2025年大学《分子科学与工程》专业题库- 分子基因工程技术的应用

2025年大学《分子科学与工程》专业题库——分子基因工程技术的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）1.在基因工程中，用于切割DNA分子的酶称为（）。A.连接酶B.转录酶C.核酸外切酶D.限制性内切酶2.下列哪种载体通常用于高等生物细胞的基因转化？（）A.噬菌体DNAB.质粒C.病毒D.细菌人工染色体（BAC）3.PCR技术中，用于扩增目的DNA片段的关键酶是（）。A.DNA聚合酶B.限制性内切酶C.DNA连接酶D.RNA聚合酶4.CRISPR/Cas9基因编辑技术主要利用了（）的原理。A.DNA重组B.反向转录C.基因测序D.RNA干扰5.基因诊断主要是利用（）来检测特定基因或基因变异。A.基因芯片B.PCRC.基因测序D.以上都是6.将外源基因导入植物细胞常用的方法是（）。A.基因枪法B.电穿孔C.微注射法D.以上都是7.基因治疗的目标主要是（）。A.改变生物的遗传特性B.治疗遗传性疾病C.生产药物D.以上都是8.载体上必需具备的元件是（）。A.启动子B.标记基因C.多克隆位点D.以上都是9.RNA干扰（RNAi）技术的核心机制是（）。A.RNA聚合B.DNA复制C.mRNA的降解D.蛋白质翻译10.转基因作物的安全性问题主要包括（）。A.生态风险B.食品安全C.社会伦理D.以上都是二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.限制性内切酶识别并切割DNA分子的特定序列，这种序列通常称为__________。2.基因表达载体是基因工程中的核心工具，它必须包含__________、__________和标记基因等元件。3.PCR技术的核心原理是__________，其过程包括变性、退火和延伸三个步骤。4.基因诊断的常用技术包括__________、__________和基因芯片杂交等。5.利用基因工程生产药物，通常需要构建表达__________的工程菌或细胞株。6.基因枪法是将外源DNA包裹在__________中，利用爆炸将其射入细胞。7.RNA干扰技术通过小干扰RNA（siRNA）诱导____________，从而抑制目标基因的表达。三、名词解释（每小题3分，共12分。请给出简洁、准确的定义）1.基因克隆2.基因编辑3.基因诊断4.转基因生物四、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述PCR技术的基本步骤及其原理。2.与传统的基因治疗策略相比，基因编辑技术有哪些优势？3.简述将外源基因导入植物细胞的主要方法及其原理。4.为什么说转基因技术的应用必须进行安全性评价？五、论述题（10分。请结合具体实例，论述基因工程技术在医学领域的应用及其意义。）试卷答案一、选择题1.D2.D3.A4.D5.D6.D7.B8.D9.C10.D二、填空题1.识别位点（或回文序列）2.启动子，终止子3.半保留复制（或DNA双链分别作为模板的复制）4.DNA测序，核酸杂交5.多肽（或蛋白质）6.微珠（或金粉、钨粉）7.mRNA的降解（或翻译的抑制）三、名词解释1.基因克隆：指将特定的DNA片段（基因）分离出来，并在体外通过DNA复制，使其数量成千上万倍增加，然后导入宿主细胞（如细菌）中进行扩增和表达的过程。2.基因编辑：指利用分子生物学技术对生物体基因组进行精确、可控制修饰的一种基因工程技术，可以在基因水平上对DNA序列进行删除、插入、替换等操作。3.基因诊断：指利用分子生物学技术检测个体基因的变异或特定基因的存在，用于疾病的诊断、预测、筛查或遗传咨询等。4.转基因生物：指通过人工将外源基因导入生物体基因组中，并使其稳定遗传给后代的生物体。四、简答题1.PCR技术的基本步骤及其原理：PCR（聚合酶链式反应）技术通过模拟生物体内DNA复制的过程，在体外特异性地扩增目的DNA片段。基本步骤包括：变性（加热至95℃左右，使双链DNA解旋为单链）；退火（降低温度至50-65℃，引物与互补的DNA单链结合）；延伸（升高温度至72℃，DNA聚合酶以dNTP为原料，沿模板链合成新的互补链）。原理是基于DNA双链的半保留复制，利用特异性引物定位，在体外重复进行变性、退火、延伸循环，使目的DNA片段呈指数级扩增。2.与传统的基因治疗策略相比，基因编辑技术有哪些优势？基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）的优势主要体现在：更高的精确性（可以精确靶向特定基因位点，减少脱靶效应）；更便捷的操作（设计简单的gRNA即可实现编辑）；更强的可及性（可以编辑细胞内的DNA，包括生殖细胞系）；相对较低的成本和更易普及等。这使得基因编辑在治疗遗传病、改良农作物、基础研究等方面具有巨大潜力。3.将外源基因导入植物细胞的主要方法及其原理：将外源基因导入植物细胞的主要方法包括：农杆菌介导转化法（利用根癌农杆菌Ti质粒上的T-DNA转移系统将外源基因导入植物细胞）；基因枪法（将包裹有外源DNA的微粒用高压气体或火药射入植物细胞）；基因注入法（如显微注射法，将外源DNA直接注入细胞质或细胞核）；电穿孔法（利用电场形成瞬时孔隙，使外源DNA进入细胞）；花粉管通道法等。原理是克服植物细胞壁和细胞膜的屏障，将外源遗传物质成功导入植物细胞内部，并整合到植物基因组中，从而表达获得新的性状。4.为什么说转基因技术的应用必须进行安全性评价？转基因技术的应用必须进行安全性评价，因为转基因生物可能对人类健康、生态环境和社会伦理等方面产生潜在风险。安全性评价旨在全面评估转基因产品（如转基因食品、转基因作物）的组成成分、营养特性、食用安全（如过敏原性、毒性）、环境风险（如对生物多样性的影响、基因漂流）以及社会伦理问题（如对传统农业的影响、知识产权等）。通过科学、严谨的评价，可以识别和防范潜在风险，确保转基因技术的应用安全、有效、合理，保障公众健康和生态环境安全。五、论述题基因工程技术在医学领域的应用及其意义十分广泛且重要。在疾病治疗方面，基因工程可用于生产治疗性蛋白质药物，如胰岛素、生长激素、干扰素、抗体药物等，极大地改善了多种疾病的治疗效果。基因治疗作为一种全新的治疗策略，旨在通过修复或替换患者体内有缺陷的基因来治疗疾病，尤其在治疗遗传病、恶性肿瘤、感染性疾病等方面展现出巨大潜力，例如利用病毒载体将正常基因导入患者细胞以治疗腺苷脱氨酶缺乏症（ADA缺乏症）等。在疾病预防方面，基因诊断技术可以用于产前诊断遗传病、筛查遗传风险、早期诊断传染病等，有助于及时采取干预措施，降低