合成生物传感器研发工程师岗位招聘考试试卷及答案

合成生物传感器研发工程师岗位招聘考试试卷及答案合成生物传感器研发工程师岗位招聘考试试卷一、填空题（共10题，每题1分，共10分）1.合成生物传感器的核心元件包括______、报告基因和调控元件。2.以荧光蛋白为报告基因的传感器通常属于______型生物传感器。3.CRISPR-Cas系统常被用于构建______特异性的生物传感器。4.无细胞合成生物传感器的优势之一是避免了______的代谢干扰。5.检测重金属离子的合成生物传感器中，金属响应型______是关键调控元件。6.合成生物传感器的输出信号常见类型包括荧光、发光和______。7.用于疾病诊断的合成生物传感器常靶向血液中的______或代谢物。8.生物传感器的特异性主要由______元件决定。9.合成生物传感器的设计需遵循______原则，减少元件间的交叉干扰。10.基于RNA适配体的传感器属于______型识别元件。二、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.以下哪种元件不属于合成生物传感器的核心元件？A.启动子B.报告基因C.抗生素抗性基因D.调控因子2.转录型合成生物传感器的输出信号通常与______直接相关？A.底物结合速率B.基因转录水平C.蛋白翻译效率D.酶促反应速率3.下列哪种技术可用于构建活细胞内核酸检测的合成生物传感器？A.PCRB.CRISPR-Cas13C.WesternblotD.质谱4.无细胞合成生物传感器的制备不需要以下哪种材料？A.细胞提取物B.合成DNA元件C.活细胞D.报告底物5.检测葡萄糖的合成生物传感器中，常利用______作为识别元件？A.葡萄糖脱氢酶B.LacI阻遏蛋白C.AraC调控因子D.LuxI蛋白6.合成生物传感器的“响应范围”指的是______？A.检测信号的线性区间B.识别元件的结合常数C.报告基因的表达强度D.宿主细胞的存活温度7.以下哪种应用不属于合成生物传感器的常见场景？A.环境中重金属检测B.细胞内ATP浓度监测C.蛋白质结构解析D.血液中肿瘤标志物检测8.CRISPR-Cas9系统用于构建DNA检测传感器时，主要利用Cas9的______活性？A.核酸内切酶B.核酸外切酶C.逆转录酶D.DNA聚合酶9.合成生物传感器的正交性设计目的是______？A.提高响应速度B.减少元件交叉干扰C.增强信号强度D.降低检测成本10.下列哪种报告基因的输出信号可通过肉眼直接观察？A.GFPB.荧光素酶C.LacZ（β-半乳糖苷酶）D.RFP三、多项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.合成生物传感器的核心元件包括______？A.启动子B.报告基因C.调控元件D.抗体2.合成生物传感器的识别元件类型包括______？A.转录因子B.RNA适配体C.抗体片段D.酶3.无细胞合成生物传感器的优势有______？A.无活细胞代谢干扰B.反应速度快C.可冻干保存D.无需复杂培养4.合成生物传感器可检测的分析物类型包括______？A.核酸B.蛋白质C.小分子代谢物D.重金属离子5.用于构建合成生物传感器的CRISPR系统包括______？A.Cas9B.Cas13C.Cas12aD.Cas36.合成生物传感器的性能评价指标包括______？A.特异性B.灵敏度C.响应范围D.稳定性7.以下属于转录型合成生物传感器的是______？A.启动子调控GFP表达的葡萄糖传感器B.RNA适配体调控翻译的传感器C.荧光素酶融合蛋白传感器D.LacI阻遏的乳糖传感器8.合成生物传感器在环境监测中的应用包括______？A.水中砷离子检测B.空气中甲醛检测C.