生物高考热点基因编辑技术Word文档下载推荐.docx

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B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则

C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成

D．若α链剪切点附近序列为……TCCACAATC……，则相应的识别序列……UCCACAAUC……

2．CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。

通过设计向导RNA中的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见下图）。

A．向导RNA可通过转录形成

B．向导RNA中的双链区遵循碱基互补配对原则

C．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成

D．Cas9蛋白通过破坏目标DNA的氢键实现对DNA的切割

3．前不久诞生的基因编辑婴儿，是由经CRISPR/Cas9基因编辑技术对CCR5基因进行了修改的胚胎细胞孕育的，缔造者的初衷是生出能抵抗艾滋病病毒的婴儿，下列有关叙述，正确的是（）

A．实验室中培养艾滋病病毒需要用营养齐全的固体培养基

B．婴儿和艾滋病病毒的遗传物质分别是DNA和RNA

C．修改的胚胎细胞孕育出婴儿说明胚胎细胞是个体发育的起点

D．从生命活动的角度理解，基因编辑婴儿的结构层次是：

细胞、组织、系统

4．2019年12月30日，“基因编辑婴儿”案在深圳市-一审公开宣判。

被告人由于对人类胚胎CCR5基因进行定点“编辑”（如改变基因中的部分碱基对），将编辑后的胚胎植入母体诞下一对可免疫艾滋病的双胞胎女婴而被判处有期徒刑3年。

CCR5基因的表达产物：

CCR5蛋白是HIV病毒进入人体T细胞的主要受体之一。

下列有关表述，错误的是（）

A．人体T细胞中有CCR5基因，成熟红细胞中不含CCR5基因

B．对CCR5基因进行“编辑”用到的限制酶可通过基因表达获得

C．编辑胚胎发育过程中，DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上

D．一条染色体上的CCR5基因被编辑后，该染色体在减数分裂中无法与其同源染色体进行联会

5．2019年9月11日，中国科学家邓宏魁教授研究组实现了对CCR5基因（趋化因子受体5基因）编辑后的成体造血干细胞在人体内长期稳定的造血系统重建，完成了世界首例基于基因编辑干细胞治疗艾滋病和白血病的案例。

