2025年大学《生物技术》专业题库- 生物技术对疾病防治的贡献

2025年大学《生物技术》专业题库——生物技术对疾病防治的贡献考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题3分，共15分）1.基因诊断2.基因治疗3.单克隆抗体4.PCR技术5.生物传感器二、填空题（每空1分，共10分）1.利用______技术制备的疫苗，如重组蛋白疫苗和mRNA疫苗，在应对传染病方面展现出显著优势。2.限制基因治疗临床应用的主要挑战之一是高效的______效率和潜在的______风险。3.______技术是利用特异性抗体识别和结合目标分析物，广泛应用于疾病的快速诊断和生物标志物的检测。4.通过______技术，可以精确修饰或敲除特定基因，为研究遗传疾病发病机制和开发新型治疗策略提供了强大工具。5.在癌症免疫治疗中，CAR-T细胞疗法利用______技术改造T细胞，使其能够特异性识别并杀伤癌细胞。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述PCR技术在传染病诊断中的基本原理及其主要优势。2.概述利用单克隆抗体进行疾病诊断的主要应用形式。3.简述基因治疗的基本策略，并举例说明其在治疗遗传性疾病方面的应用。4.阐述生物技术在开发新型抗菌药物方面的主要贡献。四、论述题（每题10分，共30分）1.论述重组蛋白技术在疫苗开发中的应用及其重要意义。2.结合具体实例，分析液体活检技术在癌症早期诊断和疗效监测中的潜力与挑战。3.探讨基因编辑技术（如CRISPR）在治疗单基因遗传病方面的应用前景，并分析其可能带来的伦理问题。试卷答案---一、名词解释1.基因诊断：利用分子生物学技术检测特定基因的突变、缺失、表达水平等变化，从而对疾病进行诊断、预后判断或遗传风险评估。**解析思路：*考察对核心概念“基因诊断”定义的理解，需包含检测对象（基因变异等）、检测目的（诊断、预后、遗传风险）和基本技术（分子生物学技术）。2.基因治疗：将外源基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷基因的功能，从而达到治疗疾病目的的生物技术。**解析思路：*考察对“基因治疗”核心概念的理解，需包含关键要素（外源基因、靶细胞、目的基因功能补偿）和最终目标（治疗疾病）。3.单克隆抗体：利用杂交瘤技术或基因工程技术制备的，只识别并结合特异性抗原表位的、均一的抗体。**解析思路：*考察对“单克隆抗体”定义的掌握，需提及制备方法（杂交瘤、基因工程）和关键特性（特异性、均一性）。4.PCR技术：聚合酶链式反应，一种在体外快速、特异性地扩增特定DNA片段的分子生物学技术。**解析思路：*考察对“PCR技术”核心概念和原理的理解，需包含技术名称、目的（扩增DNA片段）和特点（快速、特异性）。5.生物传感器：一种能够将待测生物或化学物质转化为可定量检测信号（如电信号、光信号）的分析仪器，广泛应用于疾病诊断和环境监测。**解析思路：*考察对“生物传感器”定义和功能的理解，需包含核心部件（转化生物/化学物质为信号）、输出（可定量信号）和应用领域（诊断、监测）。二、填空题1.现代分子2.基因递送/载体/导入3.免疫4.基因编辑5.CAR-T细胞**解析思路：*填空题考察对核心术语的准确记忆。第1题需了解当前疫苗开发的技术趋势。第2题涉及基因治疗的技术瓶颈。第3题是单克隆抗体应用的核心领域。第4题是基因编辑技术的核心作用。第5题是基因治疗在肿瘤免疫治疗中的具体应用代表。三、简答题1.简述PCR技术在传染病诊断中的基本原理及其主要优势。