2025年大學(xué)生物（基因編輯實(shí)驗(yàn)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下哪種基因編輯技術(shù)是通過(guò)核酸酶對(duì)特定基因位點(diǎn)進(jìn)行切割從而實(shí)現(xiàn)基因編輯的？A.CRISPR/Cas9B.RNA干擾C.鋅指核酸酶D.以上都是2.在基因編輯實(shí)驗(yàn)中，用于構(gòu)建基因載體的工具酶通常不包括以下哪種？A.限制性?xún)?nèi)切酶B.DNA連接酶C.逆轉(zhuǎn)錄酶D.Taq酶3.關(guān)于CRISPR/Cas9系統(tǒng)中sgRNA的作用，正確的是？A.識(shí)別并結(jié)合目標(biāo)基因B.引導(dǎo)Cas9蛋白到目標(biāo)位點(diǎn)C.參與DNA切割D.以上都不對(duì)4.基因編輯實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)基因編輯效率常用的方法不包括？A.測(cè)序B.WesternblotC.流式細(xì)胞術(shù)D.T7E1酶切檢測(cè)5.以下哪種細(xì)胞類(lèi)型相對(duì)更適合進(jìn)行基因編輯實(shí)驗(yàn)？A.原代細(xì)胞B.永生化細(xì)胞系C.干細(xì)胞D.以上都可以6.基因編輯實(shí)驗(yàn)中，如何驗(yàn)證新編輯基因的功能？A.過(guò)表達(dá)實(shí)驗(yàn)B.敲低實(shí)驗(yàn)C.基因敲除互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)D.以上都是7.對(duì)于CRISPR/Cas9系統(tǒng)，脫靶效應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致以下哪種結(jié)果？A.目標(biāo)基因未被編輯B.非目標(biāo)基因被錯(cuò)誤編輯C.實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行D.不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果8.基因編輯實(shí)驗(yàn)中，選擇合適的啟動(dòng)子對(duì)于基因表達(dá)調(diào)控至關(guān)重要，以下哪種啟動(dòng)子通常具有較強(qiáng)的活性？A.組成型啟動(dòng)子B.誘導(dǎo)型啟動(dòng)子C.組織特異性啟動(dòng)子D.以上都一樣9.在進(jìn)行基因編輯動(dòng)物模型構(gòu)建時(shí)，常用的模式動(dòng)物不包括？A.小鼠B.大鼠C.果蠅D.斑馬魚(yú)10.基因編輯實(shí)驗(yàn)中，如何保證實(shí)驗(yàn)的安全性？A.嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程B.對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估C.采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施D.以上都是第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共15分）答題要求：請(qǐng)?jiān)诿款}的空格中填上正確答案。每空1分。1.基因編輯技術(shù)主要包括基于核酸酶的技術(shù)和基于______的技術(shù)。2.CRISPR/Cas9系統(tǒng)中的Cas9蛋白本質(zhì)上是一種______酶。3.構(gòu)建基因載體時(shí)，常用的載體類(lèi)型有質(zhì)粒載體、______載體和病毒載體等。4.在基因編輯實(shí)驗(yàn)中，為了提高基因編輯效率，可以對(duì)sgRNA進(jìn)行______優(yōu)化。5.檢測(cè)基因編輯后的細(xì)胞克隆，常用的方法有______篩選和______鑒定。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，每題10分。1.簡(jiǎn)述CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的基本原理。2.說(shuō)明基因編輯實(shí)驗(yàn)中如何設(shè)計(jì)sgRNA以提高編輯特異性。（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（共15分）答題要求：請(qǐng)根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)一個(gè)合理的基因編輯實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪肅RISPR/Cas9技術(shù)對(duì)某細(xì)胞系中的特定基因進(jìn)行敲除，并驗(yàn)證敲除效果。