合成生物学工程师考试试卷及答案

合成生物学工程师考试试卷及答案一、填空题（共10题，每题1分）1.合成生物学的核心方法论是______生物系统。2.质粒载体中负责自主复制的元件是______。3.CRISPR-Cas9系统中，引导Cas9定位靶位点的RNA是______。4.人工设计的转录调控元件称为______启动子。5.常用原核底盘细胞E.coli的模式菌株是______。6.合成DNA的常用技术是______亚磷酰胺法。7.改造代谢途径提高目标产物产量的技术是______工程。8.生物传感器中报告信号的基因如______（举1例）。9.基因编辑时对非靶位点的编辑称为______效应。10.合成生物学伦理重点关注______（举1个方向）。二、单项选择题（共10题，每题2分）1.合成生物学的核心是（）A.还原论分析B.工程化设计C.系统建模D.蛋白纯化2.原核表达载体必需的元件是（）A.启动子B.内含子C.线粒体信号D.5’帽子3.CRISPR-Cas9中Cas9的功能是（）A.结合RNAB.切割DNAC.转录基因D.翻译蛋白4.合成启动子主要调控（）A.转录强度B.蛋白折叠C.翻译效率D.代谢流量5.不属于合成生物学工具平台的是（）A.iGEMB.BioBricksC.PCRD.CRISPRi6.代谢通量分析常用（）A.13C标记B.测序C.酶活测定D.电泳7.生物传感器不包含（）A.识别元件B.转导元件C.报告元件D.分泌元件8.避免基因编辑脱靶的策略是（）A.增加Cas9浓度B.缩短sgRNA长度C.高保真Cas9D.单切口酶9.底盘细胞的核心作用是（）A.提供代谢背景B.合成所有蛋白C.替代宿主D.调控表达10.合成生物学应用实例是（）A.生产青蒿酸B.PCR扩增C.酶切鉴定D.电泳分离三、多项选择题（共10题，每题2分）1.合成生物学关键技术包括（）A.DNA合成B.基因编辑C.代谢工程D.生物信息学2.常用基因编辑工具是（）A.CRISPR-Cas9B.TALENC.ZFND.限制酶3.合成启动子设计原则（）A.结合RNA聚合酶B.响应诱导物C.调控强度D.避免同源重组4.底盘细胞选择依据（）A.生长速率B.遗传操作性C.安全性D.代谢背景5.生物传感器应用场景（）A.环境监测B.药物筛选C.代谢检测D.细胞活力6.合成生物学伦理问题（）A.基因泄露B.生物武器风险C.专利纠纷D.环境影响7.代谢工程改造策略（）A.过表达限速酶B.敲除竞争途径C.引入异源途径D.优化翻译8.常用报告基因（）A.GFPB.LacZC.LuciferaseD.抗生素抗性9.元件标准化要求（）A.序列统一B.功能验证C.数据共享D.载体通用10.合成生物学产品（）A.人造细胞B.青蒿酸C.重组胰岛素D.基因编辑作物四、判断题（共10题，每题2分）1.合成生物学将生物系统视为工程模块设计（）2.CRISPR-Cas9仅能编辑原核生物基因（）3.启动子决定基因转录起始（）4.底盘细胞无需优化即可使用（）5.生物传感器识别元件只能是蛋白（）6.生殖细胞基因编辑符合伦理（）7.代谢工程目标是提高目标产物产量（）8.TALEN/ZFN特异性高于CRISPR-Cas9（）9.DNA合成可覆盖任意长度片段（）10.合成生物学不涉及农业领域（）五、简答题（共4题，每题5分）1.简述合成生物学与基因工程的区别。2.简述CRISPR-Cas9的工作原理。3.简述合成启动子的设计思路。4.简述底盘细胞的选择原则。六、讨论题（共2题，每题5分）1.讨论合成生物学在生物医药领域的应用前景与挑战。2.讨论合成生物学元件标准化的重要性。---答案一、填空题1.工程化设计2.复制起点（ori）3.sgRNA（单链向导RNA）4.合成5.K126.固相7.代谢8.GFP（或LacZ、Luciferase）9.脱靶10.基因泄露（或伦理争议、环境安全）二、单项选择题1-5:BABAC6-10:ADCAA三、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABC9.ABCD10.ABD四、判断题1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.√9.×10.×五、简答题1.合成生物学与基因工程的区别：合成生物学强调工程化设计（模块化、标准化），将生物拆解为标准元件（如启动子、RBS）后重新组装，目标是构建全新系统（如人造细胞）；基因工程侧重改造现有生物（插入目的基因），无系统层面设计，目标是优化特定性状（如重组蛋白生产）。前者元件标准化，后者无统一标准。2.CRISPR-Cas9工作原理：sgRNA与Cas9结合后，通过互补序列定位靶DNA（需PAM基序）；Cas9的HNH/RuvC结构域切割靶DNA双链，产生断裂；细胞通过非同源末端连接（易突变）或同源定向修复（插入外源序列）实现基因编辑。3.合成启动子设计思路：包含RNA聚合酶结合位点（-10/-35区）；添加转录因子结合位点（响应诱导物）；调整元件距离/序列匹配度调控转录强度；避免内源因子非特异性结合；符合BioBricks等标准化格式。4.底盘细胞选择原则：生长快（如E.coli、酵母）、遗传操作性强（易转化编辑）、代谢背景清晰（无复杂副反应）、安全性高（非致病）；优先选择模式生物，便于研究与改造。六、讨论题1.生物医药应用前景与挑战：前景：①药物生产（酵母合成青蒿酸、CRISPR修复致病基因）；②诊断（生物传感器检测肿瘤标志物）。挑战：①安全性（脱靶效应、基因泄露）；②伦理（生殖细胞编辑争议）；③技术（复杂途径组装效率低）；④法规（全球监管不统一）。需平衡创新与安全，完善伦理框架。2.元件标准化的重