第一章 合成生物学概述第一章 单元测验1、合成生物学的研究内容包括:
a、生物大分子的合成与模块化
b、生物基因组的合成、简化与重构
c、合成代谢网络
d、基因线路的设计与构建
e、细胞群体系统及多细胞体系统研究
2、合成生物学的主要特点是:
a、工程化的特点
b、广泛使用数学模拟工具
c、标准化零件的特点
d、贡献共享的特点
e、网络分析是其核心内容之一
3、与基因工程相比较,合成生物学的特点包括:
a、工程化的特点
b、广泛使用数学模拟工具
c、标准化零件的特点
d、学科交叉的特点
e、网络分析是其核心内容之一
4、合成生物学在生物医药领域里的应用体现在哪些方面:
a、开发天然药物
b、免疫细胞设计
c、研制诊断试剂盒
d、开发生产疫苗
e、个体化医疗
5、生物安全包括哪些方面?
a、合成生物的泄露对研究人员造成的伤害
b、合成生物的泄露对公共环境造成的伤害
c、运用合成生物技术合成致命性的病原体,并用于恐怖袭击
d、用合成生物技术发动生化战争
e、用合成生物技术合成新的或已经灭绝的物种以增加生物多样性
6、美国总统生命伦理委员会对发展合成生物学提出的原则包括:
a、公共受益原则
b、责任管理原则
c、学术自由和责任原则
d、民主评议原则
e、公平公正原则
7、现代生命科学的发展历史上,所经历的3次革命是:
a、分子生物学革命
b、遗传工程革命
c、基因组学革命
d、蛋白质组学革命
e、合成生物学革命
8、2000年,合成生物学作为一项新的研究领域正式诞生的标志是:
a、人工合成脊髓灰质炎病毒
b、构建双稳态基因调控开关
c、在大肠杆菌中成功建立合成青蒿素的网络
d、构建生物振荡器
e、人工合成了噬菌体φx174的基因组
9、合成生物学在哪些领域具有较大的应用前景?
a、生物医药领域
b、新能源生产领域
c、新材料领域
d、环境领域
e、农业生产领域
10、按照功能,遗传线路可以分为逻辑遗传线路和功能遗传线路。
11、合成生物学就是从头设计和构建自然界中不存在的生物系统,也包括改造现有的生物系统。
12、合成生物学是汇聚研究范式的典型。
13、汇聚技术是生物医学领域的新手段。
14、合成生物学存在巨大潜在危险,如制造病毒等生化武器,因此人类不应该去发展合成生物学。
15、一旦合成生物学知识被别有用心的人滥用,如果这不是科学家的意愿,科学家就可以不负任何责任。
16、从核心技术角度出发,可以认为,合成生物学是按照一定的规律和已有的知识,设计和建造新的生物部件、装置和系统;或者重新设计已有的天然生物系统,从而为人类的特殊目的服务。
17、合成生物学打破了“生命”与“非生命”的界限,可以从头合成人工的生命。
第一章 单元作业1、请以3个问题为线索,写一篇不少于500字的短文来回答这3个问题。本次作业成绩,占最后总成绩的20%。 q1:如果真的有恐怖分子用生物武器进行袭击,你认为可能的袭击方式有哪些?每种袭击方式该如何应对? q2:通常哪些场所是恐怖分子袭击的主要目标?针对这些目标,我们应该如何加强防御? q3:打击/约束可能的生物恐怖袭击者的法宝是什么?我们将如何遏制和粉碎生物恐怖活动的威胁?
