2026年合成生物学导师资格考核试题

2026年合成生物学导师资格考核试题考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________试卷名称：2026年合成生物学导师资格考核试题考核对象：合成生物学领域行业从业者、高校教师及科研人员题型分值分布：-判断题（总共10题，每题2分）总分20分-单选题（总共10题，每题2分）总分20分-多选题（总共10题，每题2分）总分20分-案例分析（总共3题，每题6分）总分18分-论述题（总共2题，每题11分）总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）请判断下列说法的正误。1.合成生物学旨在通过工程化手段重新设计生物系统，以实现特定功能。2.CRISPR-Cas9技术属于基因编辑工具，其作用机制依赖于RNA引导的DNA切割。3.代谢通路重构是合成生物学的重要应用方向，但通常不涉及对微生物基因组的大规模修改。4.发酵工程在合成生物学中仅用于产物生产，不涉及生物系统的基础研究。5.系统生物学与合成生物学是互斥的学科，两者研究方法完全不同。6.代谢工程通过优化生物合成路径，可显著提高目标产物的产量和效率。7.基因网络调控是合成生物学中的核心问题，但传统实验方法难以解析复杂系统。8.合成生物学的发展依赖于高通量测序和计算生物学等现代技术支持。9.人工合成基因需要考虑密码子偏好性，以优化在宿主细胞中的表达效率。10.合成生物学在农业领域的应用仅限于转基因作物的培育，不涉及微生物肥料开发。二、单选题（每题2分，共20分）请选择最符合题意的选项。1.下列哪项不属于合成生物学的核心工具？A.基因编辑技术B.高通量筛选C.蛋白质组学分析D.代谢通路模拟2.在合成生物学中，"chassis"指的是：A.基因工程载体B.宿主细胞系统C.代谢调控分子D.计算模型3.代谢工程中，"fluxbalanceanalysis"的主要目的是：A.定量分析基因表达水平B.优化代谢通量分布C.检测代谢产物毒性D.设计基因调控网络4.下列哪种生物系统最适合用于合成生物学研究？A.高等植物B.原核微生物C.无脊椎动物D.真菌5.CRISPR-Cas9系统中，"guideRNA"的功能是：A.切割DNAB.引导Cas9到目标位点C.促进基因转录D.调控蛋白折叠6.代谢通路重构中，"knockout"技术通常用于：A.激活目标基因B.禁止非必需基因表达C.提高基因表达量D.增强转录调控7.人工合成基因时，"codonoptimization"的目的是：A.减少基因突变B.提高基因表达效率C.降低基因转录速率D.增强基因稳定性8.系统生物学中，"networkanalysis"的主要应用是：A.解析基因调控机制B.设计合成生物系统C.预测药物靶点D.评估基因编辑效果9.代谢工程中，"overexpression"技术通常用于：A.降低目标产物产量B.禁止非必需基因表达C.提高关键酶活性D.抑制代谢通量10.合成生物学在医药领域的应用不包括：A.抗生素生产B.基因治疗载体设计C.药物代谢研究D.蛋白质结构预测三、多选题（每题2分，共20分）请选择所有符合题意的选项。1.合成生物学的研究领域包括：A.基因网络设计B.代谢工程C.生物材料开发D.计算生物学2.代谢工程中，常用的优化策略有：A.基因敲除B.基因过表达C.质粒改造D.发酵条件优化3.CRISPR-Cas9系统的应用场景包括：A.基因功能研究B.基因治疗C.转基因作物培育D.代谢通路重构4.人工合成基因的挑战包括：A.密码子偏好性差异B.基因表达调控复杂性C.宿主细胞兼容性D.成本高昂5.系统生物学的研究方法包括：A.高通量测序B.蛋白质组学分析C.网络建模D.