2 . 我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术，成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示，请回答下列问题：

(1)卵细胞转化成phFSC相当于植物组织培养中的_____________过程；体外培养动物细胞时， 首先应保证其处于_____________的环境， 除了适宜的营养物质、温度等条件外，还需要控制的气体条件是_________________________。
(2)要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的 ahESC同时注入去核的卵母细胞形成重构胚，此卵母细胞应体外培养到_____________期。在对卵母细胞进行去核时，除了显微操作外还可以采用__________________(至少答出两种)等方法处理，得到的重构胚通常需要发育到_____________阶段才能进行胚胎移植。
(3)不考虑致死情况，得到的孤雄小鼠性染色体组成为_____________。利用胚胎分割的方法对乙进行处理得到了多只孤雄小鼠， 在分割囊胚阶段的胚胎时， 要注意________________。

4 . 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——Cas9酶”精准定位到所需修饰的基因上然后进行编辑。据此回答下列问题：
(1)科学家用_____法将特殊的引导序列与“基因剪刀——Cas9酶”导入目的细胞，上述实例中目的细胞为_____。
(2)“露露”与“娜娜”其实也是试管婴儿，试管婴儿需让成熟且_____的精子与成熟的卵细胞结合形成受精卵，然后进行早期胚胎培养。该时期所采用的培养条件是：营养条件、_____、适宜的温度和pH、_____。早期胚胎移入代孕母亲的子宫后，能成活并生长的生理学基础是_____。
(3)胚胎干细胞在功能上具有_____，通常可以从_____中分离得到。

5 . CRISPR/Cas9基因编辑技术、转基因技术等新技术被用于水稻等作物改良。sgRNA和Cas9蛋白是CRISPR/Cas9系统的核心，sgRNA是根据靶基因设计合成的向导RNA，引导Cas9蛋白对靶基因进行剪切，实现对靶基因定点编辑。
(1)CRISPR/Cas9系统广泛存在于自然界的细菌细胞内，推测其作用是____________。CRISPR/Cas9系统中的sgRNA可与目标DNA结合，依据的原理是______________。CRISPR/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，sgRNA的识别序列越短，脱靶率越高，请分析原因_____________________。
(2)杂交水稻的培育常用到雄性不育系。水稻是两性花，其雄性育性受基因控制，但高温会导致花粉败育。科研人员发现两株温敏型雄性不育突变株M和N，其雄性不育的起点温度分别为25℃、21℃。考虑到大田中环境温度会有波动，制备水稻杂交种子时，选用植株N作母本进行杂交更合适，理由是______________。
(3)为培育不受温度影响的雄性不育株，科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，将纯合野生稻（2N）甲中的冷敏型基因g改造为耐冷型基因G，筛选得到纯合耐冷突变体乙。同时利用转基因技术将抗虫基因（H）转入不抗虫野生稻中，外源抗虫基因可插入到不同的染色体上，培育得到纯合抗虫水稻丙和丁。科研人员进行如表所示实验。

实验	亲本	F1表型	F2表型及数量
A	甲×乙	耐冷型	耐冷型280，冷敏型200
B	丙×丁	全抗虫	抗虫1502，不抗虫99

①据实验A的F₂中耐冷型植株与冷敏型植株的数量比，有人提出假设：F₁产生的雌配子育性正常，但带有G基因的花粉成活率很低（假设其花粉成活率保持不变）。请设计杂交实验方案，检验上述假设，并写出支持该假设的实验结果_________________。
②实验B的F₂出现该性状比的原因是_________________________。

7 . 2020年的诺贝尔化学奖授予了两位在基因组编辑技术（如CRISPR/Cas）领域作出杰出贡献的女科学家。这项技术的问世源自于人们在本世纪初对细菌抵御噬菌体的机理研究：不少的细菌第一次被特定的噬菌体感染后，由细菌Cas2基因表达的Cas2核酸内切酶（蛋白质）便会随机低效切断入侵的噬菌体DNA双链，并将切下的DNA片段插入CRISPR位点，形成“免疫记忆”。当细菌再次遭遇同种噬菌体时，由CRISPR位点转录产生的crRNA便会将另一种核酸内切酶（如Cas9）准确带到入侵者DNA处，并将之切断，即“免疫杀灭”。过程如图所示。下列说法错误的是（　　）

