2025年大學《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——CRISPR技術(shù)在生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.CRISPR-Cas系統(tǒng)最初被科學家認為是原核生物的什么成分？A.基因表達調(diào)控元件B.免疫防御系統(tǒng)C.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白D.細胞骨架組分2.在CRISPR-Cas9系統(tǒng)中，識別并結(jié)合目標DNA序列的關(guān)鍵分子是？A.Cas9蛋白的核酸酶結(jié)構(gòu)域B.PAM序列C.向?qū)NA（gRNA）D.修復相關(guān)的DNA連接酶3.下列哪種Cas蛋白最常被用作基因敲除或基因敲入？A.Cas12a（Cpf1）B.Cas13aC.Cas9D.Cas12b4.CRISPR-Cas9系統(tǒng)通過什么機制切割目標DNA？A.單鏈DNA內(nèi)切酶活性B.雙鏈DNA內(nèi)切酶活性C.RNA酶活性D.轉(zhuǎn)錄酶活性5.PAM序列在CRISPR-Cas9系統(tǒng)中發(fā)揮的作用是？A.指導gRNA識別目標位點B.作為Cas9蛋白結(jié)合的識別序列C.增強gRNA的穩(wěn)定性D.提供DNA切割的起始點6.NHEJ（非同源末端連接）途徑修復CRISPR-Cas9造成的DNA雙鏈斷裂時，主要會產(chǎn)生什么類型的突變？A.插入或缺失（Indels）B.堿基替換C.反向重復序列D.移碼突變7.相比于NHEJ，HDR（同源定向修復）途徑進行基因編輯時，需要額外提供什么物質(zhì)？A.gRNAB.PAM序列C.基因模板DNAD.Cas9蛋白8.CRISPR技術(shù)在基礎生物學研究中最重要的應用之一是？A.大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因作物B.建立人類遺傳病治療工廠C.快速、高效地進行基因功能篩選和驗證D.直接進行人類生殖系基因編輯9.基于CRISPR技術(shù)的堿基編輯（BaseEditing）相比傳統(tǒng)基因編輯，其主要優(yōu)勢在于？A.可以進行單堿基的精確替換，無需切割DNA雙鏈B.編輯效率極高C.對宿主細胞的毒性最小D.可以同時編輯多個基因位點10.CRISPR技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的主要應用目標包括？A.提高作物產(chǎn)量、增強抗逆性（抗病、抗旱等）、改善營養(yǎng)價值B.降低種子生產(chǎn)成本C.完全消除所有農(nóng)作物的遺傳多樣性D.使所有作物都具有相同的表型特征二、填空題（每空1分，共15分）1.CRISPR系統(tǒng)通過______序列識別并結(jié)合特定的DNA靶位點，通過______RNA指導其識別。2.Cas9蛋白中負責識別PAM序列和切割DNA的域是______結(jié)構(gòu)域。3.CRISPR技術(shù)的出現(xiàn)被認為是繼______和______之后，生物技術(shù)領(lǐng)域的又一次重大革命。4.脫靶效應是指CRISPR-Cas系統(tǒng)在______以外的位點進行錯誤的DNA切割，可能導致不良后果。5.為了降低脫靶效應，科學家開發(fā)了多種優(yōu)化策略，例如______和______。6.CRISPR技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域最具潛力的應用之一是______，用于治療單基因遺傳病。7.在植物中運用CRISPR技術(shù)進行基因編輯，其編輯后的性狀是否可遺傳，主要取決于編輯發(fā)生在______細胞中。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述CRISPR-Cas9系統(tǒng)的基本作用機制。2.簡要說明什么是基因編輯的脫靶效應，并簡述其產(chǎn)生的原因。3.簡述CRISPR技術(shù)在構(gòu)建疾病動物模型方面的作用。4.簡述CRISPR技術(shù)在合成生物學中的應用。四、論述題（10分）結(jié)合具體實例，論述CRISPR技術(shù)在農(nóng)業(yè)改良中的應用潛力及其可能面臨的倫理和社會挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.B5.B6.A7.C8.C9.A10.A二、填空題1.PAM,向?qū)?g)RNA2.RuvC/NE3.PCR,基因測序4.靶向(位點)5.gRNA設計優(yōu)化,Cas蛋白工程化6.基因治療7.配子(或生殖)三、簡答題1.解析思路：描述CRISPR-Cas9系統(tǒng)的核心步驟。首先，向?qū)NA（gRNA）通過其間隔序列部分與目標DNA序列complementary配對。其次，gRNA引導Cas9蛋白結(jié)合到目標DNA上的PAM序列附近。接著，Cas9蛋白的核酸酶結(jié)構(gòu)域（RuvC和NE）識別并結(jié)合雙鏈DNA，并在PAM序列上游約3-4個堿基對的位置切割DNA兩條鏈，形成雙鏈斷裂（DSB）。2.解析思路：定義脫靶效應為在非預期位點發(fā)生基因編輯。原因在于gRNA與目標DNA序列可能存在不完全互補的區(qū)域，導致Cas9蛋白在非目標位點結(jié)合并切割DNA。脫靶效應的發(fā)生與gRNA的序列特異性、Cas9蛋白的切割活性以及DNA修復機制有關(guān)。3.解析思路：說明CRISPR可用于精確“刪除”或“修改”特定基因，從而在動物模型中模擬人類疾病的發(fā)生發(fā)展過程。例如，通過敲除致病基因構(gòu)建遺傳病模型，或引入特定突變模擬基因突變引起的疾病表型，用于研究疾病機制和藥物篩選。4.解析思路：闡述CRISPR作為強大的基因操作工具，可在合成生物學中用于構(gòu)建具有特定功能的遺傳線路或細胞工廠。例如，精確敲除或替換基因以優(yōu)化代謝通路，插入基因以表達所需蛋白質(zhì)，從而設計并構(gòu)建新的生物系統(tǒng)或改良現(xiàn)有生物體以生產(chǎn)藥物、燃料等。四、論述題解析思路：首先，論述CRISPR在農(nóng)業(yè)中的應用潛力，如通過編輯抗病基因提高作物產(chǎn)量，編輯品質(zhì)相關(guān)基因改善作物口感、營養(yǎng)等；其次，結(jié)合實例（如編輯小麥抗白粉病基因、編輯番茄提高番茄紅素含量等）說明其改造作物的效率和