2026年生物醫(yī)學(xué)研究考試題：基因編輯技術(shù)CRISPR的原理與應(yīng)用一、單選題（共10題，每題2分，計(jì)20分）1.CRISPR-Cas9系統(tǒng)中，識(shí)別和切割目標(biāo)DNA的分子是？A.gRNAB.Cas9蛋白C.tracrRNAD.CRISPR陣列2.以下哪個(gè)不是CRISPR-Cas9系統(tǒng)的基本組成部分？A.拓?fù)洚悩?gòu)酶B.原核免疫重復(fù)序列C.間隔序列D.Cas9核酸酶3.CRISPR-Cas9系統(tǒng)最初發(fā)現(xiàn)于哪種微生物？A.真菌B.古菌C.原生動(dòng)物D.后生動(dòng)物4.在基因編輯中，使用gRNA而非天然tracrRNA的主要原因是什么？A.提高編輯效率B.降低脫靶效應(yīng)C.增強(qiáng)靶向特異性D.簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程5.CRISPR-Cas9系統(tǒng)在植物基因編輯中，最常使用的載體是？A.病毒載體B.轉(zhuǎn)座子載體C.染色體外DNA（如Ti質(zhì)粒）D.合成RNA載體6.以下哪個(gè)技術(shù)不屬于CRISPR-Cas9的衍生應(yīng)用？A.基因敲除B.基因敲入C.基因激活D.表觀遺傳修飾7.CRISPR-Cas9系統(tǒng)中的“脫靶效應(yīng)”主要指什么？A.編輯效率降低B.靶向非預(yù)期位點(diǎn)C.gRNA穩(wěn)定性下降D.Cas9蛋白失活8.在單細(xì)胞測(cè)序中，CRISPR測(cè)序（如CITE-seq）主要用于分析什么？A.DNA甲基化B.mRNA表達(dá)C.蛋白質(zhì)修飾D.脫靶突變9.中國科學(xué)家在CRISPR技術(shù)中，首次實(shí)現(xiàn)高效基因編輯的模型是？A.小鼠B.水稻C.擬南芥D.斑馬魚10.CRISPR-Cas12a系統(tǒng)相較于Cas9，其優(yōu)勢(shì)在于？A.更高的特異性B.更廣的靶向范圍C.更低的脫靶率D.更簡(jiǎn)單的操作流程二、多選題（共5題，每題3分，計(jì)15分）1.CRISPR-Cas9系統(tǒng)的基本工作機(jī)制包括哪些步驟？A.gRNA識(shí)別目標(biāo)DNAB.Cas9蛋白結(jié)合PAM序列C.DNA雙鏈斷裂D.修復(fù)酶修復(fù)斷裂位點(diǎn)E.脫靶效應(yīng)發(fā)生2.在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，CRISPR-Cas9可用于改良哪些性狀？A.抗病性B.營養(yǎng)成分C.生長周期D.抗逆性E.抗除草劑3.CRISPR-Cas9系統(tǒng)的脫靶效應(yīng)可能由哪些因素導(dǎo)致？A.gRNA序列不精確B.Cas9蛋白活性過高C.PAM序列識(shí)別錯(cuò)誤D.DNA修復(fù)機(jī)制異常E.細(xì)胞類型差異4.在臨床研究中，CRISPR-Cas9可用于治療哪些遺傳??？A.β-地中海貧血B.病毒感染C.染色體異常D.免疫缺陷E.癌癥5.CRISPR-Cas9系統(tǒng)的衍生技術(shù)包括哪些？A.堿基編輯（BaseEditing）B.引導(dǎo)編輯（PrimeEditing）C.堿基替換（BaseSubstitution）D.嵌合編輯（Meganucleases）E.多重編輯（Multi-gRNAEditing）三、填空題（共10題，每題1分，計(jì)10分）1.CRISPR-Cas9系統(tǒng)中的gRNA由__tracrRNA__和__crRNA__拼接而成。2.PAM序列是Cas9蛋白識(shí)別__目標(biāo)DNA__的必需序列。3.CRISPR-Cas9系統(tǒng)最初在__古菌__中被發(fā)現(xiàn)。4.在基因敲除實(shí)驗(yàn)中，常用的sgRNA設(shè)計(jì)原則是__完全匹配目標(biāo)序列__。5.CRISPR-Cas9系統(tǒng)在動(dòng)物模型中最常用于__基因功能研究__。6.脫靶效應(yīng)是指Cas9在__非目標(biāo)位點(diǎn)__進(jìn)行切割。7.中國科學(xué)家在CRISPR技術(shù)中，首次實(shí)現(xiàn)高效編輯的作物是__水稻__。8.CRISPR-Cas12a系統(tǒng)對(duì)__單鏈DNA__具有特異性。9.在單細(xì)胞測(cè)序中，CITE-seq結(jié)合CRISPR技術(shù)用于__表觀遺傳分析__。10.CRISPR-Cas9系統(tǒng)的堿基編輯技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)__單個(gè)堿基__的精準(zhǔn)替換。四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題5分，計(jì)25分）1.簡(jiǎn)述CRISPR-Cas9系統(tǒng)的基本工作原理。2.解釋gRNA在CRISPR-Cas9系統(tǒng)中的作用及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)。3.CRISPR-Cas9系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用有哪些實(shí)例？4.如何減少CRISPR-Cas9系統(tǒng)的脫靶效應(yīng)？5.CRISPR-Cas9系統(tǒng)的衍生技術(shù)在臨床研究中的優(yōu)勢(shì)是什么？五、論述題（共2題，每題10分，計(jì)20分）1.