下列有关说法正确的是（）

A．造血干细胞可以分化产生T细胞等各种血细胞，体现了动物细胞的全能性

B．若使CCR5基因的表达减弱，将有利于HIV病毒侵染T细胞

C．基因编辑是对基因进行改造，其结果属于染色体结构变异

D．艾滋病患者由于特异性免疫功能丧失，死于多种病原体的严重感染或恶性肿瘤

6．核基因CCR5控制的CCR5蛋白质是HIV入侵人体细胞的主要受体之一。

研究人员对受精卵进行基因编辑，将CCR5基因中的32个碱基去除，使之无法在细胞表面表达正常受体，以期人类先天免疫艾滋病。

下列相关分析错误的是（）

A．该变异类型属于染色体结构的缺失

B．编辑后的基因与原基因互为等位基因

C．编辑后的基因中（A+G）/（C+T）不会改变

D．基因编辑能改变人类基因库，要严防滥用

7．世界首例“免疫艾滋病的基因编辑婴儿”在中国诞生，此新闻一出，舆论瞬间被引爆。

下列有关基因的相关叙述，正确的是

A．利用类比推理法，证实基因在染色体上呈线性排列

B．等位基因A和a的根本区别在于所控制的性状不同

C．每一个基因都是特定的DNA片段，一个DNA分子上有很多基因

D．一个基因的两条脱氧核苷酸链可转录出两条相同的RNA

8．基因编辑技术能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入等。

将经基因编辑后的体细胞输回患者体内，成功“治愈”了白化病女孩Layla，以下叙述正确的是（）

A．白化病与艾滋病的预防都需要进行遗传咨询

B．对特定DNA片段的敲除与加入属于基因突变

C．Layla体内的编辑基因会通过卵子遗传给她的孩子

D．Layla与正常男性婚配所生男孩全部患病，女孩一半患病

9．基因编辑是对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术。

该技术的实施离不开Cas9的酶和向导RNA（gRNA），gRNA能将Cas9引导到特定的DNA序列上进行切割。

下列有关叙述错误的是

A．Cas9发挥切割作用要受温度、PH的影响

B．Cas9能切断磷酸和脱氧核糖之间的连接

C．编辑不同基因所选用的gRNA碱基序列相同

D．gRNA通过与DNA进行碱基互补配对发挥作用

10．科学家采用基因编辑的方法,将小鼠的成纤维细胞重新编辑为一种多能干细胞,称为诱导性多能干细胞（iPS细胞）,这种iPS细胞可以在体外被诱导分化成各种组织和器官,下图是该操作过程示意图。

下列关于该过程的说法,错误的是

A．a、b、c过程的实质是基因的选择性表达

B．iPS细胞与a过程形成的神经细胞的形态不同

C．小鼠成纤维细胞中只有部分基因处于表达状态

D．外源基因能成功表达的根本原因是小鼠细胞可以独立完成转录等活动

11．据人民网报道，“一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于2018年11月在中国健康诞生。

这对双胞胎的一个基因经过修改，使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。

这是世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿”。

下列有关说法错误的是

A．基因编辑制造人类的行为是不符合伦理道德的

B．基因编辑技术，不一定会改变人类进化的速度和方向，未必有利于人类的进化

C．通过基因编辑技术改变了人类的遗传物质，使人类进化成新物种

D．基因编辑技术可用于疾病预防领域研究，但不能用于编辑婴儿

12．HIV侵入人体后会与T细胞相结合，是由于T细胞及一些粘膜上皮细胞表面含有CCR5的特殊蛋白质（由CCR5基因编码）。

某医疗团队从一名天生具有HIV抵抗力、且CCR5基因异常的捐赠者（甲）身上取得骨髓，并将其移植到一名患有白血病、并患有HIV（感染HTV十多年）的患者身上。

结果不但治愈了白血病，而且彻底清除了患者身上的所有HIV。

下列说法不正确的是

A．可通过对CCR5基因编辑或敲除实现艾滋病免疫

B．捐赠者（甲）感染HIV后，体内既产生了体液免疫，也产生了细胞免疫

C．艾滋病患者肿瘤的发病率大大上升，可能是因为HIV是一种致癌因子

D．艾滋病患者的HIV不侵染B细胞，是因为B细胞的CCR5基因没有表达

13．CRISPR/Cas9是一种强大的“基因组编辑”技术，可以对生物的DNA序列进行定向的切割，原理如下图所示，由此可获得某基因被敲除的生物个体，在敲除个体中，该基因多为杂合。

下列相关说法不正确的是

A．Cas9蛋白是一种能切割DNA的酶

B．可将Cas9蛋白和向导RNA导入受体细胞以实现对DNA序列的定向切割

C．CRISPR/Cas9切割DNA的定向性主要依赖于向导RNA

D．若要获得敲除基因纯合的个体，需将子代连续自交

二、综合题

14．2019年1月24日，《国家科学评论》发表了上海科学家团队的一项重要成果，即先通过基因编辑技术切除猕猴受精卵中的生物节律核心基因BMAL1，再利用体细胞克隆技术，获得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴，这是国际上首次成功构建出了一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴模型，同时也是世界上首个体细胞克隆猴“中中”“华华”诞生后，体细胞克隆猴技术的首次应用。

基因编辑技术是上述研究中的核心技术，该技术中的基因编辑工具是经改造的CRISPR/Cas9系统。

该系统由向导RNA和Cas9蛋白组成，由向导RNA引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割来完成基因的编辑过程，其工作原理如下图所示。

（1）CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内，推测该系统在细菌体内的作用是___________。

（2）由于Cas9蛋白没有特异性，用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1基因，向导RNA的识别序列应具有的特点是___________。