**答案：*基本原理：PCR技术通过模拟DNA自然复制过程，在体外利用DNA聚合酶、引物和脱氧核苷酸，在特定温度循环条件下，特异性地扩增目标病原体（如病毒、细菌）的核酸片段（如病毒基因组、特定基因片段）。主要优势：高灵敏度（能检测极低拷贝数的病原体核酸）；高特异性（通过精心设计的引物只扩增目标序列）；快速（可在数小时内完成检测）；操作相对简便；成本相对较低；可检测多种病原体，广泛应用于传染病快速筛查和确诊。**解析思路：*要求清晰阐述PCR的扩增过程（模板、酶、引物、dNTP、温度循环），并重点列出其在传染病诊断中的几个关键优点（灵敏度、特异性、速度、简便性、广谱性）。2.概述利用单克隆抗体进行疾病诊断的主要应用形式。**答案：*利用单克隆抗体进行疾病诊断的主要应用形式包括：①抗原检测：利用抗体捕获或识别患者样本（血液、尿液等）中的病原体抗原或异常蛋白质（如肿瘤标志物、自身抗体）；②抗体检测：利用抗体检测患者血清中的特异性自身抗体或病原体抗体（如感染指标、自身免疫病诊断）；③免疫组化染色：利用特异性单克隆抗体标记组织切片中的目标抗原，通过显微镜观察其在细胞或组织内的定位，辅助病理诊断；④流式细胞术分析：利用抗体标记细胞表面或内部的标志物，进行细胞数量、比例和功能的定量分析，常用于血液病和免疫细胞研究；⑤快速诊断试剂盒：将抗体固化在试纸条或其他载体上，结合样本后通过颜色变化等指示结果，用于现场或床旁快速检测。**解析思路：*要求列举并简要说明单克隆抗体在诊断领域的几个主要技术路径，覆盖检测样本中的抗原/抗体、在组织细胞水平的应用以及快速检测形式。3.简述基因治疗的基本策略，并举例说明其在治疗遗传性疾病方面的应用。**答案：*基因治疗的基本策略主要包括：①基因替换/修正：用正常基因替换掉患者细胞中异常/缺失的基因；②基因增补/补充：向患者细胞中导入一个额外的正常副本基因，以补偿功能不足的基因；③基因沉默/抑制：利用RNA干扰等技术关闭异常基因的表达；④基因激活：促进或增强某个有益基因的表达。举例说明：例如，对于腺苷脱氨酶（ADA）缺乏症，这是一种罕见的遗传性免疫缺陷病，可以通过基因治疗将编码ADA的正常基因导入患者的造血干细胞中，使这些细胞能够在体内持续生产ADA酶，从而恢复正常的免疫功能。**解析思路：*要求概述几种主流的基因治疗策略（替换、增补、沉默、激活），并选择一个具体的遗传病案例（如ADA缺乏症），解释采用哪种策略以及其治疗原理。4.阐述生物技术在开发新型抗菌药物方面的主要贡献。**答案：*生物技术在开发新型抗菌药物方面的主要贡献体现在：①发现新靶点和先导化合物：通过基因组学、蛋白质组学、代谢组学等技术筛选和鉴定细菌特有的代谢通路或功能蛋白，作为抗菌药物的作用靶点，并利用噬菌体展示、组合化学、高通量筛选等方法发现具有抗菌活性的天然产物或先导化合物；②加速药物研发进程：利用基因工程构建工程菌或细胞模型，用于抗菌药物的发酵生产、活性筛选、作用机制研究和药效评价，提高了研发效率；③开发新型抗菌药物：基于生物技术原理，开发新型抗菌剂，如噬菌体疗法（利用噬菌体特异性裂解细菌）、抗菌肽（模仿人体防御机制或从自然界发现的多肽）、酶抑制剂（针对细菌必需酶）等非传统小分子抗生素。**解析思路：*要求从“发现”、“研发加速”和“新型药物开发”三个层面，结合具体的生物技术（组学、噬菌体、组合化学、基因工程、抗菌肽等）阐述其贡献。四、论述题1.论述重组蛋白技术在疫苗开发中的应用及其重要意义。**答案：*重组蛋白技术在疫苗开发中有着广泛的应用，主要包括：①制备亚单位疫苗：将病原体中特定的、具有免疫原性的抗原蛋白（如病毒衣壳蛋白、细菌外膜蛋白）通过基因工程技术在异源表达系统（如细菌、酵母、昆虫细胞、哺乳动物细胞）中大量生产，纯化后直接用作疫苗。这类疫苗不含病原体的核酸，安全性高，无感染风险。