合成生物基因編輯工具研發(fā)工程師崗位招聘考試試卷及答案一、填空題（共10題，每題1分）1.CRISPR的全稱是______。2.Cas9蛋白切割雙鏈DNA的PAM序列通常為______。3.TALEN工具的核心識(shí)別單元是______。4.基因編輯中，雙鏈DNA斷裂后的主要修復(fù)途徑包括NHEJ和______。5.常用的熒光報(bào)告基因包括GFP和______。6.PCR技術(shù)中常用的耐高溫DNA聚合酶是______。7.RNA干擾（RNAi）過程中起關(guān)鍵作用的小RNA分子是______和siRNA。8.合成啟動(dòng)子的核心元件包括TATA框和______。9.基因編輯脫靶效應(yīng)的常用檢測方法是______（舉1種）。10.合成生物學(xué)的核心研究要素包括“設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測試、______”。二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分）1.以下屬于RNA引導(dǎo)型基因編輯工具的是（）A.ZFNB.TALENC.CRISPR-Cas9D.限制酶2.Cas9蛋白識(shí)別的PAM序列多為（）A.5’-NGG-3’B.5’-TTTN-3’C.5’-NNN-3’D.5’-GTT-3’3.TALEN的重復(fù)單元（RVD）中，識(shí)別腺嘌呤（A）的是（）A.NIB.NGC.HDD.NN4.合成生物學(xué)中常用的原核表達(dá)載體是（）A.pUC系列B.pET系列C.pCMV系列D.pEGFP系列5.基因編輯后篩選陽性細(xì)胞常用的標(biāo)記基因是（）A.AmpRB.LacZC.NeoRD.GFP6.CRISPR-Cas13的作用靶點(diǎn)是（）A.雙鏈DNAB.單鏈DNAC.雙鏈RNAD.單鏈RNA7.ZFN的結(jié)構(gòu)不包括（）A.鋅指結(jié)構(gòu)域B.FokI切割域C.sgRNAD.連接區(qū)8.以下不屬于基因編輯修復(fù)途徑的是（）A.NHEJB.HDRC.RNAiD.MMEJ9.合成啟動(dòng)子的核心元件不包括（）A.TATA框B.CAAT框C.增強(qiáng)子D.起始密碼子10.基因編輯效率的常用檢測方法是（）A.測序B.電泳C.熒光定量PCRD.以上都是三、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，多選、少選均不得分）1.CRISPR-Cas系統(tǒng)的組成包括（）A.Cas蛋白B.sgRNAC.PAM序列D.靶DNA2.基因編輯的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.基因治療B.作物改良C.合成生物學(xué)D.基礎(chǔ)科研3.TALEN設(shè)計(jì)需考慮的因素有（）A.靶序列長度B.PAM序列C.重復(fù)單元（RVD）匹配D.切割域二聚化4.合成生物學(xué)的研究內(nèi)容包括（）A.基因線路設(shè)計(jì)B.人工代謝途徑構(gòu)建C.基因編輯工具研發(fā)D.生物安全評估5.基因編輯脫靶效應(yīng)的影響因素有（）A.sgRNA長度B.Cas蛋白濃度C.靶序列同源性D.細(xì)胞周期6.常用的基因編輯載體類型有（）A.質(zhì)粒載體B.病毒載體（如AAV）C.轉(zhuǎn)座子載體D.人工染色體7.RNA引導(dǎo)的基因編輯工具包括（）A.CRISPR-Cas9B.CRISPR-Cas13C.TALEND.ZFN8.合成啟動(dòng)子的設(shè)計(jì)原則包括（）A.元件功能匹配B.強(qiáng)度可調(diào)C.物種特異性D.無同源序列9.基因編輯后細(xì)胞篩選方法有（）A.抗生素篩選B.熒光分選C.測序篩選D.報(bào)告基因檢測10.合成生物學(xué)中常用的DNA合成技術(shù)有（）A.化學(xué)合成法B.PCR擴(kuò)增C.基因合成D.鳥槍法測序四、判斷題（共10題，每題2分，正確打√，錯(cuò)誤打×）1.CRISPR-Cas9僅能切割雙鏈DNA（）2.TALEN的識(shí)別特異性比ZFN高（）3.