第二部分 二 热点十一-【金版教程】2026年高考生物大二轮专题复习冲刺方案全书word（不定项版）

大二轮专题复习冲刺方案　生物学(经典不定项版 热点十一　基因编辑技术(如CRISPR－Cas9)取得新突破 或更广泛应用(如农业、医学疗法进入新阶段) 1．(2025·江西赣州二模)2025年3月，我国科学家成功将利用CRISPR/Cas9基因编辑系统改造后的猪肝脏移植入人体。该基因编辑系统主要包括向导RNA(crRNA和tracrRNA组成的复合体)和Cas9蛋白。crRNA含有与靶基因片段配对的序列，与tracrRNA共同协助Cas9蛋白准确定位，进行如图所示的基因编辑。下列叙述不正确的是(　　) A．为降低排异反应，需敲除猪抗原基因，并使用免疫抑制剂降低细胞免疫水平 B．crRNA特异性识别目标DNA分子，并引导Cas9蛋白到特定位置切割 C．通过延长crRNA来提高其特异性，可降低因错误结合而出现“脱靶”的概率 D．CRISPR/Cas9系统工作时，Cas9蛋白具有专一性，可作用于氢键和磷酸二酯键 答案：D 解析：器官移植成功的难题之一是免疫排斥，可通过敲除猪抗原基因，同时使用免疫抑制剂降低细胞免疫水平，A正确；根据题意，crRNA含有与靶基因片段配对的序列，可以特异性地识别目标DNA分子，B正确；提高crRNA的特异性，应适当延长序列，这样可以降低错误结合的概率，C正确；Cas9蛋白作用于磷酸二酯键进而可以将目标基因剪切下来，不作用于氢键，D错误。 2．(2025·湖南长沙高三上阶段练习)经典的CRISPR－Cas9系统可以通过敲除基因实现基因沉默。近日研究人员基于CRISPR系统开发了一个名为CRISPRoff的新型编辑器，可以将甲基(Me)添加在DNA链的特定位点上；研究人员还创建了功能相反的编辑器——CRISPRon，它能逆转基因沉默。下列叙述正确的是(　　) A．新型编辑器对染色体DNA的效果低于染色质DNA B．CRISPRoff利用基因重组来实现基因沉默 C．CRISPRoff对基因的影响不能遗传给后代 D．CRISPRon有助于基因与DNA聚合酶结合以恢复表达 答案：A 解析：新型编辑器可将甲基添加在DNA链的特定位点上，而由于染色体螺旋化程度高，故新型编辑器对染色体DNA的效果低于染色质DNA，A正确；CRISPRoff将甲基(Me)添加在DNA链的特定位点上，没有引起碱基序列改变，没有引起基因重组，B错误；CRISPRoff对基因的影响是表观遗传的一种，表观遗传属于可遗传变异，能够遗传给后代，C错误；基因沉默是相关基因无法表达，CRISPRon能逆转基因沉默，即有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达，D错误。 3．(2025·四川雅安二模)CRISPR－Cas9是一种源自细菌抵御噬菌体的基因组编辑技术。CRISPR是细菌基因组中的一段特殊DNA序列，Cas9是一种能够切割DNA双链的核酸内切酶。在基因编辑过程中，通过引导RNA(sgRNA)将Cas9引导到目标DNA序列位置，然后Cas9对目标DNA进行切割。为研究AtTPST基因在拟南芥中的功能及其对植株发育的影响，科研人员利用CRISPR－Cas9基因组编辑技术构建敲除载体，通过农杆菌转化法将敲除载体转入拟南芥中，获得靶基因敲除的株系。 (1)利用CRISPR－Cas9技术敲除AtTPST基因的核心工作是________________，该过程需要用到的工具酶有________________。 (2)CRISPR－Cas9基因组编辑技术中，科研人员是依据________的部分序列来设计sgRNA。现已知某sgRNA的局部序列为5′－UCCAGAAUC－3′，则其识别序列为________________。 (3)科研人员将Cas9基因和sgRNA基因插入到Ti质粒的________区域，目的是______________________________________________________________________________________。 (4)CRISPR－Cas9基因组编辑技术在定点编辑基因时存在一个大的弊端，有很大概率会造成一些非目的基因序列的错误剪接和编辑，请分析其原因可能是________________________________________________________。 (5)结合Cas9的蛋白结构，科学家们通过一系列的点突变实验，发现同时突变Cas9的第10位和第840位氨基酸，可以完全破坏Cas9的核酸酶功能不影响Cas9识别sgRNA­DNA复合物的功能，这个Cas9被称为dCas9。据图分析，当dCas9­sgRNA复合物结合到DNA的目标位点后，会使转录被阻断的原因是_____________________________________________ _________________________________。 