代谢动力学6.代谢工程在工业生物技术中的应用包括：A.生物燃料生产B.医药中间体合成C.生物材料制造D.转基因食品开发7.合成生物学在农业领域的应用包括：A.抗病虫害作物培育B.微生物肥料开发C.耐逆性作物设计D.蛋白质工程8.基因网络调控的关键技术包括：A.质粒构建B.调控元件设计C.基因表达盒优化D.反馈抑制机制9.计算生物学在合成生物学中的作用包括：A.模型构建与仿真B.数据分析C.实验设计优化D.药物靶点预测10.合成生物学面临的伦理问题包括：A.基因编辑安全性B.生物安全风险C.转基因作物争议D.知识产权保护四、案例分析（每题6分，共18分）1.案例背景：某研究团队计划通过代谢工程改造大肠杆菌（E.coli），以高效生产生物基化学品乳酸。已知乳酸合成涉及丙酮酸脱氢酶复合体（PDH）和乳酸脱氢酶（LDH）两个关键酶，但现有菌株的代谢通量主要流向乙酸。团队计划通过基因敲除和过表达策略优化代谢路径。问题：-请简述PDH和LDH在乳酸合成中的作用，并说明如何通过基因编辑技术优化代谢通量。-列举至少三种可能的技术方案，并说明其优缺点。2.案例背景：某制药公司计划利用合成生物学技术生产抗病毒药物。研究团队选择酿酒酵母（S.cerevisiae）作为宿主，并计划通过CRISPR-Cas9系统敲除内源病毒抑制基因，同时引入外源抗病毒基因表达盒。实验过程中发现，基因敲除后菌株生长缓慢，且目标产物产量低于预期。问题：-分析菌株生长缓慢的可能原因，并提出解决方案。-说明如何通过代谢工程进一步优化目标产物产量。3.案例背景：某农业科技公司计划开发耐盐碱转基因水稻，以适应贫瘠土壤。研究团队通过合成生物学设计了一个包含渗透调节蛋白和离子转运蛋白的基因表达盒，并采用农杆菌介导法进行转化。实验结果显示，转基因水稻的耐盐性有所提高，但存在生长迟缓的问题。问题：-分析转基因水稻生长迟缓的可能原因，并提出改进方案。-说明如何通过系统生物学方法优化基因表达调控网络。五、论述题（每题11分，共22分）1.论述题：合成生物学与系统生物学在研究方法、目标和应用领域上存在哪些异同？请结合具体实例说明两者如何相互促进生物技术发展。2.论述题：代谢工程在生物制药和生物能源领域的应用前景如何？请分析当前面临的挑战，并提出未来发展方向。---标准答案及解析一、判断题1.√2.√3.×（代谢通路重构通常涉及基因组修改）4.×（发酵工程也用于基础研究，如菌株筛选）5.×（两者互补，系统生物学提供数据支持，合成生物学实现设计）6.√7.×（传统方法如诱变实验仍被使用）8.√9.√10.×（还涉及微生物肥料等）二、单选题1.C2.B3.B4.B5.B6.B7.B8.A9.C10.D三、多选题1.A,B,C,D2.A,B,D3.A,B,C,D4.A,B,C,D5.A,B,C,D6.A,B,C7.A,B,C,D8.B,C,D9.A,B,C,D10.A,B,C,D四、案例分析1.解析：-PDH将丙酮酸转化为乙酰辅酶A，LDH将乙酰辅酶A转化为乳酸。优化策略需抑制乙酸合成路径（敲除pta和ack基因），同时增强乳酸合成路径（过表达ldhA）。-技术方案：①CRISPR-Cas9敲除pta和ack基因，过表达ldhA；②构建乳酸合成代谢通路质粒，导入菌株；③优化发酵条件（如补料策略）。优点：精准调控；缺点：可能影响菌株生长。2.解析：-生长缓慢原因：基因敲除导致代谢失衡；外源基因表达调控不当。解决方案：优化基因编辑效率，调整启动子强度，补充必需代谢辅酶。优化产量：引入辅酶再生系统，增强目标酶表达。3.解析：-生长迟缓原因：基因表达量过高，代谢负担大；渗透调节蛋白与内源蛋白冲突。改进方案：降低表达盒拷贝数，优化启动子；引入反馈抑制机制。系统生物学方法：通过蛋白质组学分析筛选最优调控元件。五、论述题