2025年中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)619生物化學(xué)與分子生物學(xué)試題及參考答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.下列氨基酸中，在生理pH條件下側(cè)鏈帶負(fù)電荷的是：A.精氨酸B.天冬酰胺C.谷氨酸D.組氨酸2.某酶催化反應(yīng)的米氏常數(shù)（Km）為0.5mmol/L，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?.5mmol/L時(shí)，反應(yīng)速率達(dá)到最大速率（Vmax）的百分比約為：A.50%B.66.7%C.75%D.80%3.關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的描述，錯(cuò)誤的是：A.兩條鏈反向平行B.嘌呤與嘧啶的摩爾比為1:1C.堿基堆積力是主要穩(wěn)定因素D.B型DNA的螺距為3.4nm，含10個(gè)堿基對4.糖酵解過程中，催化不可逆反應(yīng)的酶不包括：A.己糖激酶B.磷酸果糖激酶-1C.丙酮酸激酶D.磷酸丙糖異構(gòu)酶5.下列關(guān)于脂肪酸β-氧化的敘述，正確的是：A.反應(yīng)在線粒體外進(jìn)行B.每次循環(huán)生成1分子乙酰CoAC.不需要FAD參與D.產(chǎn)物為CO?和H?O6.真核生物mRNA的5’端結(jié)構(gòu)是：A.多聚腺苷酸尾（polyA）B.7-甲基鳥苷三磷酸（m?GpppN）C.帽子結(jié)合蛋白復(fù)合體D.三磷酸腺苷（pppN）7.原核生物轉(zhuǎn)錄終止的方式不包括：A.ρ因子依賴型終止B.莖環(huán)結(jié)構(gòu)加polyU尾C.轉(zhuǎn)錄泡解聚D.轉(zhuǎn)錄因子TFⅡH的解旋作用8.下列屬于第二信使的分子是：A.腎上腺素B.胰島素C.環(huán)腺苷酸（cAMP）D.表皮生長因子（EGF）9.蛋白質(zhì)生物合成中，進(jìn)位（注冊）步驟需要的因子是：A.EF-TuB.EF-GC.RFD.IF-310.表觀遺傳修飾不包括：A.DNA甲基化B.組蛋白乙?；疌.染色質(zhì)重塑D.基因點(diǎn)突變11.下列技術(shù)中，用于檢測蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的是：A.酵母雙雜交（Y2H）B.實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）C.SouthernblotD.基因芯片（Microarray）12.參與DNA損傷切除修復(fù)的關(guān)鍵酶是：A.DNA聚合酶γB.DNA連接酶C.拓?fù)洚悩?gòu)酶ⅠD.限制性內(nèi)切酶13.關(guān)于乳糖操縱子調(diào)控的描述，錯(cuò)誤的是：A.阻遏蛋白結(jié)合于操縱基因（O區(qū)）抑制轉(zhuǎn)錄B.cAMP-CAP復(fù)合體結(jié)合于啟動(dòng)子上游增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄C.葡萄糖存在時(shí)，cAMP水平升高，促進(jìn)乳糖利用D.乳糖作為誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合使其構(gòu)象改變14.下列屬于癌基因產(chǎn)物的是：A.p53蛋白B.Rb蛋白C.表皮生長因子受體（EGFR）D.細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI）15.某蛋白質(zhì)由兩條α-螺旋構(gòu)成，其二級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要依賴：A.二硫鍵B.氫鍵C.離子鍵D.疏水相互作用二、填空題（每空1分，共10分）1.三羧酸循環(huán)中，催化α-酮戊二酸生成琥珀酰CoA的酶是________，該反應(yīng)伴隨________（填“ATP”或“GTP”）的生成。2.逆轉(zhuǎn)錄酶具有三種酶活性：RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶、________和________。3.真核生物RNA聚合酶Ⅱ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是________，其啟動(dòng)子核心元件包括TATA盒和________。4.蛋白質(zhì)的靶向運(yùn)輸中，分泌蛋白的N端含有________序列，引導(dǎo)其進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；線粒體蛋白的靶向信號(hào)通常位于________（填“N端”或“C端”）。