miRNA的引導(dǎo)鏈，并具有切割靶標(biāo)mRNA或抑制翻譯的活性。5.脫靶效應(yīng)：指siRNA或miRNA錯(cuò)誤地識(shí)別并沉默了基因組中與靶序列相似但非同源的基因，導(dǎo)致unintendedgeneknockdown或off-targeteffects，可能引發(fā)不良生物學(xué)效應(yīng)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果誤判。四、簡答題1.解析思路：描述Dicer酶識(shí)別切割dsRNA，產(chǎn)生雙鏈siRNA，隨后siRNA通過某種機(jī)制（如直接或間接）進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在RISC復(fù)合體中解開雙鏈，其中一條鏈（引導(dǎo)鏈）結(jié)合到Argonaute蛋白上，形成具有功能的RISC，最終引導(dǎo)RISC識(shí)別并切割靶標(biāo)mRNA的過程。答案要點(diǎn)：Dicer識(shí)別并切割dsRNA；產(chǎn)生雙鏈siRNA；siRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；解開雙鏈，形成引導(dǎo)鏈和passengerstrand；引導(dǎo)鏈結(jié)合Argonaute形成RISC；RISC識(shí)別靶標(biāo)mRNA；切割靶標(biāo)mRNA。2.解析思路：從來源（內(nèi)源/外源，轉(zhuǎn)錄本/人工合成）、結(jié)構(gòu)（長度，雙鏈/單鏈）、作用機(jī)制（完全互補(bǔ)/不完全互補(bǔ)，切割/翻譯抑制）、靶向基因（蛋白質(zhì)編碼/非編碼，廣泛/特異性）等方面進(jìn)行對(duì)比。答案要點(diǎn)：*來源：siRNA通常由外源dsRNA切割而來，或人工合成；miRNA是內(nèi)源轉(zhuǎn)錄本加工產(chǎn)生。*結(jié)構(gòu)：siRNA是約21nt的雙鏈RNA；miRNA是約22nt的單鏈RNA。*作用機(jī)制：siRNA通過RISC切割靶mRNA；miRNA通過RISC與靶mRNA不完全配對(duì)，引起翻譯抑制或降解。*靶向：siRNA通常靶向蛋白質(zhì)編碼基因的mRNA，序列要求完全互補(bǔ)；miRNA靶向范圍更廣，可包括mRNA，序列配對(duì)不完全，特異性相對(duì)較低。3.解析思路：闡述利用siRNA或miRNA干擾特定基因表達(dá)，觀察表型變化，從而推斷該基因功能的原理。說明其應(yīng)用在于篩選功能未知的基因或驗(yàn)證已知的基因功能。答案要點(diǎn)：*原理：設(shè)計(jì)合成針對(duì)目標(biāo)基因mRNA的siRNA，導(dǎo)入細(xì)胞或生物體，沉默該基因表達(dá)，觀察細(xì)胞或生物體的表型變化（如形態(tài)、生長、發(fā)育、對(duì)刺激的反應(yīng)等），從而推斷目標(biāo)基因的功能。*應(yīng)用：基因功能篩選（如RNAi文庫篩選）、基因功能驗(yàn)證、構(gòu)建基因突變體模型、研究疾病發(fā)生機(jī)制等。4.解析思路：從技術(shù)本身（遞送效率低、脫靶效應(yīng)）、生物學(xué)（RNAi通路調(diào)控復(fù)雜、哺乳動(dòng)物細(xì)胞中應(yīng)用困難）、倫理法規(guī)（尤其是治療應(yīng)用）等方面列舉挑戰(zhàn)。答案要點(diǎn)：*遞送效率低：將siRNA有效遞送到目標(biāo)細(xì)胞（尤其是特定組織或器官）內(nèi)部，并維持足夠濃度和穩(wěn)定性是一個(gè)主要瓶頸。*脫靶效應(yīng)：非特異性沉默旁路基因，可能引起副作用或?qū)嶒?yàn)誤導(dǎo)。*哺乳動(dòng)物細(xì)胞應(yīng)用困難：哺乳動(dòng)物細(xì)胞中PTGS通路比植物復(fù)雜，存在miRNA等干擾，且siRNA需要依賴遞送載體。*RNAi通路調(diào)控復(fù)雜：內(nèi)源RNAi通路受到精密調(diào)控，外源干擾可能引發(fā)非預(yù)期后果。