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2026年生物工程师（生物设计）考题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
（总共8题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）
w1. 以下哪种生物技术在生物设计中用于高效生产特定蛋白质？（ ）
A. 基因编辑技术
B. 细胞培养技术
C. 蛋白质工程技术
D. 发酵工程技术
w2. 生物设计中，关于基因载体的选择，以下说法错误的是（ ）
A. 质粒是常用的基因载体之一
B. 病毒载体可高效导入基因
C. 所有基因载体都能在任何细胞中表达
D. 基因载体需具备合适的调控元件
w3. 在生物设计构建基因表达载体时，下列哪种酶用于连接目的基因和载体？（ ）
A. 限制性内切酶
B. DNA聚合酶
C. DNA连接酶
D. 解旋酶
w4. 生物设计中，细胞培养体系的优化不包括以下哪方面？（ ）
A. 培养基成分调整
B. 培养温度控制
C. 细胞形态观察
D. 气体环境优化
w5. 对于生物反应器的设计，以下关键因素中表述错误的是（ ）
A. 搅拌速度影响传质效率
B. 罐体材质不影响生物反应
C. 通气量影响细胞代谢
D. 温度控制至关重要
w6. 生物设计中，蛋白质纯化的方法不包括（ ）
A. 离子交换层析
B. 亲和层析
C. 凝胶过滤层析
D. 酸碱滴定法
w7. 关于生物设计中的代谢工程，以下说法正确的是（ ）
A. 仅改变微生物的基因表达
B. 不涉及细胞代谢途径改造
C. 可提高目标产物产量
D. 与发酵工程无关
w8. 在生物设计中，用于检测基因表达水平的技术是（ ）
A. PCR技术
B. 核酸测序技术
C.RT-PCR技术
D. 凝胶电泳技术

第II卷（非选择题 共60分）
w9. （10分）简述生物设计中基因编辑技术的原理及应用领域。

w10. （15分）在生物设计构建基因工程菌生产某种药物蛋白时，需要考虑哪些关键环节？

w11. （15分）材料：某生物设计团队想要利用细胞培养技术生产一种新型生物活性物质。他们选用了一种哺乳动物细胞系，在培养过程中发现细胞生长缓慢且产量不高。请分析可能的原因并提出改进措施。

w12. （10分）材料：在生物设计中，对一种新开发的生物反应器进行性能测试。测试结果显示，反应器内的pH值波动较大，影响了生物反应的进行。请分析pH值波动的可能原因及解决办法。

w13. （20分）材料：生物设计中要通过蛋白质工程改造一种酶，以提高其催化效率和稳定性。已知该酶的三维结构信息，以及其活性中心的关键氨基酸残基。请设计改造方案并说明原理。

答案：
w1. C
w2. C
w3. C
w4. C
w5. B
w6. D
w7. C
w8. C
w9. 基因编辑技术是对特定基因进行精确修饰或改造的技术。常见的如CRISPR/Cas9技术，通过sgRNA引导Cas9蛋白识别并切割特定DNA序列，实现基因敲除、敲入等操作。应用领域包括基因治疗，可纠正遗传疾病相关基因缺陷；动植物育种，改良品种性状；生物制药研发，优化药物生产相关基因等。
w10. 关键环节包括：选择合适的宿主细胞，确保其能高效表达目标蛋白；构建高效的基因表达载体，含强启动子等元件；优化培养条件，如培养基配方、温度、pH、溶氧等；建立有效的蛋白表达检测和纯化方法，保证产品质量和产量。
w11. 可能原因：培养基营养成分不足或不合适；培养条件如温度、pH、渗透压等未优化；细胞存在污染；细胞本身特性导致生长缓慢。改进措施：调整培养基配方，补充缺失营养成分；精确控制培养条件；检测并去除污染；考虑更换细胞系或对现有细胞系进行改造优化。
w12. 可能原因：酸碱添加系统故障；生物反应过程中代谢产物积累影响pH；气体交换不均衡影响pH调节。解决办法：检查酸碱添加系统，修复或更换故障部件；优化培养基配方减少代谢产物影响；调整通气策略，维持合适气体交换，稳定pH值。
w13. 改造方案：根据活性中心关键氨基酸残基，通过定点突变技术改变相关氨基酸。原理：改变氨基酸可能影响酶的活性中心构象，进而提高催化效率。如将不利于底物结合的氨基酸替换为更有利于结合的氨基酸，增强酶与底物亲和力；或改变影响酶稳定性的氨基酸，提高其在不同环境下的稳定性，从而达到改造目的。