5.基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9系統(tǒng)中，Cas9蛋白的功能是________，sgRNA的作用是________。三、簡答題（每題8分，共40分）1.比較糖酵解與糖異生的關(guān)鍵酶差異，并說明兩者如何通過別構(gòu)調(diào)節(jié)避免“無效循環(huán)”。2.簡述DNA復(fù)制的高保真性機(jī)制。3.列舉三種蛋白質(zhì)翻譯后修飾的類型，并分別說明其生物學(xué)功能。4.原核與真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)差異及其對翻譯起始的影響。5.解釋“增強(qiáng)子”的特點(diǎn)及其在基因表達(dá)調(diào)控中的作用。四、論述題（每題15分，共30分）1.以“中心法則”為基礎(chǔ)，結(jié)合近年研究進(jìn)展，論述遺傳信息傳遞的擴(kuò)展與分子生物學(xué)研究的聯(lián)系。2.從分子機(jī)制角度，分析p53蛋白在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的雙重調(diào)控作用（促凋亡與細(xì)胞周期阻滯）。五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（20分）請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證某長鏈非編碼RNA（lncRNA-X）通過靶向miRNA-123調(diào)控抑癌基因P53的表達(dá)，從而抑制肝癌細(xì)胞增殖的分子機(jī)制。要求包括實(shí)驗(yàn)分組、關(guān)鍵技術(shù)方法及預(yù)期結(jié)果分析。---參考答案一、選擇題1.C（谷氨酸側(cè)鏈含羧基，生理pH下解離帶負(fù)電）2.C（根據(jù)米氏方程v=Vmax[S]/(Km+[S])，代入得v=Vmax×1.5/(0.5+1.5)=0.75Vmax，即75%）3.B（DNA中嘌呤（A+G）與嘧啶（T+C）摩爾比為1:1，但A與T、G與C分別配對，故B錯(cuò)誤）4.D（磷酸丙糖異構(gòu)酶催化可逆反應(yīng)，其余為糖酵解三個(gè)不可逆步驟的關(guān)鍵酶）5.B（β-氧化在線粒體基質(zhì)進(jìn)行，每次循環(huán)生成1分子乙酰CoA、1分子FADH?和1分子NADH，最終產(chǎn)物為乙酰CoA）6.B（真核mRNA5’端為m?GpppN帽子結(jié)構(gòu)，polyA為3’端結(jié)構(gòu)）7.D（TFⅡH是真核轉(zhuǎn)錄因子，參與轉(zhuǎn)錄起始的解旋，原核終止方式包括ρ因子依賴型和非依賴型（莖環(huán)+polyU））8.C（cAMP是G蛋白偶聯(lián)受體信號(hào)通路的第二信使，其余為第一信使）9.A（EF-Tu協(xié)助氨酰-tRNA進(jìn)入A位；EF-G參與移位；RF為釋放因子；IF-3參與起始復(fù)合物形成）10.D（表觀遺傳修飾不改變DNA序列，基因點(diǎn)突變屬于遺傳信息改變）11.A（酵母雙雜交用于檢測蛋白質(zhì)互作；qPCR檢測RNA表達(dá)；Southernblot檢測DNA；Microarray檢測基因表達(dá)譜）12.B（切除修復(fù)需核酸內(nèi)切酶切除損傷片段，DNA聚合酶填補(bǔ)缺口，DNA連接酶連接）13.C（葡萄糖存在時(shí)，cAMP水平降低，cAMP-CAP復(fù)合體減少，抑制乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄）14.C（EGFR是受體酪氨酸激酶，過度激活可致癌；p53、Rb、CKI為抑癌基因產(chǎn)物）15.B（α-螺旋的穩(wěn)定性主要依賴鏈內(nèi)氫鍵，每圈3.6個(gè)氨基酸，氫鍵連接第n個(gè)與第n+4個(gè)氨基酸的羰基與氨基）二、填空題1.α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體；GTP2.RNA酶H；DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶3.前體mRNA（hnRNA）；上游啟動(dòng)子元件（如CAAT盒、GC盒）4.信號(hào)肽；N端5.核酸內(nèi)切酶（切割DNA）；引導(dǎo)Cas9識(shí)別靶序列三、簡答題1.關(guān)鍵酶差異：糖酵解的關(guān)鍵酶為己糖激酶、磷酸果糖激酶-1（PFK-1）、丙酮酸激酶；糖異生的關(guān)鍵酶為葡萄糖-6-磷酸酶、果糖-1,6-二磷酸酶（FBP-1）、丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）。