*成本高、規(guī)?；a(chǎn)難：合成大量高質(zhì)量siRNA成本較高，規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用存在挑戰(zhàn)。*倫理法規(guī)問題：尤其在基因治療領(lǐng)域，涉及倫理和安全性問題，監(jiān)管嚴(yán)格。五、論述題1.解析思路：從基因表達(dá)調(diào)控的基本層面，結(jié)合RNAi的具體機(jī)制，闡述其在維持基因組穩(wěn)定性、防御外源核酸（病毒）、基因劑量調(diào)控、表觀遺傳遺傳學(xué)印記（通過PiRNA）、發(fā)育過程調(diào)控等方面的重要功能。答案要點(diǎn)：*基因表達(dá)調(diào)控：RNAi是轉(zhuǎn)錄后基因沉默的主要機(jī)制，精確控制基因表達(dá)時(shí)空和水平。*維持基因組穩(wěn)定性：沉默轉(zhuǎn)座子，防止其移動(dòng)和基因組混亂。*防御外源核酸：識(shí)別并降解病毒RNA或外源dsRNA，作為天然的免疫系統(tǒng)。*基因劑量補(bǔ)償：如X染色體失活（XCI）。*PiRNA介導(dǎo)的表觀遺傳調(diào)控：在生殖細(xì)胞系中沉默重復(fù)序列和父源基因。*發(fā)育調(diào)控：在胚胎發(fā)育過程中精確調(diào)控眾多基因的表達(dá)。2.解析思路：結(jié)合RNAi技術(shù)的核心優(yōu)勢（特異性強(qiáng)、操作相對(duì)簡單），分別論述在疾病治療（如抗癌、抗病毒）和農(nóng)業(yè)應(yīng)用（如抗病蟲害、品質(zhì)改良）中的具體應(yīng)用場景、潛力以及面臨的挑戰(zhàn)（如遞送、脫靶、成本等）。答案要點(diǎn)：*疾病治療：*抗癌：沉默致癌基因；沉默病毒基因（如HIV,HBV）；抑制血管生成；誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。*抗病毒：沉默病毒復(fù)制相關(guān)基因。*潛力：治療多種單基因遺傳病、慢性病、癌癥等。*挑戰(zhàn)：遞送效率、脫靶效應(yīng)、免疫原性、成本、安全性評(píng)估。*農(nóng)業(yè)應(yīng)用：*抗病蟲害：沉默病原體關(guān)鍵基因；沉默害蟲抗性基因或取食關(guān)鍵基因。*品質(zhì)改良：沉默影響作物營養(yǎng)成分、風(fēng)味、成熟期等的基因。*抗除草劑：沉默雜草敏感基因。*潛力：創(chuàng)造抗性品種、提高產(chǎn)量和品質(zhì)、減少農(nóng)藥使用。*挑戰(zhàn)：環(huán)境安全性評(píng)估、基因漂移、公眾接受度、遞送技術(shù)。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題答案要點(diǎn)：*實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪肦NA干擾技術(shù)沉默XYZ蛋白，觀察細(xì)胞凋亡水平是否發(fā)生變化，初步判斷XYZ蛋白是否參與細(xì)胞凋亡過程。*所需關(guān)鍵試劑：針對(duì)XYZ蛋白的siRNA（至少兩種，最好設(shè)計(jì)對(duì)照siRNA，如非特異性siRNA或scrambledsiRNA）、對(duì)照siRNA、待測細(xì)胞系、細(xì)胞凋亡檢測試劑（如AnnexinV-FITC/PI染色試劑或Caspase-3活性檢測試劑）、培養(yǎng)基、細(xì)胞培養(yǎng)皿/板。*主要實(shí)驗(yàn)步驟：1.細(xì)胞培養(yǎng)：將待測細(xì)胞系在合適的培養(yǎng)條件下培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期。2.siRNA轉(zhuǎn)染：使用高效轉(zhuǎn)染試劑將不同siRNA（XYZ-siRNA1,XYZ-siRNA2,對(duì)照siRNA）分別轉(zhuǎn)染到細(xì)胞中，設(shè)置未轉(zhuǎn)染細(xì)胞作為陰性對(duì)照。確保轉(zhuǎn)染效率。3.干擾效