合成生物学代谢通路优化技师考试试卷及答案

合成生物学代谢通路优化技师考试试卷及答案一、填空题（每题1分，共10分）1.合成生物学中，将外源代谢通路导入宿主细胞常用的载体类型包括______和______。2.代谢通路优化中，通过______技术可定向改造酶的底物特异性。3.调控关键酶表达的启动子分为组成型和______型。4.为避免前体流失，常对______途径进行敲低。5.代谢流分析常用的技术是______同位素标记。6.宿主细胞选择需考虑遗传可操作性、生长特性和______。7.限速酶常通过______提高表达量。8.CRISPR-Cas9在通路优化中主要用于______。9.密码子优化需选择宿主偏好的______。10.解除反馈抑制可改造关键酶的______。二、单项选择题（每题2分，共20分）1.可在大肠杆菌和酵母中同时表达的载体是（）A.质粒载体B.穿梭载体C.噬菌体载体D.人工染色体2.“推-拉-阻”策略的“阻”指（）A.增强前体合成B.阻断竞争途径C.增强限速酶表达D.提高产物分泌3.定向进化构建突变文库常用（）A.定点突变B.易错PCRC.基因合成D.同源重组4.以下属于诱导型启动子的是（）A.大肠杆菌T7B.酵母TEF1C.枯草P43D.人类CMV5.13C标记代谢流分析的核心目的是（）A.追踪碳源流向B.检测酶活性C.分析基因表达D.鉴定产物6.常用作基础代谢产物生产的宿主是（）A.大肠杆菌B.动物细胞C.植物细胞D.真菌7.解除反馈抑制的方法是（）A.过表达关键酶B.改造反馈结合位点C.敲除竞争途径D.增加碳源8.CRISPR-Cas9中gRNA的作用是（）A.切割DNAB.识别靶序列C.修复DNAD.结合Cas99.密码子优化的核心不包括（）A.提高翻译效率B.避免稀有密码子C.增强mRNA稳定性D.改变酶结构10.代谢通路模块化的优势不包括（）A.模块替换B.降低复杂度C.提高稳定性D.增加代谢负担三、多项选择题（每题2分，共20分）1.代谢通路优化策略包括（）A.限速酶过表达B.竞争途径敲除C.前体供应增强D.反馈抑制解除2.常用调控元件有（）A.启动子B.终止子C.RBSD.增强子3.属于代谢流分析的技术是（）A.13C标记B.GC-MSC.LC-MSD.qPCR4.宿主选择考虑因素（）A.遗传操作难易B.生长速率C.产物分泌D.安全性5.定向进化步骤包括（）A.突变文库构建B.筛选C.序列分析D.理性设计6.CRISPR-Cas9应用场景（）A.基因敲除B.基因敲入C.表达调控D.产物检测7.产物积累限制因素（）A.限速酶活性低B.反馈抑制C.前体不足D.竞争途径消耗8.通路设计原则（）A.底物匹配B.代谢流平衡C.宿主相容D.产物低毒9.表达载体元件包括（）A.复制原点B.抗性标记C.多克隆位点D.启动子10.诱导型启动子有（）A.大肠杆菌lacB.酵母GAL1C.枯草PspacD.人类SV40四、判断题（每题2分，共20分）1.过表达所有酶可提高产物产量（）2.穿梭载体仅能在原核复制（）3.定向进化无需酶结构信息（）4.13C代谢流可定量碳通量（）5.反馈抑制是常见自我调节机制（）6.CRISPR-Cas9仅能敲除基因（）7.密码子优化仅提高翻译效率（）8.宿主生长越快，产物产量越高（）9.模块化设计便于通路组合（）10.启动子越强，表达量越高（）五、简答题（每题5分，共20分）1.简述“推-拉-阻”策略的核心内容。2.什么是定向进化？其主要步骤是什么？3.CRISPR-Cas9在代谢通路优化中有哪些应用？4.代谢流分析的核心目的及常用技术是什么？六、讨论题（每题5分，共10分）1.如何选择适合的宿主细胞进行代谢通路优化？结合实例说明。2.如何平衡目标产物产量与宿主细胞生长？阐述具体策略。---答案部分一、填空题1.穿梭载体；表达载体2.定向进化3.诱导型4.竞争5.13C6.安全性7.过表达8.基因编辑9.密码子10.反馈抑制位点二、单项选择题1.B2.B3.B4.A5.A6.A7.B8.B9.D10.D三、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABC6.ABC7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABC四、判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.×8.×9.√10.×五、简答题1.“推-拉-阻”是代谢优化核心策略：①推：增强前体合成（过表达前体关键酶、敲除前体消耗途径）；②拉：强化产物限速步骤（过表达产物关键酶、改造解除反馈抑制）；③阻：阻断竞争途径（敲除竞争酶基因）。三者协同提升产物积累，平衡代谢负荷。2.定向进化是体外模拟自然进化改造酶功能的技术，无需结构信息。步骤：①突变文库构建（易错PCR、DNA改组）；②筛选/选择（比色法、选择压力）；③序列分析与迭代（测序验证，若未达预期则重复突变筛选）。3.CRISPR-Cas9应用：①基因敲除（竞争途径关键酶）；②基因敲入（异源通路基因整合）；③表达调控（替换启动子调控关键酶）；④多基因编辑（同时操作多个基因）。快速改造代谢网络，提升产物产量。4.核心目的：定量代谢途径碳通量，揭示调控规律。常用技术：①13C同位素标记（GC-MS/LC-MS检测同位素分布）；②通量平衡分析（FBA）（基因组模型结合约束计算通量）；③代谢组学（检测代谢物浓度间接反映流变化）。六、讨论题1.宿主选择需结合产物需求：①大肠杆菌：遗传易操作、生长快，适合小分子（如乙醇），但无真核修饰；②酿酒酵母：真核修饰、GRAS安全，适合青蒿酸等复杂产物；③枯草芽孢杆菌：分泌能力强，适合蛋白产物。实例：青蒿酸生产选酵母，因能合成前体法尼基焦磷酸，且修饰异源酶。2.平衡生长与生产策略：①诱导型启动子（对