（3）为了获得更多的受精卵，可对母猕猴注射___________激素，使其超数排卵，判断卵细胞受精成功的重要标志是___________。

在个体水平鉴定BMAL1基因敲除成功的方法是___________。

（4）该团队利用一只BMAL1缺失的成年猕猴体细胞克隆出5只后代的实验中，体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是___________。

（5）在人类生物节律紊乱机理硏究方面，猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想，理由是___________。

基因编辑后通过体细胞克隆得到的数只BMAL1缺失猕猴（A组），与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴（B组）比较，___________（填“A组”或“B组”）更适合做疾病研究模型动物，理由是___________。

15．HIV通过识别T细胞表面特有的蛋白质来侵染T细胞。

2018年11月，有学者宣布，一对经过基因编辑的婴儿在中国健康诞生，这对婴儿的一个基因被切除，使其出生后即能抵抗HIV，其使用的是CRISPRCas9基因编辑技术。

下图为Cas9蛋白依据sgRNA片段切割DNA示意图（不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列）。

请回答下列问题：

（1）DNA重组技术主要用到的工具酶包括DNA连接酶和限制酶，图中充当限制酶的物质是_______________。

（2）Cas9sgRNA复合体能够精准识别某核苷酸序列的原因可能是____________________________。

（3）经基因编辑过的婴儿出生后能够免遭HIV侵染的直接原因是______________________________。

（4）在获得转基因动物时一般对受精卵进行操作，通过显微注射技术将含有目的基因的表达载体直接注入，目的基因进入受体细胞并表达的过程称为____________________________。

（5）操作后的受精卵需要先在发育培养液中继续培养以检查______________________________。

其培养液必须添加血清等天然成分，后经早期胚胎培养一段时间后，再经胚胎移植到雌性动物体内发育。

移植胚胎能在受体内存活的原因是_____________________________________________反应。

（6）基因编辑技术有着广泛的应用前景，如果将西红柿细胞中与乙烯合成的相关基因编辑切除，则这种西红柿的果实将______________________________，从而获得耐储存的西红柿新品种。

16．2018年11月，世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿诞生。

这项研究用到了能够精确定位并修饰基因的基因编辑技术即基因编辑时用约为头发二十分之一细的针把Cas9蛋白和特定的引导序列注射到受精卵中，对CCR5基因进行修改，预期婴儿出生后能天然抵抗艾滋病病毒。

（1）艾滋病病毒的遗传物质是______，因为__________________________，所以至今还未研发出有效预防支滋病的疫苗。

（2）基因编辑时，若要去除基因中的部分序列，则可能用到的酶有_________。

（3）基因编辑时，将Cas9蛋白和特定的引导序列注射到受精卵的方法是______，用受精卵作为受体细胞的原因是_____________________________________。

（4）基因编辑婴儿的诞生过程，用到的生物工程技术有______。

该项研究引发社会各界的诸多争议，请你从伦理学角度谈谈对基因编辑婴儿诞生的看法____________________。

17．2018年11月，一对名为“露露”和“娜娜”的基因编辑婴儿的诞生引发了国内巨大的争议。

基因编辑过程的实质是用特殊的引导序列将“基因剪刀——Ca9酶”精准定位到所需修饰的基因上然后进行编辑。

回答下列问题：

（1）科学家用__________法将特殊的引导序列与“基因剪刀——Ca9酶”导入目的细胞，上述实例中的受体细胞为_________。

（2）“露露”和“娜娜”其实也是试管婴儿，试管婴儿是指人工操作使卵子和精子在_________条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经过移植产生后代的技术；