答案：(1)基因表达载体的构建　限制酶和DNA连接酶 (2)目标DNA　5′－GATTCTGGA－3′ (3)T－DNA　Ti质粒上的T－DNA能转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上 (4)sgRNA较短，特异性较弱(其他DNA序列也含有互补的序列)，造成sgRNA错误结合而出现脱靶现象 (5)dCas9­sgRNA复合物，阻止了RNA聚合酶与目标DNA的结合或移动，进而起到抑制转录的作用 解析：(2)科研人员是依据目标DNA的部分序列来设计sgRNA，因为sgRNA的作用是引导Cas9到目标DNA序列位置进行切割。已知sgRNA的局部序列为5′－UCCAGAAUC－3′，由于RNA与DNA碱基互补配对(A与T配对，U与A配对，C与G配对)，所以其识别的DNA序列为5′－GATTCTGGA－3′。 (3)科研人员将Cas9基因和sgRNA基因插入到Ti质粒的T－DNA区域，目的是利用农杆菌的转化作用，使Cas9基因和sgRNA基因整合到拟南芥细胞的染色体DNA上，因为Ti质粒上的T－DNA能转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。 4．(2025·四川内江模拟)小麦是重要的粮食作物，小麦禾本科布氏白粉菌会引起小麦白粉病，导致小麦减产。有研究表明，小麦MLO基因的存在是其更易感染白粉病的重要原因。为获得白粉病抗性小麦，科研人员使用CRISPR－Cas9编辑系统对小麦基因进行了编辑，部分过程及相关限制酶识别序列(箭头表示酶切位点)如图所示。回答下列问题： 注：LB、RB分别为农杆菌中T－DNA的左边界和右边界。 (1)CRISPR－Cas9编辑系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。gRNA依据____________原则能与目标基因靶序列特异性结合，引导Cas9发挥与____________酶相似的功能将目标基因双链切断。 (2)在利用载体1和载体2构建含gRNA和Cas9基因的最终载体过程中，应选用________________酶对载体1进行切割，选用speⅠ酶对载体2进行切割。构建过程中容易出现gRNA及其启动子a反向连接的情况，原因是____________________________________。 (3)构建的最终载体经____________法导入小麦后，目的基因能整合到小麦的染色体DNA上，可用含________的培养基筛选出阳性植株。 (4)若要进一步从个体水平判断阳性植株是否为白粉病抗性小麦，可用________________进行筛选，能够正常存活并保持正常产量的植株即为白粉病抗性小麦。 (5)根据上述信息推测，CRISPR－Cas9基因编辑系统对小麦进行编辑，可获得白粉病抗性小麦，其原理是_____________________________________________________________________ _____________________________________。 答案：(1)碱基互补配对　限制(限制性内切核酸) (2)SpeⅠ和NheⅠ　SpeⅠ和NheⅠ切割DNA片段后产生的黏性末端相同 (3)农杆菌转化　潮毒素 (4)小麦禾本科布氏白粉菌感染 (5)CRISPR－Cas9基因编辑系统在小麦细胞内表达出gRNA、Cas9蛋白，gRNA与小麦MLO基因发生碱基互补配对，引导Cas9蛋白切除MLO基因 解析：(1)gRNA依据碱基互补配对原则能与目标基因靶序列特异性结合，Cas9蛋白能将目标基因双链切断，其功能与限制酶(限制性内切核酸酶)相似，限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。 (2)在利用载体1和载体2构建含gRNA和Cas9基因的最终载体过程中，通过限制酶SpeⅠ和NheⅠ将载体1启动子a和gRNA基因剪切，该片段两端的黏性末端相同，因此再用SpeⅠ将载体2切开，通过DNA连接酶将该片段连接到载体2即可成为最终载体。因为SpeⅠ和NheⅠ切割DNA片段后产生的黏性末端相同，在构建最终载体时可能会反向连接。 (3)将构建的最终载体导入植物细胞常用农杆菌转化法，构建的最终载体经农杆菌转化法导入小麦后，目的基因能整合到小麦的染色体DNA上，由于载体T－DNA(可整合到受体细胞)中含有潮霉素抗性基因，所以可用含潮霉素的培养基筛选出阳性植株，能在含潮霉素的培养基上生长的植株即为含有目的基因的阳性植株。 (4)若要进一步从个体水平判断阳性植株是否为白粉病抗性小麦，可用小麦禾本科布氏白粉菌进行筛选，能够正常存活并保持正常产量的植株即为白粉病抗性小麦。 (5)根据上述信息推测，CRISPR－Cas9基因编辑系统对小麦进行编辑，可获得白粉病抗性小麦，其原理是CRISPR－Cas9基因编辑系统在小麦细胞内表达出gRNA、Cas9蛋白，gRNA与小麦MLO基因发生碱基互补配对，引导Cas9蛋白切除MLO基因。 1 学科网（北京）股份有限公司 $