2025年大學(xué)《生物科學(xué)》專業(yè)題庫——植物生長調(diào)控的分子機制考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。下列每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項字母填涂在答題卡相應(yīng)位置。）1.下列哪種植物激素通常被認為是具有極性運輸特性的主要信號分子？A.赤霉素B.細胞分裂素C.脫落酸D.生長素2.生長素運輸過程中，在質(zhì)外體中單向運輸?shù)臋C制主要依賴于？A.載體蛋白的主動轉(zhuǎn)運B.質(zhì)子動力驅(qū)動的被動擴散C.膜結(jié)合蛋白的協(xié)助擴散D.競爭性抑制3.乙烯的生物合成前體物質(zhì)通常是？A.脫落酸B.花青素C.1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）D.吲哚乙酸4.赤霉素促進種子萌發(fā)的主要機制之一是抑制？A.α-淀粉酶的合成B.脫落酸合成酶的活性C.脫落酸受體蛋白的表達D.細胞分裂素氧化酶的活性5.細胞分裂素的主要合成部位通常被認為是？A.頂端分生組織B.根尖C.葉片D.花器官6.脫落酸在植物應(yīng)對干旱脅迫過程中，主要發(fā)揮的作用是？A.促進氣孔開放B.抑制種子萌發(fā)C.促進莖稈伸長D.促進開花7.植物中負責(zé)感知光信號并傳遞下游信息的受體蛋白主要是？A.赤霉素受體B.脫落酸受體C.光敏色素D.乙烯受體8.下列哪種轉(zhuǎn)錄因子家族通常與生長素信號通路相關(guān)，并調(diào)控生長素誘導(dǎo)的基因表達？A.bZIPB.MYBC.ARF（AuxinResponseFactor）D.NAC9.某種轉(zhuǎn)錄因子通過招募組蛋白去乙酰化酶，導(dǎo)致靶基因染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變得緊密，進而抑制基因表達，這種調(diào)控方式屬于？A.DNA甲基化調(diào)控B.組蛋白乙?；{(diào)控C.非編碼RNA調(diào)控D.表觀遺傳沉默10.轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達調(diào)控通常涉及？A.mRNA的降解速率B.蛋白的翻譯后修飾C.RNA聚合酶與啟動子的相互作用D.蛋白的運輸定位二、填空題（每空1分，共15分。請將正確答案填寫在橫線上。）1.植物激素的運輸方式包括________運輸和________運輸。2.生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的核心是激活________蛋白，進而調(diào)控下游基因表達。3.赤霉素通過與________蛋白結(jié)合，進入細胞核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。4.細胞分裂素在根尖合成后，通過韌皮部進行________運輸?shù)竭_目標器官。5.脫落酸在脅迫信號整合中，常與________激素信號發(fā)生交叉talk。6.光敏色素主要存在兩種可逆的構(gòu)象形式：________態(tài)和________態(tài)。7.ARF蛋白通常位于細胞核內(nèi)，其活性受到生長素誘導(dǎo)的________蛋白的調(diào)控。8.某些植物在受到病原菌侵染時，會快速合成茉莉酸及其衍生物，這些信號分子能誘導(dǎo)________防御基因的表達。9.表觀遺傳調(diào)控不改變DNA序列，但能影響基因表達的表觀遺傳修飾主要包括________、________和可變剪接等。10.RNA干擾（RNAi）是近年來發(fā)現(xiàn)的通過________或________調(diào)控基因表達的保守機制。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出下列名詞的準確定義。）1.極性運輸2.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)3.轉(zhuǎn)錄因子4.染色質(zhì)重塑5.交叉talk四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述生長素促進植物器官伸長生長的分子機制。