2025年大學《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題（每空2分，共20分）1.基因編輯技術(shù)能夠?qū)ι矬w的________進行精確的修改。2.CRISPR/Cas9系統(tǒng)中，負責識別目標DNA序列的是________。3.通過誘導基因提前終止密碼子，可以實現(xiàn)________。4.基因編輯技術(shù)相較于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，其主要優(yōu)勢之一是不易引入外源________。5.利用基因編輯技術(shù)提高作物的抗病性，通常是通過修飾或敲除與________相關(guān)的基因。6.________是一種通過編輯基因提高作物營養(yǎng)成分（如維生素A）含量的典型應用實例。7.基因編輯可能引發(fā)的“脫靶效應”是指核酸酶在________位置進行切割。8.基因編輯技術(shù)應用于動物育種，可能用于改良動物的________、抗病力等性狀。9.關(guān)于基因編輯改造的作物是否需要標注，存在不同的________觀點。10.基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)應用中面臨的主要倫理擔憂之一是潛在的________風險。二、選擇題（每題2分，共30分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪一項不是CRISPR/Cas9系統(tǒng)的組成成分？()A.Cas9核酸酶B.向?qū)NA(gRNA)C.DNA連接酶D.噬菌體蛋白2.以下哪種修復途徑是基因編輯中產(chǎn)生隨機插入或缺失（Indels）的主要原因？()A.同源重組(HDR)B.非同源末端連接(NHEJ)C.重組修復D.核酸外切酶修復3.在農(nóng)業(yè)育種中，通過編輯抑制某個基因的表達，最可能達到的效果是？()A.基因劑量效應增強B.產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)變異C.敲除有害基因或降低其功能D.提高基因轉(zhuǎn)錄水平4.下列哪種作物是利用基因編輯技術(shù)進行抗除草劑改良的典型案例？()A.水稻B.玉米C.小麥D.棉花5.基因編輯技術(shù)用于改良作物抗旱性，可能著眼于修飾哪些類型的基因？()A.控制根系發(fā)育的基因B.與水分運輸和利用效率相關(guān)的基因C.葉綠素合成相關(guān)基因D.以上都是6.“基因編輯嬰兒”事件主要引發(fā)了哪些方面的倫理爭議？()A.基因編輯技術(shù)的安全性B.對人類遺傳多樣性的影響C.是否應將技術(shù)用于非治療目的D.以上都是7.下列哪項描述更符合基因編輯技術(shù)？()A.總是導致染色體數(shù)目變異B.一定引入外源DNA序列C.可以實現(xiàn)對特定基因的精確修改D.只能用于治療人類遺傳病8.與傳統(tǒng)誘變育種相比，基因編輯技術(shù)的優(yōu)勢之一是？()A.變異頻率高B.可以精確控制變異的位點C.操作簡單、成本低D.不需要篩選過程9.以下哪個實例體現(xiàn)了基因編輯技術(shù)在畜牧業(yè)中的應用？()A.編輯水稻基因提高鐵含量B.編輯豬基因使其產(chǎn)生無乳糖乳品C.編輯?；蚴蛊浼∪饫w維更細D.編輯番茄基因使其更耐儲存10.基因編輯技術(shù)對復雜性狀（如產(chǎn)量、品質(zhì)）的改良面臨的主要挑戰(zhàn)是？()A.技術(shù)成本過高B.難以精確預測多基因互作效應C.脫靶效應風險大D.監(jiān)管政策不明確11.“基因驅(qū)動”技術(shù)如果應用于農(nóng)業(yè)（如控制害蟲），其潛在風險可能包括？()A.可能失控擴散到非目標區(qū)域B.可能導致生態(tài)系統(tǒng)失衡C.可能引發(fā)新的害蟲抗性D.以上都是12.下列哪項不屬于基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的潛在社會影響？()A.生物安全風險B.可能加劇農(nóng)業(yè)從業(yè)者的技術(shù)鴻溝C.對傳統(tǒng)農(nóng)耕文化的沖擊D.知識產(chǎn)權(quán)歸屬問題13.評估基因編輯作物是否安全，通常需要進行哪些方面的研究？()A.營養(yǎng)成分分析B.毒理學評價C.生態(tài)風險評估D.以上都是14.基因編輯技術(shù)之所以受到廣泛關(guān)注，部分原因是其？()A.操作相對簡單，成功率較高B.可以對幾乎任何基因進行編輯C.研發(fā)成本相對較低D.以上都是15.在討論基因編輯技術(shù)的應用時，“負責任的研究與創(chuàng)新”原則強調(diào)什么？()A.優(yōu)先發(fā)展治療性應用B.在應用前充分評估潛在風險和收益C.加強國際合作與信息共享D.減少對非轉(zhuǎn)基因技術(shù)的投入三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.基因敲除(GeneKnockout)2.基因敲入(GeneKnock-in)3.