土壤中石油烃检测D.食品中致病菌检测9.合成生物传感器的设计步骤包括______？A.识别元件筛选B.元件组装C.性能表征D.宿主细胞优化10.以下哪些技术可辅助合成生物传感器的元件优化？A.定向进化B.基因编辑C.分子动力学模拟D.高通量筛选四、判断题（共10题，每题2分，共20分）1.所有合成生物传感器都需要活细胞作为宿主。（）2.CRISPR-Cas13系统可特异性识别RNA分子。（）3.报告基因GFP的输出信号通常需要荧光检测仪器，无法直接肉眼观察。（）4.合成生物传感器的特异性由识别元件和调控元件共同决定。（）5.无细胞合成生物传感器不能检测活细胞内的分析物。（）6.LuxI/LuxR系统可用于构建群体感应型合成生物传感器。（）7.合成生物传感器的响应时间越短，性能越好。（）8.RNA适配体是一种可结合特定靶标的核酸分子。（）9.用于疾病诊断的合成生物传感器必须在活体内使用。（）10.合成生物传感器的元件组装需遵循分子生物学的基本操作（如酶切、连接）。（）五、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.简述合成生物传感器的核心元件及功能。2.无细胞合成生物传感器与活细胞传感器相比，有哪些优势？3.简述CRISPR-Cas13系统构建RNA检测合成生物传感器的原理。4.合成生物传感器在疾病诊断中的应用方向有哪些？六、讨论题（共2题，每题5分，共10分）1.如何提高合成生物传感器的特异性？请结合元件设计或优化方法说明。2.合成生物传感器在现场快速检测中的应用面临哪些挑战？如何解决？---答案部分一、填空题答案1.启动子2.转录3.核酸4.活细胞（宿主细胞）5.转录因子6.比色（酶活性）7.生物标志物（核酸/蛋白）8.识别（调控）9.正交性10.核酸二、单项选择题答案1.C2.B3.B4.C5.A6.A7.C8.A9.B10.C三、多项选择题答案1.ABC2.ABCD3.ACD4.ABCD5.ABC6.ABCD7.AD8.ABC9.ABCD10.ABCD四、判断题答案1.×2.√3.√4.√5.√6.√7.×8.√9.×10.√五、简答题答案1.核心元件及功能：①识别元件（转录因子、RNA适配体等）：特异性结合靶标分析物，启动信号转换；②调控元件（启动子、操纵子）：响应识别元件结合，调控下游基因表达；③报告基因（GFP、荧光素酶等）：将分子信号转为可检测的光学/比色信号。三者协同实现“靶标结合→信号放大→输出检测”，决定传感器特异性与灵敏度。2.无细胞传感器优势：①无活细胞代谢干扰，避免宿主对靶标降解/转化；②反应条件易控（温度、pH优化），性能稳定；③可冻干保存，便于运输/现场使用；④无需复杂细胞培养，操作简单、周期短。3.CRISPR-Cas13原理：①设计与靶标RNA互补的crRNA，引导Cas13结合靶标；②Cas13结合靶标后激活非特异性RNase活性；③加入FRET标记的报告RNA（荧光-淬灭），Cas13切割报告RNA释放荧光；④通过荧光强度定量靶标RNA，特异性高、可检测低丰度RNA。4.疾病诊断应用方向：①核酸检测：新冠RNA、肿瘤基因突变；②蛋白标志物：血液CEA、心肌肌钙蛋白；③代谢物：血糖、肿瘤乳酸；④细胞内信号：活细胞ATP、cAMP浓度监测。六、讨论题答案1.提高特异性的方法：①识别元件定向进化：筛选仅结合靶标、不结合类似物的转录因子/适配体；②调控元件正交设计：选用宿主无同源序列的启动子/操纵子，避免交叉反应；③级联信号放大：仅靶标存在时才激活报告基因（如双启动子调控）；④负调控阻断：加入竞争性抑制剂，阻断类似物与识别元件结合。例：砷传感器定向进化砷响应转录因子，仅结合As(III)，提升特异性。2.现场检测挑战及解决：挑战：①稳定性差（无