合成啟動(dòng)子只能由天然序列拼接而成（）4.NHEJ修復(fù)是精確的DNA修復(fù)途徑（）5.CRISPR-Cas12a的PAM序列為5’-TTTN-3’（）6.ZFN的鋅指結(jié)構(gòu)域每3個(gè)氨基酸識(shí)別1個(gè)bp（）7.RNAi屬于基因編輯技術(shù)（）8.合成生物學(xué)核心是“設(shè)計(jì)-構(gòu)建-測試-學(xué)習(xí)”循環(huán)（）9.HDR修復(fù)需要同源模板DNA（）10.CRISPR-Cas系統(tǒng)僅存在于細(xì)菌中（）五、簡答題（共4題，每題5分）1.簡述CRISPR-Cas9基因編輯的基本原理。2.比較CRISPR-Cas9、TALEN和ZFN三種工具的主要區(qū)別。3.基因編輯工具研發(fā)需關(guān)注哪些關(guān)鍵問題？4.簡述合成啟動(dòng)子在基因編輯中的應(yīng)用及設(shè)計(jì)思路。六、討論題（共2題，每題5分）1.如何降低CRISPR-Cas9基因編輯的脫靶效應(yīng)？2.合成生物學(xué)與基因編輯結(jié)合在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景及挑戰(zhàn)。---答案部分一、填空題答案1.規(guī)律間隔成簇短回文重復(fù)序列2.5’-NGG-3’3.轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物（TALE）4.同源定向修復(fù)（HDR）5.RFP（或其他合理熒光報(bào)告基因）6.Taq酶（或熱穩(wěn)定DNA聚合酶）7.miRNA8.CAAT框（或其他核心啟動(dòng)子元件）9.GUIDE-seq（或Digenome-seq等合理方法）10.學(xué)習(xí)二、單項(xiàng)選擇題答案1.C2.A3.B4.B5.C6.D7.C8.C9.D10.D三、多項(xiàng)選擇題答案1.ABCD2.ABCD3.ACD4.ABCD5.ABCD6.ABC7.AB8.ABC9.ABD10.AC四、判斷題答案1.√2.√3.×4.×5.√6.√7.×8.√9.√10.×五、簡答題答案1.CRISPR-Cas9原理：sgRNA與靶DNA互補(bǔ)配對，引導(dǎo)Cas9結(jié)合靶位點(diǎn)；Cas9識(shí)別旁側(cè)PAM后切割雙鏈DNA產(chǎn)生斷裂；細(xì)胞通過NHEJ（易錯(cuò)修復(fù)，引入突變）或HDR（同源修復(fù)，精確編輯）修復(fù)斷裂，實(shí)現(xiàn)基因編輯。2.三者區(qū)別：①引導(dǎo)方式：Cas9（RNA引導(dǎo)）、TALEN/ZFN（蛋白引導(dǎo)）；②設(shè)計(jì)難度：Cas9（僅sgRNA）＜TALEN＜ZFN；③特異性：Cas9略低、TALEN/ZFN較高；④效率：Cas9最高、TALEN次之、ZFN最低；⑤靶序列限制：Cas9更廣、TALEN/ZFN有一定限制。3.關(guān)鍵問題：①特異性（降低脫靶）；②效率（提高編輯成功率）；③安全性（減少細(xì)胞毒性）；④通用性（適配不同物種/細(xì)胞）；⑤可調(diào)控性（時(shí)空特異性編輯）；⑥可擴(kuò)展性（多基因同時(shí)編輯）。4.合成啟動(dòng)子應(yīng)用與設(shè)計(jì)：應(yīng)用：調(diào)控Cas9等工具表達(dá)，避免持續(xù)表達(dá)脫靶；設(shè)計(jì)思路：①選核心元件（TATA框、CAAT框）；②匹配物種特異性序列；③元件組合/修飾調(diào)控強(qiáng)度；④引入可誘導(dǎo)元件（如四環(huán)素響應(yīng)元件）實(shí)現(xiàn)可控表達(dá)。六、討論題答案1.降低脫靶的方法：①優(yōu)化sgRNA：選高特異性序列、縮短長度（17-18bp）；②改造Cas9：用eSpCas9、HypaCas9等變體；③控制表達(dá)量：弱啟動(dòng)子或瞬時(shí)表達(dá)（RNP復(fù)合物）；④檢測脫靶：GUIDE-seq等提前評估；⑤雙切口編輯：Cas9n結(jié)合雙sgRNA