2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——植物基因編輯技術(shù)的研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。下列每小題備選項(xiàng)中，只有一個(gè)是符合題意的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填寫在題后的括號(hào)內(nèi)）1.基因編輯技術(shù)能夠?qū)ι矬w基因組進(jìn)行精確修飾，其核心原理通常依賴于（）。A.大規(guī)模基因組重排B.異源DNA序列的隨機(jī)插入C.基于特定DNA序列識(shí)別的精確切割D.傳統(tǒng)的體外誘變方法2.在CRISPR/Cas9系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)識(shí)別目標(biāo)DNA序列并引導(dǎo)Cas9蛋白到特定位置的分子是（）。A.Cas9蛋白B.gRNA（引導(dǎo)RNA）C.tracrRNA（轉(zhuǎn)錄后間隔序列RNA）D.基因組DNA3.利用CRISPR/Cas9技術(shù)進(jìn)行基因敲除時(shí)，最常利用的NHEJ（非同源末端連接）修復(fù)途徑產(chǎn)生的突變類型是（）。A.插入B.刪除C.堿基替換D.上述B和C4.與傳統(tǒng)的化學(xué)誘變或輻射誘變相比，基因編輯技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)之一是（）。A.誘變效率更高B.突變譜更廣C.可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)精準(zhǔn)修飾D.對(duì)環(huán)境更友好5.下列哪種方法不屬于植物基因編輯中常用的物理轉(zhuǎn)化方法？（）A.農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化B.基因槍轉(zhuǎn)化C.電穿孔D.病毒介導(dǎo)轉(zhuǎn)化6.在植物基因編輯研究中，為了篩選出成功導(dǎo)入編輯元件的轉(zhuǎn)化體，常利用（）進(jìn)行初步篩選。A.抗生素抗性基因B.紅外熒光蛋白基因C.分子標(biāo)記輔助選擇D.脫靶效應(yīng)分析7.植物基因編輯技術(shù)在改良作物抗病性方面已取得顯著進(jìn)展，其原理通常是通過(guò)破壞（）來(lái)降低病原菌的侵染能力。A.植物抗性基因B.病原菌毒力基因C.植物光合作用相關(guān)基因D.病原菌的寄主識(shí)別位點(diǎn)8.CRISPR/Cas9系統(tǒng)在植物中存在一個(gè)潛在風(fēng)險(xiǎn)，即可能在不期望的DNA位點(diǎn)進(jìn)行切割，這被稱為（）。A.基因silencingB.基因激活C.脫靶效應(yīng)D.位點(diǎn)特異性9.下列哪種植物是利用基因編輯技術(shù)進(jìn)行改良研究較多的模式生物？（）A.水稻B.玉米C.煙草D.以上都是10.對(duì)于基因編輯技術(shù)產(chǎn)生的植物新品種，其安全性評(píng)估通常需要考慮多個(gè)方面，其中不包括（）。A.遺傳穩(wěn)定性B.營(yíng)養(yǎng)成分變化C.毒理學(xué)效應(yīng)D.基因編輯系統(tǒng)的脫靶效應(yīng)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將正確答案填寫在橫線上）1.基因編輯技術(shù)通過(guò)修飾基因組的特定位置，可以改變生物體的__________，從而影響其性狀。2.CRISPR/Cas9系統(tǒng)中的Cas9蛋白是一種具有活性的__________，能夠切割目標(biāo)DNA雙鏈。3.基于CRISPR/Cas9技術(shù)的基因編輯通常利用細(xì)胞自身的__________修復(fù)機(jī)制來(lái)完成DNA斷裂后的修復(fù)。4.在植物中實(shí)現(xiàn)高效的基因編輯，需要考慮__________、轉(zhuǎn)化效率和編輯特異性等多個(gè)因素。5.基因編輯技術(shù)被廣泛應(yīng)用于作物改良，例如提高作物的__________、改善品質(zhì)和增強(qiáng)抗逆性。6.除了DNA片段的插入或刪除，基因編輯技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)__________、堿基替換等多種類型的精確修飾。7.對(duì)基因編輯植物的倫理討論主要集中在食品安全、環(huán)境安全和__________等方面。8.鑒定植物是否成功發(fā)生基因編輯，常用的分子生物學(xué)方法包括__________、DNA測(cè)序和Southernblot等。9.植物基因槍轉(zhuǎn)化技術(shù)利用高速粒子將DNA涂層__________轟擊進(jìn)入植物細(xì)胞或組織。10.基于CRISPR/Cas系統(tǒng)的堿基編輯技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA堿基的__________，而無(wú)需引入雙鏈斷裂。三、名詞解釋（每題4分，共16分。請(qǐng)給出下列名詞的精確定義）1.基因編輯（GeneEditing）2.同源重組（HomologousRecombination）3.CRISPR/Cas9系統(tǒng)（CRISPR/Cas9system）4.脫靶效應(yīng)（Off-targeteffect）四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共24分。請(qǐng)簡(jiǎn)潔明了地回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)進(jìn)行植物基因編輯的基本原理。2.比較農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化和基因槍轉(zhuǎn)化這兩種植物基因轉(zhuǎn)化方法的優(yōu)缺點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述植物基因編輯技術(shù)在改良作物抗逆性方面的一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例。4.為什么說(shuō)基因編輯技術(shù)的脫靶效應(yīng)是一個(gè)需要關(guān)注和解決的問(wèn)題？五、論述題（每題10分，共20分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，全面深入地回答下列問(wèn)題）1.論述基因編輯技術(shù)在植物科學(xué)研究中的應(yīng)用價(jià)值。2.結(jié)合實(shí)例，討論基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用前景及其面臨的挑戰(zhàn)。