生物工程
2020年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了兩位在基因組編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas）領(lǐng)域作出杰出貢獻(xiàn)的女科學(xué)家。這項(xiàng)技術(shù)的問(wèn)世源自于人們?cè)诒臼兰o(jì)初對(duì)細(xì)菌抵御外來(lái)入侵者（如噬菌體）的機(jī)理研究（如圖所示）：不少的細(xì)菌當(dāng)?shù)谝淮伪惶囟ǖ氖删w感染后，由細(xì)菌cas2基因表達(dá)的Cas2核酸內(nèi)切酶（蛋白質(zhì)）便會(huì)隨機(jī)低效切斷入侵的噬菌體DNA雙鏈，并將切下的DNA片段插入CRISPR位點(diǎn)，形成“免疫記憶”。當(dāng)細(xì)菌再次遭遇同種噬菌體時(shí)，由CRISPR位點(diǎn)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的crRNA便會(huì)將另一種核酸內(nèi)切酶（如Cas9）準(zhǔn)確帶到入侵者DNA處，并將之切斷，即“免疫殺滅”。

（1）細(xì)菌體內(nèi)發(fā)生圖中的①過(guò)程，需要提供

ABCDEF

ABCDEF

（多選）
A.核糖體
B.細(xì)菌DNA
C.轉(zhuǎn)移RNA
D.核糖核苷酸
E.氨基酸
F.ATP
G.噬菌體衣殼
H.脫氧核苷酸
（2 ）根據(jù)題干信息和所學(xué)知識(shí)判斷，核酸內(nèi)切酶Cas2與被譽(yù)為基因工程“化學(xué)剪刀”的限制酶之間的區(qū)別主要表現(xiàn)在

C

C

。
A.切割DNA 還是RNA
B.切割雙鏈還是單鏈核酸
C.切割是否具有序列特異性
D.酶本身是RNA還是蛋白質(zhì)
（3）根據(jù)題干信息和所學(xué)知識(shí)判斷，核酸內(nèi)切酶Cas9借助crRNA識(shí)別外來(lái)噬菌體身份（即圖中②過(guò)程）的機(jī)理類似于

D

D

。
A.限制酶與DNA的結(jié)合
B.抗體與抗原的特異性結(jié)合
C.DNA連接酶與DNA的結(jié)合
D.mRNA與DNA模板鏈的結(jié)合
（4）很多細(xì)菌表達(dá)限制性核酸內(nèi)切酶是為了阻斷入侵的噬菌體在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖，這種作用相當(dāng)于高等動(dòng)物的

非特異性

非特異性

免疫；而細(xì)菌利用如圖所示的CRISPR/Cas分子裝置剿滅入侵噬菌體的過(guò)程，則相當(dāng)于高等動(dòng)物的

特異性

特異性

免疫。
（5）在闡明CRISPR/Cas工作原理后不久，科學(xué)家們便據(jù)此發(fā)明了具有劃時(shí)代意義的基因組編輯技術(shù)，其中最基本的形式便是基因的定點(diǎn)突變。在高等動(dòng)植物細(xì)胞中，被切斷的DNA會(huì)通過(guò)一種特殊的機(jī)制而連接在一起（即修復(fù)），但這個(gè)修復(fù)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致堿基的隨機(jī)缺失或增加，從而使基因發(fā)生突變。據(jù)此判斷，為了實(shí)現(xiàn)在高等動(dòng)植物細(xì)胞中突變特定的基因，需要向細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入的目的基因應(yīng)是

BC

BC

（多選）
A.cas2基因
B.cas9基因
C.crRNA編碼基因
D.待突變基因
E.噬菌體基因
F.限制酶基因