2.簡述赤霉素促進種子萌發(fā)的至少兩種主要分子機制。3.簡述植物響應(yīng)干旱脅迫的激素調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，脫落酸和生長素可能發(fā)揮的不同作用。4.簡述表觀遺傳修飾（以DNA甲基化為例）如何影響基因表達。五、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析和闡述下列問題。）1.詳細闡述生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑及其關(guān)鍵調(diào)控節(jié)點。2.論述植物激素如何通過相互作用和信號交叉talk來協(xié)調(diào)復(fù)雜的生長發(fā)育過程（如種子萌發(fā)或應(yīng)激反應(yīng)）。3.結(jié)合具體實例，論述分子生物學(xué)技術(shù)在研究植物生長調(diào)控機制中的應(yīng)用與貢獻。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.A5.B6.B7.C8.C9.B10.C二、填空題1.質(zhì)外體，韌皮部2.ARF(AuxinResponseFactor)3.ARF4.主動5.赤霉素6.膜結(jié)合型(Pfr)，核結(jié)合型(Pr)7.IAA-UPR(Indole-3-aceticacidUpstreamRegulatoryFactor)8.寄主防御9.DNA甲基化，組蛋白修飾10.小干擾RNA(siRNA)，微小RNA(miRNA)三、名詞解釋1.極性運輸：指植物激素在體內(nèi)沿特定方向（通常是從形態(tài)學(xué)上端到下端，或從產(chǎn)生部位到作用部位）單向運輸?shù)默F(xiàn)象。2.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：指細胞外信號分子被細胞表面或內(nèi)部的受體識別后，引發(fā)一系列分子事件，將信號傳遞至細胞內(nèi)部，最終導(dǎo)致細胞產(chǎn)生特定應(yīng)答反應(yīng)的過程。3.轉(zhuǎn)錄因子：是一類能夠結(jié)合到靶基因啟動子區(qū)域或增強子區(qū)域，從而調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄速率的蛋白質(zhì)。它們在基因表達調(diào)控中發(fā)揮著核心作用。4.染色質(zhì)重塑：指通過改變組蛋白的修飾狀態(tài)（如乙?；⒓谆?、磷酸化等）或調(diào)整染色質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)（如核小體排列、染色質(zhì)松散或緊密），從而影響染色質(zhì)的可及性，進而調(diào)控基因表達的過程。5.交叉talk：指不同信號通路之間相互影響、相互調(diào)控的現(xiàn)象，使得細胞能夠整合多種信號，做出更為復(fù)雜和精確的應(yīng)答。四、簡答題1.簡述生長素促進植物器官伸長生長的分子機制。生長素通過其受體ARF蛋白進入細胞核，與Auxin/Indole-3-AceticAcid(Aux/IAA)蛋白結(jié)合形成復(fù)合物。該復(fù)合物通常作為轉(zhuǎn)錄抑制因子，招募HDAC等組蛋白修飾酶，使靶基因染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密，抑制其轉(zhuǎn)錄。生長素誘導(dǎo)的IAA-UPR蛋白能磷酸化并降解Aux/IAA蛋白，解除其對ARF的抑制。釋放的ARF能夠與轉(zhuǎn)錄輔因子（如BCL）結(jié)合，共同激活下游促進細胞伸長相關(guān)基因（如細胞壁loosening相關(guān)基因，如GS,AGP,XTH）的轉(zhuǎn)錄，最終導(dǎo)致細胞壁loosening和細胞伸長生長。2.簡述赤霉素促進種子萌發(fā)的至少兩種主要分子機制。(1)抑制脫落酸（ABA）的作用：赤霉素能誘導(dǎo)脫落酸水解酶的合成，加速ABA的分解，從而解除ABA對種子萌發(fā)的抑制作用。