基因脫靶效應(Off-targetEffect)4.抗逆性(DiseaseResistance/Tolerance)5.基因編輯的倫理審查(EthicalReviewofGeneEditing)四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用基因編輯技術(shù)提高作物產(chǎn)量的兩種不同策略及其原理。2.簡述NHEJ和HDR兩種DNA修復途徑在基因編輯中的主要區(qū)別及其意義。3.基因編輯技術(shù)在改良作物品質(zhì)方面有哪些具體應用實例？4.簡述基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)應用中可能存在的生物安全風險及其內(nèi)涵。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的優(yōu)勢，并分析其在實際應用中面臨的主要挑戰(zhàn)。2.結(jié)合具體實例，論述在基因編輯農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展中，如何平衡科技創(chuàng)新與倫理、社會、法律等多方面考量。---試卷答案一、填空題（每空2分，共20分）1.基因2.向?qū)NA(gRNA)3.基因敲除(或等位基因替換)4.外源DNA5.抗病(或免疫)6.GoldenRice(或轉(zhuǎn)色番茄)7.非目標(或錯誤)8.生長速度(或生產(chǎn)性能)9.科學(或技術(shù)/觀點)10.基因(或遺傳)二、選擇題（每題2分，共30分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.(C)2.(B)3.(C)4.(D)5.(D)6.(D)7.(C)8.(B)9.(C)10.(B)11.(D)12.(A)13.(D)14.(D)15.(B)三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.基因敲除(GeneKnockout):指通過基因編輯技術(shù)使特定基因失去功能（失活），通常是通過引入突變或刪除該基因的部分或全部，導致其無法正常表達或產(chǎn)生無功能的蛋白質(zhì)。2.基因敲入(GeneKnock-in):指通過基因編輯技術(shù)將特定的基因序列或外源基因精確插入到基因組中特定的靶位點，從而改變基因組的遺傳信息或引入新的遺傳特征。3.基因脫靶效應(Off-targetEffect):指基因編輯工具（如CRISPR/Cas9系統(tǒng)）錯誤地識別并切割了基因組中與目標序列相似但非靶標的位點，可能導致非預期的基因突變。4.抗逆性(DiseaseResistance/Tolerance):指生物體對病原體（如病毒、細菌、真菌）或不利環(huán)境條件（如干旱、鹽堿、高溫、除草劑）的抵抗或耐受能力?；蚓庉嬁捎糜谠鰪娮魑锏目鼓嫘?。5.基因編輯的倫理審查(EthicalReviewofGeneEditing):指在基因編輯研究（尤其是涉及人類或可能影響后代的農(nóng)業(yè)生物）開展前，由倫理委員會或相關(guān)機構(gòu)進行的評估過程，旨在識別、評估和減輕潛在的社會、倫理、環(huán)境和健康風險。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用基因編輯技術(shù)提高作物產(chǎn)量的兩種不同策略及其原理。*策略一：編輯控制開花時間的基因。通過編輯抑制早花或促進晚花的基因，延長作物的營養(yǎng)生長期或生殖生長期，從而增加生物量積累或籽實產(chǎn)量。原理是調(diào)控植物生命周期關(guān)鍵節(jié)點的基因。*策略二：編輯提高光合效率相關(guān)基因。通過增強關(guān)鍵光合作用酶（如Rubisco）的活性、優(yōu)化葉綠素結(jié)構(gòu)或提高光能利用效率的基因，提升作物的碳固定能力，從而增加干物質(zhì)積累和產(chǎn)量。原理是提高能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)合成效率。2.簡述NHEJ和HDR兩種DNA修復途徑在基因編輯中的主要區(qū)別及其意義。*區(qū)別：*NHEJ（非同源末端連接）：利用細胞內(nèi)現(xiàn)有的DNA末端作為模板進行修復，過程快速但容易出錯，常導致插入或刪除（Indels）突變，從而可能引發(fā)基因框移突變或敲除基因。*HDR（同源重組）：需要提供一個精確的外源DNA模板，修復過程相對精確，可以用于精確替換基因、插入新基因或修復基因突變。*意義：*NHEJ因其高效性成為基因敲除和產(chǎn)生隨機突變的主要途徑，但限制了精確修飾的能力。*HDR雖然效率較低，但為實現(xiàn)精確的基因編輯（如定點替換、敲入）提供了可能，對復雜性狀的改良至關(guān)重要。3.基因編輯技術(shù)在改良作物品質(zhì)方面有哪些具體應用實例？*營養(yǎng)品質(zhì)改良：如利用基因編輯技術(shù)提高水稻、番茄等作物中維生素A原（β-胡蘿卜素）的含量（GoldenRice）；編輯減少籽實中飽和脂肪酸含量的油菜；提高谷物中蛋白質(zhì)或特定氨基酸含量的大豆。