別構(gòu)調(diào)節(jié)：PFK-1與FBP-1受AMP（激活PFK-1、抑制FBP-1）和檸檬酸（抑制PFK-1、激活FBP-1）的相反調(diào)控；丙酮酸激酶受果糖-1,6-二磷酸激活，而丙酮酸羧化酶受乙酰CoA激活，通過代謝物濃度變化協(xié)調(diào)兩者活性，避免底物循環(huán)浪費(fèi)ATP。2.DNA復(fù)制的高保真性機(jī)制包括：（1）堿基配對的嚴(yán)格性：A-T、G-C通過氫鍵精確配對，錯(cuò)配概率約10??；（2）DNA聚合酶的校對功能：原核DNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的3’→5’外切酶活性可切除錯(cuò)配堿基，將錯(cuò)誤率降至10??；（3）錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)：復(fù)制后MutS/MutL/MutH復(fù)合物識(shí)別錯(cuò)配位點(diǎn)，切除錯(cuò)誤鏈并修復(fù)，最終錯(cuò)誤率低于10?1?。3.（1）磷酸化：如蛋白質(zhì)激酶催化絲氨酸/蘇氨酸/酪氨酸殘基磷酸化，調(diào)控酶活性（如糖原磷酸化酶激活）或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（如MAPK通路）；（2）糖基化：N-連接糖基化（天冬酰胺）或O-連接糖基化（絲氨酸/蘇氨酸），影響蛋白質(zhì)折疊（如抗體）或細(xì)胞識(shí)別（如血型抗原）；（3）泛素化：泛素與靶蛋白賴氨酸殘基連接，標(biāo)記蛋白質(zhì)被蛋白酶體降解（如細(xì)胞周期蛋白的周期性降解調(diào)控細(xì)胞周期）。4.結(jié)構(gòu)差異：原核mRNA多為多順反子，5’端無帽子，3’端無polyA，常與轉(zhuǎn)錄同時(shí)翻譯；真核mRNA為單順反子，5’端有m?GpppN帽子，3’端有polyA尾，需經(jīng)剪接、加帽加尾后從核轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)。對翻譯起始的影響：原核mRNA通過SD序列（核糖體結(jié)合位點(diǎn)）與16SrRNA互補(bǔ)結(jié)合起始翻譯；真核mRNA通過帽子結(jié)合蛋白復(fù)合體（eIF4F）結(jié)合核糖體40S亞基，依賴polyA結(jié)合蛋白（PABP）形成“環(huán)化”結(jié)構(gòu)，促進(jìn)起始復(fù)合物組裝，提高翻譯效率。5.增強(qiáng)子特點(diǎn)：（1）位置不固定，可位于基因上游、下游或內(nèi)含子中；（2）無方向性，正反向均可激活轉(zhuǎn)錄；（3）遠(yuǎn)距離作用（可距啟動(dòng)子數(shù)kb至Mb）；（4）組織特異性（如免疫球蛋白增強(qiáng)子在B細(xì)胞中活躍）。作用機(jī)制：通過轉(zhuǎn)錄因子（如激活蛋白）與增強(qiáng)子結(jié)合，誘導(dǎo)染色質(zhì)構(gòu)象改變（形成DNA環(huán)），使增強(qiáng)子與啟動(dòng)子接近，招募RNA聚合酶Ⅱ及通用轉(zhuǎn)錄因子，增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝效率，從而激活基因表達(dá)。四、論述題1.經(jīng)典中心法則描述遺傳信息從DNA→RNA→蛋白質(zhì)的傳遞，近年研究擴(kuò)展了其內(nèi)涵：（1）RNA的反向傳遞：逆轉(zhuǎn)錄酶（如HIV病毒）介導(dǎo)RNA→DNA，完善了病毒遺傳信息傳遞路徑；（2）RNA的自我復(fù)制：某些RNA病毒（如脊髓灰質(zhì)炎病毒）通過RNA依賴的RNA聚合酶實(shí)現(xiàn)RNA→RNA復(fù)制；（3）非編碼RNA的調(diào)控作用：miRNA（微小RNA）通過堿基互補(bǔ)結(jié)合靶mRNA，抑制翻譯或誘導(dǎo)降解；lncRNA（長鏈非編碼RNA）通過構(gòu)象介導(dǎo)染色質(zhì)重塑（如Xist調(diào)控X染色體失活）或作為分子海綿吸附miRNA（ceRNA機(jī)制）；（4）表觀遺傳調(diào)控：DNA甲基化（如CpG島甲基化抑制轉(zhuǎn)錄）、組蛋白修飾（如H3K4三甲基化激活轉(zhuǎn)錄）可在不改變DNA序列的情況下調(diào)控基因表達(dá)，其信息可通過細(xì)胞分裂傳遞；（5）蛋白質(zhì)的傳遞：朊病毒（Prion）通過錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)誘導(dǎo)正常蛋白構(gòu)象改變，實(shí)現(xiàn)“蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì)”的信息傳遞，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)中心法則。