(2)直接調(diào)控萌發(fā)相關(guān)基因表達：赤霉素通過與GAS（Gibberellin-InsensitiveSnRK2-related）蛋白或GID（GibberellinInsensitiveDwAR1-like）蛋白結(jié)合進入細胞核，激活下游轉(zhuǎn)錄因子（如DELLA蛋白），或通過抑制Aux/IAA蛋白（與生長素信號通路部分重合）來激活下游基因，如α-淀粉酶、脂肪酶、β-葡聚糖酶等水解酶的合成，這些酶能分解儲存的淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)，為種子萌發(fā)提供能量和物質(zhì)。3.簡述植物響應(yīng)干旱脅迫的激素調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，脫落酸和生長素可能發(fā)揮的不同作用。*脫落酸（ABA）：主要作用是促進氣孔關(guān)閉以減少水分散失；誘導(dǎo)脅迫相關(guān)蛋白（如LEA蛋白）的合成，提高細胞的抗逆性；抑制生長，特別是抑制種子萌發(fā)和根系生長；促進葉片衰老和脫落。*生長素（IAA）：在干旱脅迫下，其作用較為復(fù)雜。一方面，低濃度的生長素可能促進根系生長，以尋找水源；但高濃度的生長素或脅迫持續(xù)時間長，可能導(dǎo)致生長抑制。生長素也參與氣孔運動調(diào)控，但其作用通常與ABA的效應(yīng)相反或相互協(xié)調(diào)。生長素通過影響細胞壁的合成和修飾，也參與植物對干旱的生理響應(yīng)。4.簡述表觀遺傳修飾（以DNA甲基化為例）如何影響基因表達。DNA甲基化主要發(fā)生在CG島、CHG島和CHH島序列上。當(dāng)基因啟動子區(qū)域發(fā)生甲基化時，通常會阻止轉(zhuǎn)錄因子與啟動子結(jié)合，或者招募DNA甲基化結(jié)合蛋白（如MeCP2），這些蛋白進一步招募HDAC、H3K9甲基轉(zhuǎn)移酶等，導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變得緊密（異染色質(zhì)化），從而抑制基因的轉(zhuǎn)錄活性。反之，去除啟動子區(qū)域的甲基化則可能激活基因表達。DNA甲基化通常與基因沉默相關(guān)，但在某些情況下也參與基因激活和imprinting。五、論述題1.詳細闡述生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑及其關(guān)鍵調(diào)控節(jié)點。生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)主要涉及以下途徑：(1)受體識別：生長素首先被細胞表面的受體識別。在擬南芥中，主要受體是TIR1（Transport-InhibitingReceptor）、AUX/IAA-TL（Auxin/Indole-3-AceticAcidTranscriptionalRegulator-like）和ABP1（ArabidopsisthalianaAuxinBindingProtein1）亞家族的成員。TIR1與AUX/IAA蛋白結(jié)合是核心環(huán)節(jié)。ABP1可能參與生長素的極性運輸調(diào)控。(2.Aux/IAA蛋白降解：在有生長素存在時，TIR1與AUX/IAA蛋白結(jié)合形成復(fù)合物。這個復(fù)合物能夠被SCF（Skp1-Cullin-F-box蛋白復(fù)合體）識別，特別是由F-box蛋白SCFTIR1識別。SCF-TIR1通過泛素-蛋白酶體途徑標記AUX/IAA蛋白進行降解。(3.ARF蛋白釋放與核轉(zhuǎn)位：Aux/IAA蛋白的降解解除了對ARF（AuxinResponseFactor）蛋白的抑制。ARF蛋白通常定位于細胞質(zhì)。有研究認為ARF可能被生長素誘導(dǎo)的IAA-UPR（UPstreamRegulatoryFactorofAuxin）蛋白磷酸化，從而被招募到細胞核內(nèi)。(4.轉(zhuǎn)錄調(diào)控：在細胞核內(nèi)，ARF蛋白與轉(zhuǎn)錄輔因子（如BCL，B-BoxContainingCoactivator/Chaperone-Like蛋白）結(jié)合形成復(fù)合物。