*風味與色澤改良：如編輯影響番茄中糖苷類物質(zhì)的基因，改變其風味；編輯影響類胡蘿卜素合成途徑的基因，改變花或果實顏色。*加工與儲存特性改良：如編輯香蕉中淀粉合成相關(guān)基因，改變其熟成后口感；編輯影響果膠代謝的基因，延長水果貨架期。4.簡述基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)應用中可能存在的生物安全風險及其內(nèi)涵。*基因逃逸風險：指編輯后的作物或其花粉通過雜交等方式，將編輯引入的遺傳性狀傳播到野生近緣種中，可能對遺傳多樣性或生態(tài)系統(tǒng)平衡造成未知影響。*非預期生態(tài)影響：基因編輯可能導致作物與其他生物（如傳粉昆蟲）的相互作用發(fā)生改變，或影響食物鏈中其他生物，引發(fā)連鎖反應。*產(chǎn)生新型雜草或病蟲害：基因編輯賦予作物的抗性（如抗除草劑、抗蟲）可能選擇出更具競爭力的雜草種群或產(chǎn)生抗性的害蟲/病原體。*內(nèi)涵：這些風險涉及基因編輯性狀可能對生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)功能以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身帶來的潛在負面影響，需要通過風險評估和監(jiān)測來管理。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的優(yōu)勢，并分析其在實際應用中面臨的主要挑戰(zhàn)。*優(yōu)勢：*精確性高：可以在基因組特定位置進行精確修飾，實現(xiàn)對目標性狀的精細調(diào)控，避免傳統(tǒng)育種中可能出現(xiàn)的性狀連鎖累贅。*效率高、成本低：相較于傳統(tǒng)育種方法或早期轉(zhuǎn)基因技術(shù)，基因編輯的效率更高，所需時間更短，研發(fā)成本相對較低，易于操作。*可遺傳性：大多數(shù)基因編輯方法產(chǎn)生的突變是點突變或小片段缺失/插入，符合傳統(tǒng)遺傳規(guī)律，編輯后的性狀通?？梢苑€(wěn)定遺傳給后代（孟德爾遺傳），簡化了育種程序。*“基因編輯”身份界定模糊：在很多國家和地區(qū)，由基因編輯產(chǎn)生的生物體可能不被歸類為“轉(zhuǎn)基因生物”（GMO），面臨更寬松的監(jiān)管和更少的公眾抵觸，有利于技術(shù)快速轉(zhuǎn)化應用。*適用范圍廣：幾乎可以應用于所有生物種類，包括過去難以進行遺傳操作的模式生物和農(nóng)作物。*挑戰(zhàn)：*脫靶效應：基因編輯工具可能在基因組非預期位點進行切割，導致意外的基因突變，可能帶來不可預見的負面影響，需要開發(fā)高效的脫靶效應檢測和評估方法。*脫靶效應檢測與驗證：全面檢測基因組中所有潛在的脫靶位點非常困難，如何確保編輯的安全性和特異性是一個持續(xù)挑戰(zhàn)。*復雜性狀改良困難：許多重要的農(nóng)業(yè)性狀（如產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性）是由多基因共同控制且受環(huán)境因素影響的復雜性狀，目前基因編輯技術(shù)對這些性狀的改良效果有限，難以完全滿足預期。*技術(shù)可及性與公平性問題：基因編輯技術(shù)雖然成本在下降，但相對于傳統(tǒng)育種，仍需昂貴的設(shè)備和試劑，可能加劇發(fā)達國家與發(fā)展中國家、大型企業(yè)與小型農(nóng)戶之間的技術(shù)鴻溝。*監(jiān)管政策的不確定性：全球范圍內(nèi)對基因編輯農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的監(jiān)管政策仍在發(fā)展和完善中，存在差異和不確定性，影響了技術(shù)的商業(yè)化進程。*公眾接受度與倫理爭議：盡管可能不屬于傳統(tǒng)GMO，但公眾對基因編輯技術(shù)仍可能存在疑慮甚至恐懼；涉及人類生殖細胞系的基因編輯更是充滿倫理爭議，需要審慎對待。2.結(jié)合具體實例，論述在基因編輯農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展中，如何平衡科技創(chuàng)新與倫理、社會、法律等多方面考量。*科技創(chuàng)新與倫理考量：*風險評估與透明溝通：在研發(fā)和應用基因編輯技術(shù)時，必須進行全面、獨立的生物安全、健康安全風險評估，并將評估結(jié)果和潛在風險以透明、易懂的方式向公眾和利益相關(guān)方溝通。例如，在開發(fā)抗除草劑作物時，需評估對非目標生物的影響以及對土壤微生物生態(tài)的影響。*設(shè)立嚴格的倫理界限：對于可能對人類遺傳物質(zhì)產(chǎn)生不可逆影響的應用（如生殖系基因編輯），應設(shè)立嚴格的倫理禁區(qū)，禁止或嚴格限制研究。同時，對治療性應用和非治療性應用（如改善外觀）應有不同的倫理審查標準和公眾參與程度。*負責任的研究與創(chuàng)新（RRI）：鼓勵科研人員秉持RRI原則，在追求技術(shù)突破的同