2025年合成生物学研究生入学考核试题及真题

2025年合成生物学研究生入学考核试题及真题考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________试卷名称：2025年合成生物学研究生入学考核试题及真题考核对象：报考合成生物学专业硕士研究生考生题型分值分布：-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，正确的划“√”，错误的划“×”。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，其核心机制依赖于RNA引导的DNA切割。3.代谢通路中的关键酶通常具有高度特异性，无法通过化学抑制剂进行调控。4.人工合成基因时，密码子偏好性对基因表达效率没有显著影响。5.细胞工厂通常指经过改造用于高效生产目标产物的微生物菌株。6.基因网络分析中，模块化结构有助于简化系统复杂性。7.代谢工程的核心目标是打破生物体对底物的利用限制。8.基因敲除技术通过引入突变体实现特定基因功能的丧失。9.合成生物学与系统生物学的研究方法存在本质区别，前者更注重实验设计。10.质粒作为外源基因的载体，其稳定性受宿主细胞复制周期的影响。二、单选题（每题2分，共20分）每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填入括号内。1.下列哪种技术不属于合成生物学中的“设计-构建-测试-学习”循环？A.基因合成B.系统辨识C.基因测序D.代谢通路分析2.在构建基因表达载体时，启动子通常位于哪个区域？A.3'端非编码区B.5'端非编码区C.内含子D.转录起始位点3.代谢流分析中，哪个指标反映了底物消耗速率？A.熵变B.基础代谢率C.线性动力学常数D.碳平衡4.以下哪种方法常用于高通量筛选细胞工厂？A.基因芯片分析B.微流控芯片技术C.基因编辑筛选D.质谱分析5.人工基因网络的构建中，反馈抑制的主要作用是？A.提高系统鲁棒性B.降低表达效率C.增加系统复杂性D.减少能量消耗6.代谢工程中，引入异源酶的目的是？A.替代自身酶的缺陷B.提高基因表达水平C.增加细胞毒性D.降低底物利用率7.基因敲除常用的工具酶是？A.T7噬菌体RNA聚合酶B.λ-Red重组酶C.RNA聚合酶IID.转录因子8.细胞工厂中，培养基优化通常关注哪个因素？A.细胞膜通透性B.基础代谢速率C.目标产物纯度D.基因组稳定性9.基因网络分析中，哪个算法常用于模块识别？A.PCA（主成分分析）B.K-means聚类C.LASSO回归D.灰色预测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C.药物筛选D.蛋白质工程三、多选题（每题2分，共20分）每题有多个正确答案，请将正确选项的字母填入括号内。1.代谢工程中，提高目标产物产量的策略包括？A.基因过表达B.代谢通路重构C.底物限制D.酶活性调控2.基因编辑技术中，CRISPR-Cas9系统的关键组件有？A.gRNA（向导RNA）B.Cas9蛋白C.DNA连接酶D.同源重组模板3.细胞工厂的构建过程中，需要考虑的因素包括？A.基础代谢平衡B.目标产物毒性C.培养基成本D.基因组稳定性4.基因网络分析中，常用的实验方法有？A.基因敲除B.蛋白质互作组学C.基因表达谱分析D.代谢物组学5.人工合成基因的优势包括？A.可定制性强B.表达效率高C.成本低廉D.无伦理争议6.代谢流分析中，哪个指标反映了目标产物的生成速率？A.碳平衡B.线性动力学常数C.代谢通量D.熵变7.基因表达调控中，常见的调控元件有？A.启动子B.调控蛋白C.反义RNAD.转录终止子8.细胞工厂中，提高底物利用率的策略包括？A.引入异源代谢酶B.优化培养基配方C.降低细胞膜通透性D.基因敲除竞争性代谢途径9.基因网络分析中，常用的计算方法有？A.系统辨识B.贝叶斯网络C.谱图分析D.神经网络10.合成生物学在农业领域的应用包括？A.抗病作物培育B.转基因动物生产C.土壤修复D.肥料替代四、案例分析（每题6分，共18分）1.案例背景：某研究团队计划构建一种能够高效降解石油烃的工程菌株。他们选择了大肠杆菌作为宿主，并引入了假单胞菌中的降解基因簇。实验发现，菌株在培养过程中表现出底物利用不平衡，目标产物产量较低。问题：（1）分析菌株底物利用不平衡的可能原因。（2）提出至少三种优化策略以提高目标产物产量。2.案例背景：研究者通过基因编辑技术敲除了酿酒酵母中的乙醇脱氢酶（ADH）基因，发现菌株在发酵过程中乙醇产量显著下降。为解决这一问题，他们尝试引入异源ADH基因并优化表达条件。问题：（1）解释ADH基因敲除导致乙醇产量下降的机制。（2）在引入异源ADH基因时，需要考虑哪些关键因素？3.案例背景：某团队设计了一种简单的反馈抑制型基因开关，通过调节目标产物的浓度来控制基因表达。实验结果显示，该系统在低浓度产物时响应灵敏，但在高浓度时出现饱和现象。问题：（1）解释反馈抑制系统饱和现象的可能原因。（2）提出改进该系统的方案。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范式和方法上存在哪些差异？结合具体实例说明两者如何相互促进。2.论述题：细胞工厂在生物制药领域的应用前景如何？分析当前面临的挑战及可能的解决方案。---标准答案及解析一、判断题1.√2.√3.×4.×5.√6.√7.√8.√9.×10.√解析：3.代谢工程可通过化学抑制剂调控关键酶活性。4.密码子偏好性影响基因转录和翻译效率。9.合成生物学依赖系统生物学提供的数据基础。二、单选题1.C2.B3.C4.B5.A6.A7.B8.B9.B10.D解析：4.微流控芯片技术适用于高通量筛选。5.反馈抑制提高系统鲁棒性，防止过量表达。10.蛋白质工程属于生物化学范畴，非合成生物学直接应用。三、多选题1.A,B,D2.A,B,D3.A,B,C,D4.A,B,C,D5.A,B6.C7.A,B,C,D8.A,B,D9.A,B,C10.A,C解析：6.代谢通量反映目标产物生成速率。9.谱图分析用于基因网络可视化。10.转基因动物生产属于生物技术范畴，非合成生物学典型应用。四、案例分析1.解析：（1）可能原因：异源基因与宿主代谢途径存在冲突，如底物竞争或产物毒性。（2）优化策略：①调整基因表达水平；②引入代谢工程手段平衡代谢流；③筛选高亲和力酶突变体。2.解析：（1）机制：ADH是乙醇合成的关键酶，敲除后代谢通路阻断。（2）关键因素：①异源基因密码子优化；②启动子选择；③宿主菌株耐受性。3.解析：（1）原因：高浓度产物导致调控蛋白饱和，无法进一步抑制基因表达。（2）改进方案：引入双组分调控系统或非线性响应元件。五、论述题1.解析：合成生物学与系统生物