結(jié)合中國科研進(jìn)展，論述CRISPR-Cas9系統(tǒng)在遺傳病治療中的潛力與挑戰(zhàn)。2.比較CRISPR-Cas9、Cas12a和Cas12b系統(tǒng)的異同，并分析其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用前景。答案與解析一、單選題答案與解析1.B-Cas9蛋白是CRISPR-Cas9系統(tǒng)中的核酸酶，負(fù)責(zé)切割目標(biāo)DNA。gRNA負(fù)責(zé)識(shí)別靶向序列，但切割功能由Cas9執(zhí)行。2.A-CRISPR-Cas9系統(tǒng)的基本組成部分包括CRISPR陣列（重復(fù)序列和間隔序列）、gRNA和Cas9蛋白。拓?fù)洚悩?gòu)酶不參與該系統(tǒng)。3.B-CRISPR-Cas9系統(tǒng)最初在古菌中進(jìn)化，用于抵御病毒感染。4.C-使用gRNA（tracrRNA和crRNA拼接體）而非天然tracrRNA可降低脫靶效應(yīng)，提高靶向特異性。5.C-植物基因編輯中常用Ti質(zhì)粒（如農(nóng)桿菌介導(dǎo)）或農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。6.D-CRISPR-Cas9系統(tǒng)主要用于基因敲除、敲入、激活等，表觀遺傳修飾需結(jié)合其他技術(shù)（如DNMT抑制劑）。7.B-脫靶效應(yīng)指Cas9在非目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割，導(dǎo)致意外突變。8.B-CITE-seq結(jié)合CRISPR技術(shù)可原位檢測(cè)mRNA表達(dá)和表觀遺傳標(biāo)記。9.B-中國科學(xué)家在水稻中首次實(shí)現(xiàn)高效CRISPR編輯，發(fā)表于《NatureBiotechnology》。10.A-Cas12a（Cpf1）對(duì)gRNA序列要求更低，特異性更高。二、多選題答案與解析1.A、B、C、D、E-全部是CRISPR-Cas9的工作步驟：gRNA識(shí)別目標(biāo)DNA、Cas9結(jié)合PAM序列、DNA雙鏈斷裂、修復(fù)酶修復(fù)、脫靶效應(yīng)可能發(fā)生。2.A、B、C、D、E-CRISPR可用于改良作物抗病性、營養(yǎng)成分、生長周期、抗逆性和抗除草劑等。3.A、B、C、D、E-脫靶效應(yīng)由gRNA不精確、Cas9活性高、PAM識(shí)別錯(cuò)誤、DNA修復(fù)機(jī)制異?；蚣?xì)胞類型差異導(dǎo)致。4.A、C、D、E-CRISPR可用于治療β-地中海貧血、染色體異常、免疫缺陷和癌癥，但病毒感染需結(jié)合其他抗病毒策略。5.A、B、C、E-堿基編輯、引導(dǎo)編輯、多重編輯是CRISPR衍生技術(shù)；嵌合酶（Meganucleases）不屬于CRISPR系統(tǒng)。三、填空題答案與解析1.tracrRNA和crRNA-gRNA由tracrRNA和crRNA拼接而成，通過PAM序列引導(dǎo)Cas9識(shí)別目標(biāo)DNA。2.目標(biāo)DNA-PAM序列是Cas9識(shí)別目標(biāo)DNA的必需序列，位于靶向序列3'端。3.古菌-CRISPR-Cas9系統(tǒng)最初在古菌中發(fā)現(xiàn)，后應(yīng)用于真核生物。4.完全匹配目標(biāo)序列-sgRNA設(shè)計(jì)需與目標(biāo)序列高度匹配，避免脫靶。5.基因功能研究-CRISPR在動(dòng)物模型中主要用于基因功能篩選和驗(yàn)證。6.非目標(biāo)位點(diǎn)-脫靶效應(yīng)指Cas9在非目標(biāo)位點(diǎn)切割DNA，導(dǎo)致意外突變。7.水稻-中國科學(xué)家在《NatureBiotechnology》報(bào)道水稻高效CRISPR編輯。8.單鏈DNA-Cas12a對(duì)單鏈DNA具有特異性，而Cas9對(duì)雙鏈DNA切割。9.表觀遺傳分析-CITE-seq結(jié)合CRISPR可原位檢測(cè)表觀遺傳標(biāo)記。10.單個(gè)堿基-堿基編輯技術(shù)可精準(zhǔn)替換單個(gè)堿基，無需雙鏈斷裂。四、簡(jiǎn)答題答案與解析1.CRISPR-Cas9系統(tǒng)的工作原理-gRNA識(shí)別目標(biāo)DNA序列，Cas9蛋白結(jié)合PAM序列后切割DNA雙鏈，細(xì)胞通過NHEJ或HDR修復(fù)斷裂位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)基因編輯。2.gRNA的作用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)-gRNA負(fù)責(zé)識(shí)別靶向序列，其設(shè)計(jì)與目標(biāo)序列的完全匹配性、避免PAM鄰近序列不匹配是關(guān)鍵。3.CRISPR在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例-水稻抗病改良、玉米抗除草劑、小麥營養(yǎng)成分提升等。4.減少脫靶效應(yīng)的方法-優(yōu)化gRNA設(shè)計(jì)、篩選低脫靶Cas變體、結(jié)合表觀遺傳修飾抑制脫靶等。5.衍生技術(shù)的臨床優(yōu)勢(shì)-堿基編輯和引導(dǎo)編輯可實(shí)現(xiàn)無雙鏈斷裂的精準(zhǔn)編輯，降低脫靶風(fēng)險(xiǎn)。五、論述題答案與解析1.CRIS