第二章 标准化的生物合成系统第二章 单元测验1、组成性启动子,通常启动哪些基因的表达?
a、报告基因
b、奢侈基因
c、管家基因
d、抗性基因
e、应激蛋白基因
2、能与阻遏蛋白相结合的调控序列,叫做
a、rbs
b、operon
c、promoter
d、operator
e、sd序列
3、关于核糖体结合位点的叙述,错误的是:
a、核糖体结合位点缩写为rbs,是能与核糖体结合的rna序列。
b、原核生物的核糖体结合位点又称为sd序列。
c、原核生物核糖体结合位点富含嘌呤结构,能与富含嘧啶的16srrna3‘端结合。
d、rbs与核糖体结合的强度,取决于其自身的结构及其与aug之间的距离。
e、核糖体结合位点可以启动基因的转录。
4、关于“系统”的描述,错误的是:
a、是多个装置组成的更加复杂的级联线路,或者调控网络。
b、不同装置之间可通过串联、并联、前馈、反馈等连接,形成系统。
c、转录水平的调控网络,是常见的系统。
d、基因振荡器、脉冲发生器、反馈环路都属于系统。
e、若干个生物模块,可以组成系统。
5、关于生物模块(biological module)叙述错误的是:
a、是一组细胞内区域化的生物装置。
b、生物模块会执行特定的复杂功能。
c、生物模块在细胞内,是与part、device和system并列的一个层次结构。
d、是为了降低合成生物系统的复杂程度而提出来的概念,强调“功能独立”。
e、细胞内的生物模块,往往是具有特定功能的途径,如代谢途径、信号转导途径等。
6、rips是用于衡量哪一个水平的标准化量值?
a、转录水平
b、翻译水平
c、复制水平
d、代谢水平
e、信号传递水平
7、生物系统的标准化包括:
a、装配零部件的物理标准化
b、生物功能的定量分析标准化
c、标准零部件的注册登记
d、解耦方法的标准化
e、系统操作标准化
8、合成生物学工程化的研究策略中涉及的概念有:
a、标准化
b、层次化
c、解耦
d、连接
e、抽提
9、相比于基因工程,合成生物学又拓展出的一些工具包括:
a、同尾酶
b、pcr
c、dna的从头合成
d、标准化
e、抽提
10、合成生物系统的层次包括:
a、模块
b、基因部件
c、系统
d、生物砖
e、装置
11、下列哪些可以成为生物砖?
a、报告基因
b、复制子
c、酶切位点
d、选择标记
e、引物序列
12、常见的装置的种类有:
a、蛋白质生成装置
b、转换器
c、基因开关
d、接收器
e、逻辑门
13、关于生物积块(biobuilder)的描述,正确的是:
a、也叫生物砖,是标准化的生物元件。
b、生物积块有大有小,part、device和system都可能成为生物积块。
c、生物积块都具有标准的酶切位点。
d、是合成生物系统的基本单元,彼此之间可以互相连接。
e、生物模块也可以成为生物积块。
14、下列哪些是组合型part (composite part) ?
a、蛋白质生成装置
b、转换器
c、rbs
d、启动子
e、增强子
15、一个标准的生物砖biobrick,它的前缀和后缀中含有哪些限制性内切酶的酶切位点?
a、psti
b、xhoi
c、ecori
d、xbai
e、spei
16、常见的报告基因包括:
a、gfp
b、lacz
c、lacy
d、laca
e、荧光素酶
17、标准量化系统包括哪些要素?