其中早期胚胎培养的培养液中除含有无机盐和有机盐外，还需添加维生素、_________、氨基酸、核苷酸、水和血清等。

（3）一个处于囊胚期的早期胚胎经过胚胎分割技术可形成两个甚至多个胚胎，该技术操作的关键是要做到将_________均等分割。

若科学家想在早期胚胎时就知道“露露”的性别，可取________做DNA分析性别鉴定。

18．中国基因编辑婴儿的诞生让人们认识了CCR5基因，CCR5是T淋巴细胞膜上的一种蛋白质，大多数的HIV都是通过与CCR5结合来感染宿主细胞的。

少数CCR5－△32的突变体可以不被HIV毒株侵染。

CCR5－△32是指CCR5基因的32个碱基缺失的突变，缺失了与G蛋白信号通路相关的胞外第三环结构，从而使CCR5蛋白无法正常穿膜表达于细胞膜上，进而使HIV－lgp120不能与CCR5－△32有效结合，使HIV－1不能进入宿主细胞。

（1）CCR5基因的32个碱基缺失的现象称为_____；

在自然界中CCR5基因可能存在多种变异类型，这体现了此种变异具有_____的特点。

若人体某基因发生了该种变异但合成的蛋白质没有改变，则原因可能是___________________。

（2）T细胞的细胞膜上存在HIV的识别受体，其成分是___；

HIV能够进入T细胞，这说明细胞膜_______________的能力是有限的。

（3）HIV的遗传物质是____。

在宿主细胞中，遗传信息由RNA传递给DNA的过程称为_________。

（4）艾滋病是一种免疫缺陷病，患者感染HIV后，免疫系统会行使______功能，感染后患者体内T细胞的数量变化是_________。

参考答案

1．C

【解析】

【分析】

本题以“CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理示意图”为情境，考查学生对基因的表达等知识的理解能力。

【详解】

核糖体是蛋白质合成的场所，因此Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成，A正确；

向导RNA中的双链区碱基对之间遵循碱基互补配对原则，B正确；

向导RNA通过转录形成，逆转录酶催化以RNA为模板合成DNA的过程，C错误；

由于目标DNA中的α链可与向导RNA中的识别序列的互补链进行碱基互补配对，因此若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……，则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……，D正确；

故选C。

【点睛】

解答此题的关键是抓住题意和图示中的有效信息：

“Cas9蛋白、向导RNA中20个碱基的识别序列与目标DNA中的一条链的碱基进行互补配对、α链为目标DNA中的另一条链等”，将这些信息与所学“基因的表达、核酸的化学组成、逆转录”等知识有效地联系起来，进行知识的整合和迁移。

2．D

RNA（向导RNA）是以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下，按照碱基互补配对的原则形成的，即通过转录形成的，A正确；

向导RNA中的双链区碱基对间遵循碱基互补配对原则，碱基配对方式为A-U、C-G，B正确；

蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成，C正确；

Cas9蛋白是一种核酸内切酶，作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。

3．B

1.生物病毒是一类个体微小，结构简单，只含单一核酸（DNA或RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。

2.生命系统的结构层次：

细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。

A、病毒没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此不能用培养基培养病毒，A错误；

B、艾滋病病毒的基因是有遗传效应的RNA片段，婴儿的遗传物质是DNA，B正确；

C、修改的胚胎细胞孕育出婴儿说明其具有发育的全能性，C错误；

D、从生命活动的角度理解，基因编辑婴儿的结构层次是：

细胞、组织、器官、系统，D错误。

故选B。

4．D

1、HIV是一种逆转录病毒，其遗传物质是DNA，其侵染T细胞时，需要先以RNA为模板合成DNA，DNA再整合到人体的染色体中。

2、基因编辑技术是一种精准改变目标DNA序列的技术，其原理是使基因发生定向突变。

3、

（1）基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：

基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。

整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。

（2）转录：

转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。

（3）翻译：

翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。

A、人体T细胞中有CCR5基因，而且表达出CCR5蛋白，成熟红细胞中不含细胞核，不含CCR5基因，A正确；

B、对CCR5基因进行“编辑”改变目标DNA序列的技术，用到的限制酶和DNA连接酶，限制酶的化学本质是蛋白质，需要通过基因表达获得，B正确；

C、DNA复制需要DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶，而两者的模板都是DNA，说明DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上，C正确；

