发育生物学基因编辑考核试题及真题

发育生物学基因编辑考核试题及真题考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.基因编辑技术中，CRISPR-Cas9系统的核心识别元件是（）A.gRNAB.Cas9蛋白C.PAM序列D.基因载体2.以下哪种技术属于碱基编辑（BaseEditing）？（）A.CRISPR-Cas9B.Cpf1C.碱基转换酶（ABE）D.锌指核酸酶（ZFN）3.基因编辑中，脱靶效应主要指（）A.编辑器在非目标位点进行切割B.目标位点切割效率低C.同源重组修复失败D.基因沉默4.以下哪种生物是首次成功应用CRISPR-Cas9进行基因编辑的模型？（）A.植物拟南芥B.果蝇C.小鼠D.大肠杆菌5.基因编辑中，HDR（Homology-DirectedRepair）修复的主要依赖机制是（）A.NHEJB.重组酶介导C.甲基化修饰D.非同源末端连接6.基因编辑中，PAM序列的作用是（）A.引导gRNA结合B.提供切割位点C.增强编辑效率D.防止脱靶效应7.以下哪种技术属于单碱基编辑（Single-BaseEditing）？（）A.碱基编辑（BaseEditing）B.引导RNA编辑（gRNAEditing）C.碱基替换（BaseReplacement）D.基因敲除（GeneKnockout）8.基因编辑中，最常用的gRNA长度是（）A.14ntB.20ntC.24ntD.28nt9.基因编辑中，以下哪种情况会导致嵌合体（Mosaicism）？（）A.编辑效率低B.脱靶效应C.多重编辑D.修复机制异常10.基因编辑中，以下哪种技术属于无酶编辑（Enzyme-FreeEditing）？（）A.CRISPR-Cas9B.碱基编辑（ABE）C.Cpf1D.锌指核酸酶（ZFN）二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.CRISPR-Cas9系统中，gRNA的序列来源于______。2.基因编辑中，HDR修复的主要依赖时间是______。3.基因编辑中，PAM序列通常位于______。4.基因编辑中，脱靶效应的主要后果是______。5.基因编辑中，碱基编辑的主要优势是______。6.基因编辑中，Cpf1与Cas9的区别在于______。7.基因编辑中，嵌合体的主要原因是______。8.基因编辑中，gRNA的二级结构通常为______。9.基因编辑中，HDR修复的主要依赖酶是______。10.基因编辑中，无酶编辑的主要代表是______。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.CRISPR-Cas9系统可以同时编辑多个基因位点。（）2.基因编辑中，NHEJ修复容易产生插入或缺失突变。（）3.基因编辑中，gRNA的序列可以随机设计。（）4.基因编辑中，PAM序列可以任意选择。（）5.基因编辑中，脱靶效应无法避免。（）6.基因编辑中，HDR修复效率高于NHEJ。（）7.基因编辑中，碱基编辑不需要Cas蛋白。（）8.基因编辑中，嵌合体是基因编辑的必然结果。（）9.基因编辑中，gRNA的浓度越高越好。（）10.基因编辑中，无酶编辑可以完全替代酶编辑。（）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述CRISPR-Cas9系统的基本工作原理。2.比较NHEJ和HDR修复机制的异同。3.简述基因编辑中脱靶效应的检测方法。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.某研究团队计划使用CRISPR-Cas9系统敲除小鼠的β-actin基因，请设计实验方案，包括gRNA设计、细胞系选择、编辑效率验证等关键步骤。2.某疾病由单碱基突变引起，请设计碱基编辑实验方案，将突变碱基修正为野生型，并说明实验原理和关键步骤。【标准答案及解析】一、单选题1.A解析：gRNA是CRISPR-Cas9系统的核心识别元件，其序列来源于CRISPR序列。2.C解析：碱基编辑（BaseEditing）是利用碱基转换酶直接将一种碱基转换为另一种碱基的技术。3.A解析：脱靶效应指编辑器在非目标位点进行切割，可能导致非预期突变。4.D解析：CRISPR-Cas9首次成功应用于大肠杆菌，随后扩展到其他模型生物。5.B解析：HDR修复依赖重组酶介导，效率高于NHEJ。6.B解析：PAM序列提供切割位点，是Cas蛋白识别gRNA的关键。7.A解析：碱基编辑（BaseEditing）是单碱基编辑的代表技术。8.B解析：gRNA长度通常为20nt，包含3nt的间隔序列。9.A解析：编辑效率低会导致嵌合体，即部分细胞被编辑，部分未被编辑。10.B解析：碱基编辑（ABE）是无酶编辑的代表技术，直接催化碱基转换。二、填空题1.CRISPR序列2.24小时3.gRNA的3'端4.非预期突变5.无需同源模板6.PAM序列不同7.编辑效率低8.发夹结构9.RAD5110.碱基编辑（ABE）三、判断题1.√2.√3.×gRNA的序列必须与目标基因互补。4.×PAM序列需与Cas蛋白兼容。5.√脱靶效应无法完全避免，但可通过优化gRNA降低。6.√HDR修复效率高于NHEJ。7.√碱基编辑直接催化碱基转换，无需Cas蛋白。8.×嵌合体是基因编辑的常见现象，但非必然结果。9.×gRNA浓度过高可能导致脱靶效应。10.×无酶编辑无法完全替代酶编辑，适用于特定场景。四、简答题1.CRISPR-Cas9系统的基本工作原理：gRNA识别目标基因序列，引导Cas9蛋白切割DNA双链，随后通过NHEJ或HDR修复断裂位点，实现基因编辑。2.NHEJ和HDR修复机制的异同：相同点：均用于DNA双链断裂修复。不同点：NHEJ易产生插入或缺失突变，效率高但准确性低；HDR依赖同源模板，准确性高但效率低。3.脱靶效应的检测方法：全基因组测序、靶向测序、生物信息学分析等。五、应用题1.CRISPR-Cas9敲除小鼠β-actin基因的实验方案：（1）gRNA设计：选择β-actin基因外显子区域的独特序列设计gRNA。（2）细胞系选择：使用小鼠胚胎干