a、标准的前后缀
b、技术进步
c、报告基因
d、pops
e、rips
18、17. β-半乳糖苷酶是最常用、最成熟的一种报告基因。其主要用途包括:
a、用于研究启动子的效率和启动子不同位点突变对表达效率的影响。
b、用于研究表达系统中rbs、增强序列等调控序列的功能。
c、用来衡量载体的表达特性和外源物质对表达调控的影响。
d、以融合基因的形式用于研究外源基因的表达及其规律。
e、用于研究蛋白质在细胞内的表达位置。
19、对于一个底盘生物体来讲,其固有“噪声”包括:
a、细胞周期不同
b、细胞大小不同
c、细胞的营养状况不同
d、细胞遗传背景的不同
e、转录或翻译的随机性
20、关于pops,叙述正确的是:
a、是衡量基因转录水平的一个量值,是转录水平的通用信号载体。
b、在基因线路中,pops相当于电路中的电流。
c、指rna聚合酶每秒钟通过dna分子上某一点的数量。
d、也称为par,指每秒钟到达某一特定dna位点的rna聚合酶的数量。
e、pops的概念可以规范人们对基因线路进行表征。
21、自下而上的研究策略主要用于分析阶段。
22、解耦和抽提是分析阶段的研究方法。
23、标准化贯穿合成生物学研究的始终。
24、解耦是把复杂问题简单化的过程,即把复杂问题分解成简单问题,把复杂系统分解成简单要素的过程。
25、抽提包括建立装置和模块的层次,允许不同层次间的分离和有限的信息交换、开发重设计的和简化的装置/模块、构建具有统一接口的部件库等等。
26、合成生物系统的标准化,包括对生物功能进行定义及特征描述,建立识别生物部件的方法,生物部件的测量,以及标准生物部件的注册登记等等。
27、标准化是所有工程学科的关键部分。
28、与启动基因表达有关的dna序列,叫做启动子。
29、启动子可以分为组成性启动子和可调控的启动子。
30、operator就是指原核生物基因表达调控的操纵子。
31、终止子能完全终止转录,rna聚合酶到这里都会从dna上脱落下来。
32、转录终止子包括uaa、uag、uga。
33、part是指具有一定功能的dna序列,是最基本的生物积块。
34、生物装置device,也可以认为是组合型part。
35、生物砖(biobrick)就是标准的生物零件,像其他行业的标准零件一样,生物砖彼此之间可以相互组合连接,也可以拆卸后再同其他零件重新组合。
36、一个标准的生物砖(biobrick),其前后缀之间不能含有ecori酶切位点。
37、gfp是一种常见指示蛋白,可以在蓝光的激发下,呈现出绿色荧光。通过不同位点的氨基酸突变,可以使其呈现蓝、黄、红等不同的颜色。
38、在一个基因线路中,启动子相当于电池,可以产生rips流。
39、发展标准化测量系统,有助于对生物积块进行规范化表征。
40、报告基因不仅可以用来指示基因表达的数量,还可指示表达蛋白的位置。
第三章 合成生物系统的基本逻辑第三章 单元测验1、关于单输入sim的叙述,错误的是:
a、是主模块的输出,作为下层分模块的输入的一种逻辑结构。
b、一般只有一个主模块,但下层分模块通常有多个。
c、可以实现一组基因的共同表达。
d、可以实现一组基因的时序表达。
e、主模块的表达产物,只能是激活因子,不可以是阻遏子。
2、关于多输入mim结构的叙述,错误的是:
a、多输入模块也是串联的结构。
b、mim表示一组调控因子共同调控一组基因。
c、mim相当于一个逻辑门阵列,多路输入进行组合运算以后控制下游模块。
d、多个调控因子对下游基因的调控必需是一致的,否则会造成资源浪费。
e、mim结构在转录水平和神经网络中都非常常见。
3、关于遗传线路中的前馈,描述错误的是:
a、前馈是表示上游基因可通过直接和间接途径,调控下游基因的控制结构。
b、前馈结构包括一致性前馈和非一致性前馈。
c、在一致性前馈中,两条途径对输出模块的调控作用是相同的。
d、一致性前馈中又包括“与”门前馈和“或”门前馈。