（四）材料分析題（共10分）材料：在一項(xiàng)基因編輯實(shí)驗(yàn)中，研究人員利用CRISPR/Cas9技術(shù)對(duì)小鼠肝臟中的基因A進(jìn)行編輯。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他們?cè)O(shè)計(jì)了sgRNA并構(gòu)建了表達(dá)載體，通過(guò)尾靜脈注射將載體導(dǎo)入小鼠體內(nèi)。一段時(shí)間后，提取小鼠肝臟組織DNA進(jìn)行測(cè)序分析。測(cè)序結(jié)果顯示，部分小鼠的基因A發(fā)生了編輯，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)部分小鼠出現(xiàn)了非目標(biāo)基因的突變。問(wèn)題：請(qǐng)分析出現(xiàn)非目標(biāo)基因突變的可能原因，并提出改進(jìn)措施。（每題5分）（五）論述題（共20分）答題要求：論述基因編輯技術(shù)在未來(lái)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景及可能面臨的挑戰(zhàn)。答案：第I卷選擇題答案：1.C2.D3.B4.B5.D6.D7.B8.A9.C10.D第II卷填空題答案：1.核酸堿基編輯2.核酸內(nèi)切3.噬菌體4.序列5.抗性；測(cè)序第II卷簡(jiǎn)答題答案：1.CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的基本原理是：sgRNA與目標(biāo)基因序列互補(bǔ)配對(duì)，引導(dǎo)Cas9蛋白結(jié)合到目標(biāo)位點(diǎn)，Cas9蛋白發(fā)揮核酸酶活性切割DNA雙鏈，造成DNA雙鏈斷裂。細(xì)胞自身的DNA修復(fù)機(jī)制會(huì)對(duì)斷裂處進(jìn)行修復(fù)，在此過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)基因敲除、基因插入等編輯操作。2.設(shè)計(jì)sgRNA提高編輯特異性可從以下方面著手：首先，選擇目標(biāo)基因上特異性高的區(qū)域作為靶點(diǎn)，避免與其他基因有高度同源性。其次，對(duì)sgRNA的序列進(jìn)行優(yōu)化，減少脫靶可能性?？赏ㄟ^(guò)生物信息學(xué)工具預(yù)測(cè)潛在脫靶位點(diǎn)并優(yōu)化sgRNA序列，還可設(shè)計(jì)多個(gè)sgRNA進(jìn)行驗(yàn)證，選擇脫靶率低且編輯效率高的sgRNA。第II卷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題答案：實(shí)驗(yàn)方案如下：首先，根據(jù)目標(biāo)基因序列設(shè)計(jì)特異性的sgRNA，并構(gòu)建CRISPR/Cas9表達(dá)載體。然后，將構(gòu)建好的載體轉(zhuǎn)染到目標(biāo)細(xì)胞系中，可以采用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染等方法。轉(zhuǎn)染后，通過(guò)嘌呤霉素等抗性篩選獲得可能發(fā)生基因編輯的細(xì)胞克隆。接著，提取陽(yáng)性克隆的基因組DNA，進(jìn)行PCR擴(kuò)增目標(biāo)基因區(qū)域，再通過(guò)測(cè)序分析確定基因編輯情況，如是否發(fā)生敲除及敲除類(lèi)型等。最后，通過(guò)Westernblot等方法檢測(cè)目標(biāo)基因蛋白表達(dá)水平，進(jìn)一步驗(yàn)證敲除效果。第II卷材料分析題答案：出現(xiàn)非目標(biāo)基因突變的可能原因：一是sgRNA設(shè)計(jì)存在缺陷，與非目標(biāo)基因有一定程度的同源性，導(dǎo)致Cas9蛋白錯(cuò)誤結(jié)合并切割；二是Cas9蛋白的特異性不足，可能會(huì)對(duì)一些與目標(biāo)基因相似的序列進(jìn)行切割。改進(jìn)措施：重新設(shè)計(jì)sgRNA，利用更精確的設(shè)計(jì)工具和算法，提高其特異性，避免與非目標(biāo)基因的同源性。對(duì)Cas9蛋白進(jìn)行優(yōu)化或選擇特異性更高的Cas9變體。在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行全面的脫靶效應(yīng)預(yù)測(cè)和評(píng)估，選擇合適的細(xì)胞系和實(shí)驗(yàn)條件，降低脫靶風(fēng)險(xiǎn)。第II卷論述題答案：基因編輯技術(shù)在未來(lái)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在疾病治療方面，可用于糾正遺傳缺陷，如治療遺傳性單基因?。贿€能對(duì)腫瘤相關(guān)基因進(jìn)行編輯，為癌癥治療提供新策略例如精準(zhǔn)敲除致癌基因或編輯免疫細(xì)胞增強(qiáng)抗腫瘤能力。在藥物研發(fā)中，可構(gòu)建更精