②制备融合蛋白疫苗：将多个抗原蛋白或抗原表位融合在一个载体蛋白上，以提高免疫原性或简化生产工艺。③作为载体疫苗的组分：将抗原基因构建在病毒载体或核酸疫苗（如mRNA疫苗）中表达，表达的重组蛋白作为疫苗的主要免疫原。其重要意义在于：提高了疫苗的安全性（无活病毒成分）；保证了疫苗成分的均一性和纯度；可以针对特定保护性抗原进行精确设计，提高疫苗的针对性和有效性；便于标准化生产和质量控制；为应对新发传染病和开发多价疫苗提供了有力工具。重组蛋白疫苗的开发是现代疫苗学的重要里程碑。**解析思路：*要求系统阐述重组蛋白疫苗的主要形式（亚单位、融合蛋白、载体组分），并深入分析其在安全性、纯度、有效性、生产、质量控制等方面的优势，强调其重要意义和现代疫苗开发中的核心地位。2.结合具体实例，分析液体活检技术在癌症早期诊断和疗效监测中的潜力与挑战。**答案：*液体活检技术通过检测血液或其他体液中的循环肿瘤细胞（CTC）、循环肿瘤DNA（ctDNA）、外泌体、微小RNA（miRNA）等肿瘤特异性分子，为癌症的早期诊断、疗效监测和复发预警提供了新的途径。潜力：①早期诊断：对于某些实体瘤，可能在肿瘤体积尚小、临床症状不明显时就能检测到ctDNA或CTC，有望实现早期甚至超早期诊断，提高治愈率。例如，对结直肠癌，ctDNA检测可能发现早期病灶。②疗效监测：通过定期检测ctDNA水平的变化，可以实时反映肿瘤对治疗的反应，如ctDNA下降提示治疗有效，上升则可能预示治疗失败或复发。例如，在肺癌靶向治疗中，ctDNA动态监测可用于指导治疗调整。③复发预警：治疗结束后，持续监测ctDNA或CTC的消失情况，可以及时发现微小残留病灶的复发。挑战：①检测灵敏度和特异性：血液中肿瘤标志物的浓度极低，容易受到背景干扰，提高检测的灵敏度和特异性仍是主要技术难点。②标准化和临床验证：不同液体活检技术的检测方法、解读标准、临床应用价值尚需进一步标准化和大规模临床验证。③成本和可及性：部分先进的液体活检技术成本较高，可能限制其在临床的广泛应用。④数据解读和临床转化：如何准确解读检测结果，将其有效转化为临床决策，需要更多研究支持。**解析思路：*要求结合具体的癌症类型和治疗场景（如结直肠癌早期诊断、肺癌靶向治疗监测），阐述液体活检技术的应用潜力（早期发现、疗效评估、复发预警），并客观分析其在技术、标准化、成本和临床应用等方面面临的挑战。3.探讨基因编辑技术（如CRISPR）在治疗单基因遗传病方面的应用前景，并分析其可能带来的伦理问题。**答案：*基因编辑技术，特别是CRISPR-Cas9系统，以其高效、精准、相对廉价的优点，为治疗单基因遗传病带来了革命性的前景。应用前景：①针对体细胞：对已受影响的器官或组织的体细胞进行基因编辑，直接修复或补偿缺陷基因功能，可治疗某些晚期遗传病或无法通过生殖细胞编辑修复的疾病，如血友病、镰状细胞病、某些类型的β-地中海贫血等。②针对生殖细胞/胚胎：对精子、卵子或早期胚胎进行基因编辑，可以修复遗传缺陷，使疾病基因在家族中不再传递，甚至可能实现“治愈”遗传病。这为根治单基因遗传病提供了可能，尤其对于严重危害健康的常染色体隐性遗传病。挑战：主要是技术安全性（脱靶效应、嵌合体）和胚胎编辑的长期影响尚需深入研究。伦理问题：①公平性与可及性：基因编辑技术（尤其是生殖细胞编辑）的成本可能很高，可能加剧社会不平等，导致只有富裕阶层才能享受“设计婴儿”或根本性治愈的机会。②“增强”与“治疗”的界限：生殖细胞编辑可能被用于非医疗目的，如增强智力、体能等，引发对“人类增强”的担忧。③知情同意：对于涉及未出生后代的胚胎编辑，无法获得其知情同意。④安全性风险：编辑可能带来不可预见的长期健康风险或遗传影响。⑤对遗传多样性的影响：大规模应用生殖细胞编辑可能导致人类基因库的单