e、与反馈类似,前馈也是当模块的输出量出现偏差之后采取的一种调控形式。
4、乳糖操纵子的调控序列包括:
a、启动子
b、操纵序列/操纵基元
c、lacz
d、laci
e、cap结合位点
5、从功能上讲,基因的逻辑拓扑结构包括:
a、前馈
b、反馈
c、串联
d、并联
e、逻辑门
6、下列叙述中正确的是:
a、“与”门逻辑的c1-ff结构,可以看作是一个“信号敏感性延迟”单元。
b、“或”门逻辑的c1-ff结构,可以看作是一个“持续性检测”单元。
c、非一致性前馈i1-ff可以看作是一个脉冲发生器。
d、非一致性前馈i1-ff可以看作是一个响应加速器。
e、反馈抑制和非一致性前馈i1-ff都具有加速响应功能。
7、关于反馈的叙述,正确的是:
a、反馈又叫做反馈回路。
b、反馈分为正反馈和负反馈。
c、正反馈比负反馈的系统更稳定。
d、反馈结构会使基因线路的调控更精确。
e、基因的表达和代谢途径都存在反馈调节。
8、关于前馈和反馈的关系,叙述正确的是:
a、一个系统内可以同时存在前馈和反馈。
b、前馈是在系统出现偏差前就控制,而反馈是系统出现偏差后才控制。
c、前馈和反馈都能形成回路,所以分别又叫做前馈回路和反馈回路。
d、前馈和正反馈的作用相同,都能使终产物的输出量增加的一种调节方式。
e、反馈和非一致性前馈i1-ff都具有加速响应功能。
9、计算机系统和生物系统的相似之处有
a、都具有逻辑门结构
b、都具有终极载体,分别是0、1的二进制编码和atcg四种碱基。
c、都具有正负反馈调控。
d、都具有鲜明的层次结构。
e、都可以进行组装。
10、有关合成生物系统的逻辑门结构,叙述正确的是:
a、在“与”门逻辑结构中,所有的条件必须都到满足,才能打开基因的开关。
b、激活因子和诱导物可以形成“与”门结构的遗传线路。
c、阿拉伯糖的启动子,是由arac蛋白和阿拉伯糖形成的“与”门结构。
d、在“或”门的遗传线路中,只要满足一个调节,就能打开基因的开关。
e、“非”门只需要采用一个信号,即可改变输出信号,因此“非”门又叫做转换器。
11、乳糖操纵子的组成,包括lacz等结构序列和laci等调控序列。
12、遗传线路的连接方式与电路是一样的,都有串联和并联结构。
13、单输入和多输入都是串联结构。
14、单输入sim的特点是,子模块表达的顺序与其功能相吻合。
15、sim结构既可以实现基因的共同表达,也可以实现基因的时序表达。
16、前馈与反馈的重要区别是,前馈是在偏差出现之前就采取控制措施;而反馈是在偏差出现之后才采取的纠正措施。
17、在基因线路中,“前馈”是表示上游基因通过两条不同途径(直接和间接),影响下游基因的控制结构。
18、“与”门逻辑的一致性前馈c1-ff结构,对于上升刺激的影响没有延迟响应,但对下降刺激的影响则具有延迟反应。
19、“或”门逻辑的一致性前馈c1-ff结构,对于上升刺激的影响具有延迟效应,但对下降刺激的影响,则没有延迟效应。
20、当细胞对某种物质的需求量较高时,通常采用前馈的调节方式。
21、合成代谢的终产物,常会通过负反馈调节自身的产量。
22、分解代谢的中间产物,经常对代谢途径具有正反馈作用。
23、一般正反馈有利于物质的分解代谢;负反馈有利于物质的合成代谢。
第四章 基础遗传线路设计第四章 单元测验1、色氨酸操纵子的负控阻遏开关,属于哪种类型的开关?
a、双稳态开关
b、双相开关
c、核糖核酸开关
d、转换开关
e、变构核糖核酸开关
2、以下具有记忆功能的开关是:
a、双稳态开关
b、双相开关
c、核糖核酸开关
d、转换开关
e、变构核糖核酸开关
3、在细胞群体感应系统中,作为信号分子的是:
a、luxi
b、luxr
c、ahl
d、atc
e、iptg
4、在细胞群体感应系统中,起转录激活因子作用的是:
a、luxi
b、luxr
c、ahl
d、atc
e、iptg
5、脉冲发生器的遗传线路,是利用了哪种逻辑结构?
