2025年大学《生物技术》专业题库- 生物技术在酵母工程中的应用

2025年大学《生物技术》专业题库——生物技术在酵母工程中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项前的字母填在题干后的括号内）1.在酵母基因工程中，用于将外源DNA导入酵母细胞的常用方法是（）。A.微课注射B.基因枪C.电穿孔D.病毒载体转导2.以下哪种酵母基因型使其对某些营养缺陷型表现出部分补偿现象？（）A.ade-2ade-3B.his4his4C.trp1trp1D.leu2leu23.酵母中，负责将葡萄糖磷酸化并开始糖酵解的关键酶是（）。A.磷酸甘油酸激酶B.己糖激酶C.丙酮酸脱氢酶D.乙醇脱氢酶4.在代谢工程改造酵母生产某种代谢产物时，为了提高目标产物的产量，通常会（）。A.降低目标产物合成途径上游酶的活性B.过表达目标产物合成途径中的关键酶C.同时过表达目标产物合成途径及所有上游途径的酶D.降低酵母的生长速率5.以下哪种技术常用于构建基因缺失突变体库，以进行酵母功能基因组学研究？（）A.PCR重叠延伸B.限制性片段长度多态性分析C.基因敲除D.DNA测序6.酵母原生质体融合技术的主要应用之一是（）。A.生产单克隆抗体B.获得多倍体酵母菌株C.构建基因文库D.大规模生产乙醇7.在啤酒生产中，酵母菌种的选择主要考虑其（）。A.发酵温度B.耐高渗透压能力C.产气能力D.以上都是8.固定化酵母细胞的主要优点之一是（）。A.发酵周期缩短B.产物易于分离纯化C.酵母反复使用性增强D.降低了生产成本9.下列哪项不是利用酵母进行工业化生产的主要产品？（）A.人类胰岛素B.乳酸C.乙醇D.青霉素10.CRISPR/Cas9基因编辑技术利用的“分子剪刀”是（）。A.一种限制性内切酶B.一段RNAC.一段DNAD.一种蛋白质复合体二、填空题（每空2分，共20分。请将正确答案填在横线上）1.酿酒酵母*Saccharomycescerevisiae*是一种__________真核微生物，在生物技术领域具有重要的应用价值。2.将外源DNA片段与载体连接的过程称为__________，连接所用的酶是__________。3.酵母的有性生殖方式包括__________和__________两种主要形式。4.发酵过程中，控制好温度、pH、通气量和__________等发酵条件至关重要。5.利用基因工程改造酵母以生产药物或工业酶时，常需要构建__________菌株。6.代谢工程的核心思想是通过__________或__________代谢途径，以获得有用物质。7.在固定化酵母技术中，常用的载体材料包括__________、__________和电聚合法合成的多孔聚合物膜等。8.酵母工程菌的构建通常需要经过__________、转化/转染、筛选和鉴定等步骤。9.酵母在食品工业中除了用于酿酒，还广泛应用于__________、__________等的生产。10.基因芯片（又称DNA芯片）技术可用于酵母__________的快速分析和大规模研究。三、名词解释（每小题3分，共15分）1.基因工程2.酵母原生质体3.发酵工程4.代谢工程5.固定化细胞四、简答题（每小题5分，共20分）1.简述利用PCR技术扩增目的基因的基本步骤。2.与细菌相比，利用酵母进行基因工程有哪些优势？3.简述酵母固定化常用的物理方法及其原理。4.简述影响酵母发酵效率的主要因素。五、论述题（每小题10分，共20分）1.论述代谢工程在改造酵母生产生物乙醇过程中的应用策略。2.试述利用酵母进行工业化生产重组蛋白的优缺点。