2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——DNA甲基化在癌癥發(fā)生發(fā)展中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)。）1.DNA甲基化的主要化學(xué)修飾發(fā)生在（）。A.賴氨酸殘基上B.賴氨酸殘基上C.胞嘧啶的N5位上D.胞嘧啶的N7位上2.負(fù)責(zé)在DNA復(fù)制后傳遞甲基化信息給新生DNA鏈的DNMT是（）。A.DNMT1B.DNMT3AC.DNMT3BD.DNMT23.下列哪種情況通常與腫瘤抑制基因的沉默相關(guān)？（）A.基因啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生去甲基化B.基因體內(nèi)部區(qū)域發(fā)生甲基化C.基因啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生CpG島超甲基化D.整個(gè)基因組甲基化水平顯著降低4.DNMT3A和DNMT3B被歸類為（）。A.維持性甲基轉(zhuǎn)移酶B.誘導(dǎo)性甲基轉(zhuǎn)移酶C.修復(fù)性甲基轉(zhuǎn)移酶D.組蛋白修飾酶5.X染色體失活（XCI）過(guò)程中，導(dǎo)致沉默的X染色體甲基化主要發(fā)生在（）。A.啟動(dòng)子區(qū)域B.內(nèi)含子區(qū)域C.3'UTR區(qū)域D.X-inactivationcenter(Xic)6.全基因組范圍顯著的低甲基化狀態(tài)通常會(huì)導(dǎo)致（）。A.基因表達(dá)普遍上調(diào)B.染色體結(jié)構(gòu)異常和不穩(wěn)定C.啟動(dòng)子區(qū)域特異性沉默D.組蛋白乙?；斤@著降低7.5-aza-2'-deoxycytidine（阿扎胞苷）作為表觀遺傳藥物，其作用機(jī)制主要是（）。A.抑制DNMT1的活性B.抑制DNMT3A和DNMT3B的活性C.不可逆地?fù)饺隓NA，導(dǎo)致DNMT失活和DNA去甲基化D.直接激活沉默的腫瘤抑制基因8.在DNA甲基化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，甲基化通常與哪種組蛋白修飾相關(guān)聯(lián)，共同抑制基因表達(dá)？（）A.組蛋白H3上的乙酰化（Ac）B.組蛋白H3上的甲基化（meK）C.組蛋白H3上的脫乙?；╠eAc）D.組蛋白H4上的磷酸化（meY）9.DNA甲基化水平發(fā)生改變，但基因表達(dá)模式保持不變的現(xiàn)象稱為（）。A.穩(wěn)定性失調(diào)B.表觀遺傳沉默C.甲基化耐受D.穩(wěn)定性遺傳10.與DNA甲基化異常相關(guān)的癌癥表觀遺傳學(xué)特征包括（）。A.特定腫瘤抑制基因啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化B.整體基因組的高甲基化C.整個(gè)基因組的低甲基化D.以上都是二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將正確答案填入橫線內(nèi)。）1.DNA甲基化的主要產(chǎn)物是在胞嘧啶的N5位上連接了一個(gè)甲基基團(tuán)，這個(gè)過(guò)程由__________酶催化完成。2.DNA甲基化的“維持模式”主要由__________酶介導(dǎo)，確保子代細(xì)胞繼承親代細(xì)胞的甲基化狀態(tài)。3.DNA甲基化的“誘導(dǎo)模式”主要由__________和__________酶介導(dǎo)，通常發(fā)生在基因的啟動(dòng)子區(qū)域，與基因沉默相關(guān)。4.CpG島是指DNA序列中富含__________二核苷酸的區(qū)域，這些區(qū)域在哺乳動(dòng)物基因組中容易發(fā)生甲基化。5.表觀遺傳學(xué)是指不涉及__________改變，卻能引起基因表達(dá)發(fā)生可遺傳變化的遺傳現(xiàn)象。6.DNA甲基化通過(guò)招募__________復(fù)合物或影響組蛋白修飾，最終改變?nèi)旧|(zhì)的__________狀態(tài)，從而調(diào)控基因表達(dá)。7.DNA甲基化異常包括__________和__________兩種主要模式，兩者都與癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。8.通過(guò)檢測(cè)腫瘤組織中特定基因的__________狀態(tài)，可以將其作為某些癌癥的診斷或預(yù)后標(biāo)志物。9.表觀遺傳藥物通過(guò)__________DNA甲基化水平，恢復(fù)關(guān)鍵基因的表達(dá)，從而具有治療癌癥的潛力。10.除了DNA甲基化，__________和miRNA也是重要的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制，它們與甲基化相互作用，共同調(diào)控細(xì)胞命運(yùn)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)潔明了地回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述DNMT1、DNMT3A和DNMT3B在DNA甲基化過(guò)程中的主要區(qū)別。2.解釋什么是CpG島甲基化，并說(shuō)明其通常對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)生什么影響。3.簡(jiǎn)述DNA甲基化異常（高甲基化和低甲基化）如何分別促進(jìn)癌癥的發(fā)生發(fā)展。4.簡(jiǎn)要說(shuō)明表觀遺傳藥物（如5-aza-2'-deoxycytidine）治療癌癥的潛在機(jī)制及其面臨的挑戰(zhàn)。四、論述題（每題10分，共30分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，全面深入地回答下列問(wèn)題。）