A．细菌体内发生图中的①过程，需要细菌提供场所、模板、原料、能量等

B．图中②过程的机理类似于mRNA与DNA模板链的结合

C．核酸内切酶Cas2通过识别特定序列的DNA，并在特定位点将DNA切断

D．细菌利用CRISPR/Cas9分子装置剿灭入侵噬菌体的过程相当于高等动物的特异性免疫

8 . 阅读以下材料，回答（1）〜（5）。
基因魔剪：CRISPR/Cas系统
要揭示生命的运作原理，常需要对基因进行编辑。在过去，这一步异常艰难。但随着CRISPR/Cas技术的出现，科学家已能在极短时间内就更改生命密码。
CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。在gRNA引导下，Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断。随后细胞通过自身的DNA损伤修复机制，将断裂上下游两端的序列连接起来，但通常会在断裂处造成少量核苷酸的插入或缺失。当DNA双链断裂后，如果细胞中有DNA修复模板（由需要插入的目的基因和靶序列上下游的同源序列组成），断裂部分可依据修复模板进行精确修复，从而将目的基因描入到指定位点。
通过在Cas9基因中引入突变，获得了只有切割一条链活性的nCas9。将nCas9与胞嘧啶脱氨酶或腺嘌呤脱氨酶融合，科学家开发出了单碱基编辑技术（图2)，能够对靶位点进行精准的碱基编辑，最终可以分别实现C→T(G→A)或A→G(T→C)的碱基替换。

对CRISPR/Cas系统的不断改造，使其在基因编辑外，还可用于激活或抑制基因的转录等。虽然目前CRISPR/Cas技术还存在一些不足，如脱靶问题等，但作为一种革命性的技术，其应用前景广阔。
（1）利用CRISPR/Cas9技术进行基因编辑，需构建含gRNA基因和Cas基因的___________，并导入受体细胞。gRNA依据___________原则与靶序列特异性结合，引导Cas9蛋白进行切割。
（2）有些遗传病是由于基因中一个碱基对的改变引起的，如果要修正此基因突变，图示的三种途径中，哪种更为合适？__________请判断并说明理由__________。
（3）如果要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从基因组序列中删除，设计gRNA的思路是___________。
（4）将CRISPR/Cas9技术用于抑制基因转录时（不改变基因结构），需对CRISPR/Cas9系统进行改造和设计，请写出基本思路__________。。
（5）将CRISPR/Cas技术应用于人类基因的编辑时，特别要注意___________方面的问题。

9 . 两位女科学家因发现“CRISPR / Cas9基因剪刀”而获得2020年诺贝尔化学奖。CRISPR/Cas9 系统可对基因组进行定点编辑，其工作原理如图1所示。

（1）据图1可知，在向导RNA（sgRNA）的引导下，Cas9利用其具有的______个内切酶活性位点，水解目标DNA的______。
（2）科研人员通过突变得到内切酶活性全部消失的dCas9，建构的CRISPR / dCas9系统保留向导RNA（sgRNA）引导进入基因组的能力。当dCas9与VP64、P65等转录激活因子融合，形成的dCas9-SAM可进行基因调控等研究。
①图2示意将OCT4、KLF4、MYC及SOX2四个基因的sgRNA序列串联成的sgRNA质粒和dCas9-SAM质粒与磷脂等混合（形成包埋DNA脂质体结构）。将脂质体加入到细胞系MCF7的细胞培养皿中，能实现基因转移的原理是______。24h后通过添加______筛选并进行单细胞培养即可得到基因编辑后细胞。此过程须在37℃，气体环境为______的细胞培养箱中进行。
②转染好的细胞用裂解液消化后，使用RNA提取试剂盒提取总RNA，取1μg提取的RNA使用反转试剂盒进行操作即得到______，然后将其进行实时荧光定量PCR。PCR操作时通常_____5分钟，变性30秒，再复性、延伸，循环等。
③该实验通过4种sgRNA对MCF7细胞进行编辑，可实现多基因______的目的。

10 . 杂种优势广泛存在于动物和植物当中，但杂交种子后代会发生性状分离，无法保持其杂种优势。研究人员利用基因编辑技术敲除某杂交稻的四个内源基因，获得了可以发生无融合生殖的Fix植株。Fix 植株在营养生长阶段表现正常，但育性明显下降。通过检测，在其子代中得到了基因型与亲本完全一致的植株，表型也与Fix杂交稻高度相似。下图示Fix植株的生殖过程，有关说法正确的是（       ）

A．敲除的基因中有影响同源染色体分离的基因

B．基因的缺失会导致雌雄配子不能识别和结合

C．受精卵中来自雄配子的染色体因降解而消失

D．Fix 植株后代不发生性状分离保留杂种优势