這些擴(kuò)展推動(dòng)了分子生物學(xué)研究向RNA功能、表觀遺傳、蛋白質(zhì)構(gòu)象病等領(lǐng)域深入，例如基于RNA干擾（RNAi）的基因沉默技術(shù)已用于疾病治療，CRISPR-Cas系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)源于細(xì)菌對噬菌體的RNA介導(dǎo)免疫機(jī)制，而表觀遺傳藥物（如DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑）已應(yīng)用于癌癥治療。2.p53作為“基因組守護(hù)者”，其雙重調(diào)控作用體現(xiàn)在：（1）細(xì)胞周期阻滯：當(dāng)DNA損傷（如紫外線、化療藥物）發(fā)生時(shí)，ATM/ATR激酶磷酸化p53，使其穩(wěn)定并積累。p53作為轉(zhuǎn)錄因子，激活p21（CDKN1A）基因表達(dá)，p21與細(xì)胞周期蛋白（Cyclin）-CDK復(fù)合物結(jié)合，抑制其激酶活性，阻止細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期（G1/S檢查點(diǎn)）或G2期進(jìn)入M期（G2/M檢查點(diǎn)），為DNA修復(fù)提供時(shí)間。若修復(fù)成功，細(xì)胞周期恢復(fù)；（2）促凋亡：若DNA損傷無法修復(fù)，p53通過兩條途徑誘導(dǎo)凋亡：①轉(zhuǎn)錄激活促凋亡基因（如Bax、PUMA、NOXA），抑制抗凋亡基因（如Bcl-2），導(dǎo)致線粒體膜通透性增加，細(xì)胞色素c釋放，激活caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)；②非轉(zhuǎn)錄依賴途徑：p53直接轉(zhuǎn)位至線粒體，與Bcl-2家族蛋白相互作用，促進(jìn)細(xì)胞色素c釋放。此外，p53還可激活死亡受體（如Fas）通路，通過外源性凋亡途徑誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。在腫瘤中，p53突變（約50%腫瘤存在p53失活突變）導(dǎo)致其無法行使上述功能，細(xì)胞持續(xù)增殖并積累基因損傷，最終發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。靶向p53的治療策略（如小分子化合物恢復(fù)突變p53功能、激活野生型p53活性）已成為腫瘤精準(zhǔn)治療的研究熱點(diǎn)。五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題實(shí)驗(yàn)分組：①對照組（Vector）：轉(zhuǎn)染空載體的肝癌細(xì)胞（HepG2或Huh7）；②lncRNA-X敲低組（si-lncRNA-X）：轉(zhuǎn)染lncRNA-X小干擾RNA（siRNA）；③miRNA-123抑制組（anti-miR-123）：轉(zhuǎn)染miRNA-123抑制劑；④聯(lián)合組（si-lncRNA-X+anti-miR-123）：同時(shí)轉(zhuǎn)染si-lncRNA-X和anti-miR-123。關(guān)鍵技術(shù)方法：1.表達(dá)檢測：qPCR檢測各組lncRNA-X、miRNA-123及P53mRNA水平；Westernblot檢測P53蛋白表達(dá)。2.互作驗(yàn)證：RNApull-down實(shí)驗(yàn)（生物素標(biāo)記lncRNA-X探針捕獲結(jié)合的miRNA-123）；雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)（構(gòu)建含miRNA-123結(jié)合位點(diǎn)的P533’UTR熒光素酶載體，共轉(zhuǎn)染lncRNA-X表達(dá)質(zhì)粒或siRNA，檢測熒光素酶活性）。3.功能驗(yàn)證：CCK-8法檢測細(xì)胞增殖；EdU摻入實(shí)驗(yàn)檢測DNA合成；流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞周期分布（PI染色）及凋亡（AnnexinV/PI雙染）。4.機(jī)制驗(yàn)證：RNA免疫沉淀（RIP）實(shí)驗(yàn)（用抗Ago2抗體沉淀miRISC復(fù)合物，檢測其中l(wèi)ncRNA-X和P53mRNA的富集量，驗(yàn)證是否形成lncRNA-X-miRNA-123-P53mRNA三元復(fù)合物）。預(yù)期結(jié)果：①與對照組相比，si-lncRNA-X組lncRNA-X表達(dá)下降，miRNA-123表達(dá)升高，P53mRNA及蛋白表達(dá)降低，細(xì)胞增殖能力增強(qiáng)（CCK-8吸光度增加