2025年大学《化学生物学》专业题库- 基因组编辑技术与CRISPR应用

2025年大学《化学生物学》专业题库——基因组编辑技术与CRISPR应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.下列哪一项不是基因组编辑技术的优势？A.精确性高B.效率高C.成本低D.可逆性2.CRISPR-Cas9系统中，负责识别和切割目标DNA的分子是？A.gRNAB.Cas9C.CRISPRD.tracrRNA3.以下哪种技术属于碱基编辑？A.CRISPR-Cas9B.Cpf1C.碱基编辑器D.TALEN4.在基因功能研究中，利用CRISPR技术敲除某个基因，最常用的方法是？A.基因激活B.基因抑制C.基因敲除D.基因敲入5.下列哪一项不是CRISPR-Cas9技术在农业育种中的应用？A.提高作物产量B.改善作物品质C.增强作物抗病性D.培育克隆作物6.CRISPR-Cas9系统最初是在哪种生物中发现的？A.细菌B.古菌C.真菌D.植物7.以下哪种方法可以提高CRISPR-Cas9系统的编辑精度？A.使用高保真Cas9变体B.优化gRNA设计C.使用单链gRNAD.以上都是8.基于CRISPR技术的基因治疗，目前主要面临的挑战是？A.效率低B.精度不高C.伦理问题D.以上都是9.下列哪一项不是CRISPR-Cas9技术的伦理问题？A.基因编辑婴儿B.基因歧视C.基因多样性的丧失D.技术的可及性10.CRISPR-Cas9技术相比ZFN和TALEN技术，主要优势是？A.成本低B.易于设计C.效率高D.以上都是二、填空题1.基因组编辑技术是指对生物体__________进行定向修饰的技术。2.CRISPR-Cas9系统由__________和__________两部分组成。3.gRNA是由__________和__________组成的分子。4.CRISPR-Cas9系统可以通过__________途径修复切割后的DNA双链断裂。5.CRISPR-Cas9技术在疾病治疗方面的应用包括__________和__________。三、简答题1.简述CRISPR-Cas9系统的作用机制。2.与传统的基因操作技术相比，CRISPR-Cas9技术有哪些优势？3.简述CRISPR-Cas9技术在基因功能研究中的应用。4.简述CRISPR-Cas9技术在疾病治疗中的应用前景。四、论述题1.CRISPR-Cas9技术作为一种强大的基因组编辑工具，在生物医学领域具有巨大的应用潜力。请结合实例，论述CRISPR-Cas9技术在未来可能面临的挑战和机遇。五、实验设计题设计一个实验方案，利用CRISPR-Cas9技术敲除某种模式生物中一个未知功能的基因，并初步研究该基因的功能。请详细说明实验步骤、预期结果和分析方法。试卷答案一、选择题1.C2.B3.C4.C5.D6.A7.D8.D9.C10.D二、填空题1.基因组2.Cas9，gRNA3.mRNA，tracrRNA(或向导RNA)4.非同源末端连接(NHEJ)5.基因治疗，合成生物学三、简答题1.解析思路：首先说明CRISPR-Cas9系统由Cas9核酸酶和gRNA组成。接着，描述gRNA如何识别并结合目标DNA序列，引导Cas9核酸酶到靶位点。然后，解释Cas9如何切割DNA双链，形成DNA断裂。最后，说明细胞通过非同源末端连接(NHEJ)或同源定向修复(HDR)途径修复DNA断裂。2.解析思路：从精确性、效率、成本和易用性四个方面进行比较。精确性方面，CRISPR-Cas9系统具有很高的特异性；效率方面，CRISPR-Cas9系统比ZFN和TALEN技术更高效；成本方面，CRISPR-Cas9系统的成本更低；易用性方面，CRISPR-Cas9系统的gRNA设计更加简单。3.解析思路：首先说明CRISPR-Cas9技术可以用来敲除特定基因，使其失活，从而研究该基因的功能。其次，可以用来敲入特定基因，从而研究该基因的功能。此外，还可以用来激活或抑制特定基因的表达，从而研究基因的功能。4.解析思路：从治疗遗传病、癌症和感染性疾病三个方面进行论述。首先，CRISPR-Cas9技术可以用来治疗遗传病，例如镰状细胞贫血症。其次，CRISPR-Cas9技术可以用来治疗癌症，例如通过敲除致癌基因或激活抑癌基因。最后，CRISPR-Cas9技术可以用来治疗感染性疾病，例如通过敲除病毒基因或增强宿主免疫力。四、论述题1.解析思路：首先说明CRISPR-Cas9技术面临的挑战，例如脱靶效应、伦理问题和社会影响。其次，论述CRISPR-Cas9技术未来的机遇，例如开发更精确的编辑工具、应用于更多疾病的治疗以及推动合成生物学的发展。五、实验设计题1.解析思路：*实验步骤：1.设计针对目标基因的gRNA序列。2.构建包含gRNA和Cas9表达盒的CRISPR-Cas9载体。3.将CRISPR-Cas9载体转染到目标生物细胞中。4.筛选敲除目标基因的细胞。5.通过PCR、测序或蛋白质印迹等方法验证目标基因是否被敲除。6.通过观察表型变化、进行功能互补实验等方法初步研究目标基因的功能。*预期结果：转染