1.詳細(xì)闡述DNA甲基化在調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程和細(xì)胞凋亡中的作用機(jī)制，并說(shuō)明這些機(jī)制如何與癌癥的發(fā)生發(fā)展聯(lián)系。2.論述表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)（包括DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA等）在維持正常細(xì)胞功能及維持癌癥狀態(tài)中的作用。請(qǐng)舉例說(shuō)明這些調(diào)控因子之間的相互作用。3.DNA甲基化作為癌癥診斷和治療的靶點(diǎn)具有哪些優(yōu)勢(shì)和局限性？請(qǐng)結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行分析。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.C4.B5.D6.B7.C8.C9.D10.D二、填空題1.DNA甲基轉(zhuǎn)移2.DNMT13.DNMT3A,DNMT3B4.CpG5.DNA序列6.組蛋白,結(jié)構(gòu)7.高甲基化,低甲基化8.甲基化9.調(diào)節(jié)/降低10.組蛋白修飾三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：首先明確三種酶的核心功能。DNMT1負(fù)責(zé)復(fù)制后維持甲基化，因此其識(shí)別的是已甲基化的dC-dG位點(diǎn)。DNMT3A和DNMT3B負(fù)責(zé)從頭甲基化，識(shí)別非甲基化或半甲基化的dC-dG位點(diǎn)。其次，比較它們的分布偏好和主要功能，DNMT3A在體細(xì)胞中更活躍，DNMT3B在生殖細(xì)胞中更活躍，兩者是主要的誘導(dǎo)性甲基轉(zhuǎn)移酶。最后，指出DNMT1是維持性的，DNMT3A和DNMT3B是誘導(dǎo)性的。2.解析思路：定義CpG島是富含CpG二核苷酸的區(qū)域。解釋甲基化發(fā)生在CpG序列中的胞嘧啶上。重點(diǎn)闡述甲基化對(duì)基因表達(dá)的影響：通常通過(guò)招募HDAC/PHD復(fù)合物或改變組蛋白修飾狀態(tài)，導(dǎo)致染色質(zhì)構(gòu)象變緊，基因表達(dá)沉默，尤其是在啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化。3.解析思路：分別闡述兩種模式的致癌機(jī)制。高甲基化：重點(diǎn)在于解釋啟動(dòng)子區(qū)域關(guān)鍵基因（如TSGs）的高甲基化導(dǎo)致其沉默，使細(xì)胞獲得不受控制的增殖、抵抗凋亡、侵襲轉(zhuǎn)移等癌變特性。低甲基化：解釋低甲基化導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定，如散在重復(fù)序列擴(kuò)增、染色體易位，增加突變率，促進(jìn)癌癥發(fā)展。4.解析思路：解釋藥物作用機(jī)制：5-aza-2'-deoxycytidine能摻入DNA并不可逆地被DNMT識(shí)別，導(dǎo)致DNMT失活。進(jìn)而引發(fā)受抑制基因的去甲基化和重新表達(dá)。優(yōu)勢(shì)在于能重新激活沉默的TSGs。局限性在于脫靶效應(yīng)（影響非目標(biāo)基因甲基化）、難以達(dá)到并維持有效濃度、停藥后易復(fù)發(fā)、對(duì)誘導(dǎo)性甲基化的基因無(wú)效等。四、論述題1.解析思路：闡述DNA甲基化如何調(diào)控細(xì)胞周期：通過(guò)甲基化調(diào)控細(xì)胞周期調(diào)控因子（如Cyclins,CDKs,APC/C等）或DNA損傷修復(fù)相關(guān)基因的表達(dá)。例如，高甲基化沉默CDK抑制劑或修復(fù)基因，導(dǎo)致細(xì)胞周期進(jìn)程失控。闡述DNA甲基化如何調(diào)控細(xì)胞凋亡：通過(guò)甲基化調(diào)控凋亡相關(guān)基因（如Bcl-2,Bax,caspases等）的表達(dá)。例如，高甲基化沉默Bax或caspases，抑制凋亡通路。最后，將這兩方面機(jī)制與癌癥聯(lián)系起來(lái)：細(xì)胞周期失控和凋亡抑制共同導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。2.解析思路：首先概述表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的組成：DNA甲基化、組蛋白修飾（乙?；?、甲基化等）、非編碼RNA（如miRNA,lncRNA）。然后分別闡述每種機(jī)制的作用：DNA甲基化改變?nèi)旧|(zhì)狀態(tài)，調(diào)控基因表達(dá)；組蛋白修飾直接改變?nèi)旧|(zhì)構(gòu)象，影響基因可及性；非編碼RNA通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)或調(diào)控翻譯/穩(wěn)定性來(lái)影響基因表達(dá)。重點(diǎn)在于闡述它們?nèi)绾蜗嗷プ饔茫豪?，組蛋白乙?；赡苁笵NA更易于被DNMT修飾；DNMT修飾的DNA可能招募特定的組蛋白修飾酶；miRNA可能靶向甲基化或未甲基化的mRNA。通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，如組蛋白去乙?；窰DAC與DNMT的物理或功能聯(lián)系，或miRNA與甲基化狀態(tài)的協(xié)同作用。3.解析思路：闡述優(yōu)勢(shì)：①非侵入性：主要影響基因表達(dá)而非改變DNA序列，理論上對(duì)生殖細(xì)胞無(wú)影響。②潛在靶點(diǎn)廣泛：大量癌基因和TSG