a、正反馈
b、负反馈
c、非一致性前馈
d、一致性前馈
e、“与”门
6、利用遗传线路的空间响应特性而构建的系统是:
a、细胞群体数量控制系统
b、基因振荡器
c、脉冲发生器
d、细胞群体图案系统
e、边界检测器
7、利用遗传线路的时间响应特性而构建的系统是:
a、细胞群体数量控制系统
b、基因振荡器
c、脉冲发生器
d、细胞群体图案系统
e、边界检测器
8、关于工程化支架蛋白的叙述,错误的是:
a、诱捕拉链儿和支架蛋白都可以和调控蛋白相结合。
b、与支架蛋白相比,诱捕拉链儿与调控蛋白的结合能力弱一些。
c、支架蛋白上可以结合正调控蛋白,也可以结合负调控蛋白。
d、通过改变调节蛋白的募集强度,即改变募集亲和力可以调节反馈增益。
e、通过改变负调节蛋白启动子的强度,可以调节反馈增益。
9、转录水平的基因表达调控开关有:
a、双稳态开关
b、双相开关
c、核糖核酸开关
d、转换开关
e、变构核糖核酸开关
10、关于双稳态开关的特性,包括:
a、也称拨动开关
b、具有“记忆”功能
c、包含两套启动子和阻遏子
d、属于转换开关
e、具有鲁棒性
11、几个转换器的串联结构可以实现基因振荡器的功能?
a、1个
b、2个
c、3个
d、4个
e、5个
12、关于基因振荡器和脉冲发生器的叙述,正确的是:
a、都是基因表达的调控方式。
b、都利用了细胞群体感应机制。
c、脉冲发生器需要外加信号控制。
d、振荡器可以实现自我有规律的基因表达的震荡。
e、脉冲发生器包括“信号发生细胞”和“脉冲发生细胞“,而基因振荡器在一个细胞内即可实现基因表达的震荡。
13、影响基因脉冲式表达的因素有:
a、阻遏蛋白的翻译效率
b、阻遏蛋白与操纵序列的亲和力
c、rbs的强度
d、ahl信号的浓度和输入速率
e、信号发生细胞与脉冲发生细胞之间的距离
14、基于细胞群体感应机制而设计的遗传线路有:
a、细胞群体数量控制系统
b、基因振荡器
c、脉冲发生器
d、边界检测器
e、细胞群体图案系统
15、边界检测器遗传线路用到的逻辑门有:
a、“或” 门
b、“非” 门
c、“与” 门
d、“与“ 门和 “非” 门的混合
e、“或” 门和 “非” 门的混合
16、边界检测器的特征包括:
a、是一种光感信号处理器
b、包含光控的启动子
c、包含逻辑门
d、基于细胞群体感应机制
e、亮区中的细胞都能接收暗区中的细胞产生的信号。
17、通过合成正、负调控蛋白,以及诱捕拉链,以工程化的支架蛋白为平台,可以实现哪些功能:
a、脉冲发生器
b、加速器
c、边界检测器
d、延迟器
e、超敏感开关
18、核糖核酸开关和变构核糖核酸开关,都利用了rna空间构象的改变,以实现开关功能。
19、有效应物存在时,变构核糖核酸开关即可打开,基因开始表达。
20、tarna可以打开核糖核酸开关,使基因开始表达。
21、基因振荡器是一种基因调控机制,指基因的表达呈现出周期性的振荡特性。
22、一阶转录级联线路比三阶级联线路的响应曲线,更接近阶跃响应,对信号的输入更敏感。
23、转换开关,因输出是输入的转换函数而得名,即输入为低时,输出为高;反之亦然。
24、转换开关比核糖核酸开关调控基因表达的速度更快。
25、ci蛋白对ci基因自身的转录,既有正调控作用,又有负调控作用,即“双相开关”。
26、用高拷贝数的载体作为报告基因的载体,可以把基因振荡器的状态放大表征出来。
27、在脉冲发生器中,转录因子luxr既可以直接激活gfp表达,也可以间接激活gfp的表达。
28、在细胞群体图案系统中,信号分子浓度高时,laci抑制gfp表达;信号分子浓度低时,lacim1抑制gfp表达。
合成生物学期末考试合成生物学期末考试1、请运用合成生物学的知识,尝试解决你感兴趣的问题,医药、环境、能源、农业、材料等方向的都可以。项目设计的内容应包括背景介绍、项目设计思路、技术路线、预期成果和参考文献,至少2000字。
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