D、一条染色体上的CCR5基因被编辑改变基因中的部分碱基对，形成等位基因，并没有改变染色体的形态和数目，该染色体在减数分裂中与其同源染色体依然能进行联会，D错误。

故选D。

5．D

T细胞易被HIV破坏，与其表面的特殊蛋白质CCR5（由CCR5基因编码）有关，对CCR5基因进行编辑，导致其不能正常合成蛋白质CCR5，导致HIV不能识别T细胞，进而不能攻击T细胞。

A、动物细胞的全能性的体现必须是由细胞发育成完整的生物个体，A错误；

B、T细胞易被HIV破坏，与其表面的特殊蛋白质CCR5（由CCR5基因编码）有关，则若使CCR5基因的表达减弱，将不利于HIV病毒侵染T细胞，B错误；

C、基因编辑是对基因进行改造，属于基因突变，C错误；

D、艾滋病患者特异性免疫功能丧失，死于多种病原体的严重感染或恶性肿瘤，D正确。

6．A

根据题干信息“将核基因CCR5中的32个碱基去除，使之无法在细胞表面表达正常受体”，说明受精卵细胞内基因数量并没有增减，只是基因种类改变，这种变异属于基因突变。

从题干信息可知,发生了碱基对的缺失,属于基因突变，A错误；

基因突变发生了基因结构的改变,而该基因为核基因,突变后的基因与原基因互为等位基因，B正确；

编辑后的基因仍是双链DNA,由于碱基互补配对,A的含量等于T的含量,G的含量等于C的含量,（A+G）/（C+T）=1,不会改变，C正确；

针对人类生殖细胞及受精卵的基因编辑超出现有伦理框架,技术可控性低,群体危害性高,不可随意而为,要严防滥用，D正确。

注意：

染色体结构变异中片段的缺失与基因突变中碱基对的缺失是有区别的，前者的缺失会导致染色体上基因数量减少，而后者的缺失不会导致原染色体DNA中基因数量减少。

7．C

孟德尔利用假说-演绎法于1866年进行的豌豆杂交实验，提出遗传定律；

萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”；

摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上。

A、萨顿使用类比推理法提出基因在染色体上，但基因在染色体上是摩尔根利用假说-演绎法得以证实的，A错误；

B、等位基因A和a的根本区别在于所携带的遗传信息不同，即等位基因A和a的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同，B错误；

C、基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有很多基因，C正确；

D、一个基因的转录是以DNA的一条链为模板进行的，D错误。

8．B

遗传咨询可以为遗传病患者或遗传性异常性状表现者及其家属做出诊断，估计疾病或异常性状再度发生的可能性等；

根据题意，基因编辑技术能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入等，属于基因结构的变异，故属于基因突变。

A.艾滋病是传染病不是遗传病，因此艾滋病的预防不需要进行遗传咨询，A错误；

B.基因编辑技术是对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入，属于对基因内部碱基序列的敲除与加入，属于基因突变，B正确；

C.根据题意，基因编辑的是体细胞，故Layla体内的编辑基因不会通过卵子遗传给她的孩子，C错误；

D.基因编辑的是体细胞，Layla的卵细胞基因未变，与正常男性婚配，即aa×

A_，后代中子女患病情况不确定，D错误。

9．C

微生物中限制酶被提取出来之后，可以在细胞外起作用，进行DNA的切割，例如基因工程中的限制酶的应用就是在细胞外进行的。

限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。

A、酶的活性受温度、pH的影响，所以Cas9发挥切割作用要受温度、PH的影响，A正确。

B、限制酶的作用部位是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，Cas9能切断磷酸和脱氧核糖之间的连接，B正确。

C、一般来说，在使用基因编辑工具对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和不同的向导RNA进行基因的相关编辑，C错误。

D、向导RNA中的识别序列可与目标DNA单链特定区域进行碱基互补配对，D正确。

本题考查了限制酶的相关知识，意在考查学生的理解和应用所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

10．D

【解析