---试卷答案一、选择题1.C2.A3.B4.B5.C6.B7.D8.B9.D10.D二、填空题1.单细胞2.基因克隆，DNA连接酶3.接合型生殖，减数分裂4.营养物质5.筛选表达6.调控，改造7.海藻酸钠，明胶8.基因构建9.酿醋，面包10.基因表达三、名词解释1.基因工程：利用生物技术手段，在分子水平上对基因进行操作，以获取特定遗传物质或改造生物遗传性状的技术。2.酵母原生质体：通过酶解去除酵母细胞壁后得到的一群无细胞壁、具有活力的原生细胞。3.发酵工程：利用微生物的特定功能，通过生物反应器进行规模化培养，以获得目标产物或达到特定目的的工程技术。4.代谢工程：通过基因工程、酶工程等手段，对生物体的代谢网络进行修饰和优化，以改变其产物合成能力或代谢流向的技术。5.固定化细胞：将活细胞通过物理或化学方法固定在载体上，使其保持一定的生物活性，并可以反复使用的技术。四、简答题1.利用PCR技术扩增目的基因的基本步骤包括：①设计合成一对引物，分别对应目的基因的起始和终止位点；②将含有目的基因的模板DNA、引物、DNA聚合酶、dNTPs等混合，置于PCR仪中；③在设定的循环参数（变性、退火、延伸）下进行多次循环，使目的基因片段呈指数级扩增。2.利用酵母进行基因工程的优势包括：①遗传背景清晰，易于操作和研究；②真核生物，其基因表达调控机制与高等生物相似；③具有多种高效的基因转移和表达系统；④安全性较高，通常不致病；⑤可在较温和的条件下进行培养。3.酵母固定化常用的物理方法及其原理：①吸附法：利用载体（如多孔硅胶、玻璃珠）的物理吸附作用将酵母细胞吸附固定。原理是细胞表面与载体之间存在范德华力或静电作用。②包埋法：将酵母细胞包裹在交联剂（如海藻酸钠、明胶）形成的凝胶网格中。原理是细胞被物理性地困在三维网络结构内。③固定化酶法（电聚合法）：利用电场引发单体在电极表面聚合，形成多孔聚合物膜将酵母细胞固定其中。原理是利用电场诱导聚合反应，在特定位置形成固定化载体。4.影响酵母发酵效率的主要因素：①菌种性能：酵母的代谢类型、生长速率、产酶能力、抗逆性等。②发酵培养基：营养物质的种类和比例（碳源、氮源、无机盐、生长因子等）、初始pH。③发酵条件：温度、pH、通气量（氧气供应）、搅拌速度。④培养容器：容器的材质、形状、空间利用率。⑤污染控制：杂菌污染会严重影响发酵效率。五、论述题1.代谢工程在改造酵母生产生物乙醇过程中的应用策略：①调控糖酵解途径：过表达己糖激酶、磷酸果糖激酶等关键酶，提高葡萄糖利用率；抑制乙醇脱氢酶活性，减少乙醇生成，使更多底物流向糖酵解。②优化乙醇发酵途径：过表达乙醛脱氢酶、乙醇脱氢酶，加速乙醇的生成；改造或敲除乙醇发酵的负调控因子。③改造磷酸戊糖途径：通过基因敲除或过表达，调整磷酸戊糖途径与糖酵解的流量平衡，将更多碳流导向糖酵解。④引入外源基因：引入来自其他微生物（如乳酸菌、Zymomonasmobilis）的高效乙醇脱氢酶或辅酶再生系统基因。⑤突破代谢瓶颈：针对酵母在乙醇发酵中常见的代谢瓶颈（如乳酸积累、醋酸积累），进行基因编辑或代谢工程改造，提高乙醇产率和耐受性。⑥菌种选育与改良：结合代谢工程手段与传统的诱变育种、筛选，获得乙醇高产菌株。2.试述利用酵母进行工业化生产重组蛋白的优缺点：优点：①表达系统成熟稳定，技术平台完善。②�是真核生物，能够进行正确的蛋白质翻译后修饰（如糖基化、磷酸化），获得接近天然的人源蛋白构型和功能。③培养条件温和，生产过程相对安全，易于放大。④具有多种高效的启动子、标签系统和分泌信号序列可供选择。⑤基因操作技术成熟，改造和表达效率高。