---試卷答案一、選擇題1.C2.B3.D4.C5.A6.C7.B8.C9.C10.D二、填空題1.表型2.核酸內(nèi)切酶3.修復(fù)4.目標(biāo)序列5.抗性6.位點(diǎn)7.生命倫理8.PCR9.微粒10.精確三、名詞解釋1.基因編輯：指利用分子生物學(xué)技術(shù)，在基因組的特定位點(diǎn)進(jìn)行精確的插入、刪除或替換等修飾，從而改變生物體遺傳信息的技術(shù)。2.同源重組：指兩個(gè)DNA分子片段之間發(fā)生的、基于相同或高度相似序列的重組過(guò)程，常用于基因編輯中的精確替換或插入。3.CRISPR/Cas9系統(tǒng)：一種源于細(xì)菌和古菌的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，包含向?qū)NA（gRNA）和Cas9核酸內(nèi)切酶，能在基因組中特異性識(shí)別并切割目標(biāo)DNA序列，用于基因編輯。4.脫靶效應(yīng)：指基因編輯工具（如CRISPR/Cas9）在基因組中除預(yù)期目標(biāo)位點(diǎn)外，其他非特異性位點(diǎn)也發(fā)生了DNA切割的現(xiàn)象。四、簡(jiǎn)答題1.利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)進(jìn)行植物基因編輯的基本原理：首先設(shè)計(jì)與目標(biāo)基因編輯位點(diǎn)上游序列互補(bǔ)的gRNA，將其與Cas9蛋白共表達(dá)。gRNA會(huì)引導(dǎo)Cas9蛋白在基因組中識(shí)別并結(jié)合特定的目標(biāo)DNA序列，并在PAM序列（原間隔序列鄰近基序）附近切割DNA雙鏈，形成DNA雙鏈斷裂（DSB）。細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)DNA損傷修復(fù)機(jī)制，常用的NHEJ（非同源末端連接）途徑會(huì)隨機(jī)插入或刪除少量核苷酸，導(dǎo)致小規(guī)模突變（如點(diǎn)突變或小片段缺失），從而實(shí)現(xiàn)基因敲除；而同源重組途徑則可以利用提供的同源DNA模板進(jìn)行精確的基因替換或插入。2.農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化方法的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較高，尤其對(duì)雙子葉植物和部分單子葉植物效果好，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，且轉(zhuǎn)化的DNA片段大小限制較少。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化過(guò)程依賴于農(nóng)桿菌與植物細(xì)胞的相互作用，對(duì)某些植物種類效果不佳，且可能存在插入失活的風(fēng)險(xiǎn)?；驑屴D(zhuǎn)化方法的優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣，可轉(zhuǎn)化單子葉和雙子葉植物，無(wú)需特定載體或共生系統(tǒng)，可直接將DNA送入細(xì)胞。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化效率可能不如農(nóng)桿菌介導(dǎo)，成本較高，且可能對(duì)植物組織造成一定的物理?yè)p傷，大片段DNA的轉(zhuǎn)移效率可能受影響。3.植物基因編輯技術(shù)在改良作物抗逆性方面的一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例是利用CRISPR/Cas9技術(shù)編輯小麥基因，使其產(chǎn)生抗白粉病的能力。研究人員識(shí)別并編輯了小麥中與白粉病抗性相關(guān)的基因（如Pm基因），通過(guò)引入特定突變或敲除感性基因，成功獲得了對(duì)白粉病菌具有抗性的小麥植株，這有助于減少農(nóng)藥使用，提高作物產(chǎn)量和可持續(xù)性。4.基因編輯技術(shù)的脫靶效應(yīng)是一個(gè)需要關(guān)注和解決的問(wèn)題，因?yàn)槊摪星懈羁赡馨l(fā)生在基因組中與目標(biāo)位點(diǎn)相似的序列上，這些非預(yù)期的切割可能導(dǎo)致有害的突變，如插入或刪除，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞功能紊亂、癌癥等嚴(yán)重后果。脫靶效應(yīng)會(huì)降低基因編輯的精確性和安全性，限制其在臨床治療和重要農(nóng)作物改良中的應(yīng)用，因此需要開發(fā)和應(yīng)用能夠檢測(cè)、降低甚至消除脫靶效應(yīng)的技術(shù)和方法。五、論述題1.基因編輯技術(shù)在植物科學(xué)研究中的應(yīng)用價(jià)值：首先，它為基因功能研究提供了強(qiáng)大的工具，通過(guò)定點(diǎn)修飾基因，可以精確地研究基因在生命活動(dòng)中的作用和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。其次，基因編輯技術(shù)能夠快速、高效地創(chuàng)造特定遺傳變異的植物材料，加速育種進(jìn)程，這對(duì)于改良作物性狀、培育新品種具有重要意義。此外，基因編輯還可用于研究植物與環(huán)境的互作機(jī)制，如抗逆性、養(yǎng)分利用等，為應(yīng)對(duì)氣候變化和資源短缺提供科學(xué)依據(jù)。在基礎(chǔ)生物學(xué)研究中，它也促進(jìn)了我們對(duì)植物遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)等領(lǐng)域的理解?？傮w而言，基因編輯技術(shù)極大地提高了植物科學(xué)研究的效率和深度，是推動(dòng)該領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。2.結(jié)合實(shí)例，討論基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用前景及其面臨的挑戰(zhàn)。應(yīng)用前景方面，基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中有巨大潛力。例如，通過(guò)編輯基因提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)（如增加淀粉含量、改善營(yíng)養(yǎng)成分），增強(qiáng)抗病蟲和抗逆能力（如抗旱、抗鹽堿），減少對(duì)化肥和農(nóng)藥的依賴，有助于保障糧食安全，促進(jìn)農(nóng)業(yè)