這個復(fù)合物能夠識別并結(jié)合到靶基因啟動子區(qū)域的AuxinResponseElement(ARE)序列，激活或抑制下游基因的轉(zhuǎn)錄，從而調(diào)控生長素響應(yīng)的生物學(xué)過程（如細胞伸長、分化、基因表達等）。關(guān)鍵調(diào)控節(jié)點包括：TIR1/AUX/IAA受體復(fù)合物的形成；SCF-TIR1介導(dǎo)的Aux/IAA蛋白降解；ARF蛋白的釋放、磷酸化與核轉(zhuǎn)位；ARF-BCL復(fù)合物與ARE的結(jié)合。2.論述植物激素如何通過相互作用和信號交叉talk來協(xié)調(diào)復(fù)雜的生長發(fā)育過程（如種子萌發(fā)或應(yīng)激響應(yīng)）。植物激素并非孤立作用，而是通過復(fù)雜的相互作用和信號交叉talk來精確協(xié)調(diào)生長發(fā)育和應(yīng)激響應(yīng)。(1)種子萌發(fā)：種子萌發(fā)受到多種激素的精細調(diào)控。*生長素（IAA）與赤霉素（GA）：IAA能促進胚的生長，并誘導(dǎo)GA的生物合成或運輸，促進萌發(fā)。GA則反過來促進IAA的生物合成。*生長素（IAA）與脫落酸（ABA）：ABA是主要的萌發(fā)抑制劑，通過抑制α-淀粉酶等萌發(fā)必需酶的合成來阻止萌發(fā)。IAA能部分解除ABA的抑制，促進萌發(fā)。這種交叉talk在種子休眠和萌發(fā)調(diào)控中至關(guān)重要。*細胞分裂素（CTK）與脫落酸（ABA）：CTK能促進種子萌發(fā)，部分機制是抑制ABA的生物合成或促進其降解。ABA則抑制CTK的生物合成。*乙烯（ET）與ABA：乙烯能促進某些種子（如番茄）的萌發(fā)，其作用機制部分與抑制ABA有關(guān)。激素間的這種正負反饋和相互促進/抑制的交叉talk，使得植物能夠根據(jù)內(nèi)源激素水平和外部環(huán)境條件（如水分、溫度）做出適宜的萌發(fā)決策。(2.應(yīng)激響應(yīng)（以干旱為例）：*脫落酸（ABA）核心作用：ABA是植物感知干旱并啟動防御反應(yīng)的主要激素。它誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉（通過調(diào)控保衛(wèi)細胞離子通道蛋白）、促進脅迫相關(guān)蛋白（如LEA蛋白、水通道蛋白）的合成、抑制生長、促進休眠等。*生長素（IAA）參與：低濃度IAA可能促進根系的延伸生長以尋找水源，但高濃度或長期脅迫下，IAA可能參與脅迫誘導(dǎo)的衰老和脫落過程。*赤霉素（GA）與ABA拮抗：GA通常促進生長和細胞分裂，與ABA的脅迫抑制效應(yīng)相反。但在某些情況下，GA也可能參與脅迫適應(yīng)，例如在恢復(fù)生長時發(fā)揮作用。*乙烯（ET）與ABA協(xié)同：乙烯合成常在脅迫下誘導(dǎo)，并與ABA信號通路相互作用，共同增強脅迫應(yīng)答。*茉莉酸（JA）與鹽脅迫：茉莉酸主要參與防御響應(yīng)，但在鹽脅迫等非生物脅迫下，JA也能與ABA信號通路交叉talk，參與脅迫應(yīng)答的調(diào)控。植物通過這種復(fù)雜的激素網(wǎng)絡(luò)和交叉talk，整合多種內(nèi)部和外部信號，從而啟動全面而協(xié)調(diào)的應(yīng)激反應(yīng)，以維持生存。3.結(jié)合具體實例，論述分子生物學(xué)技術(shù)在研究植物生長調(diào)控機制中的應(yīng)用與貢獻。分子生物學(xué)技術(shù)為揭示植物生長調(diào)控的分子機制提供了強大工具，其應(yīng)用與貢獻體現(xiàn)在多個層面：(1.基因功能解析：通過基因敲除（如T-DNA插入、CRISPR/Cas9）、RNA干擾（RNAi）等技術(shù)，可以沉默或刪除特定基因，觀察植物表型變化，從而確定該基因的功能。例如，通過突變關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子（如ARF、bHLH）的基因，發(fā)現(xiàn)它們在生長素信號通路和光形態(tài)建成中起著核心作用。利用CRISPR技術(shù)創(chuàng)建缺失或修飾Aux/IAA基因家族成員，可以精細解析該家族在生長素調(diào)控中的具體作用和冗余性。(2.信號通路研究：分子克隆、酵母雙雜交、pull-down、Co-IP等技術(shù)可用于鑒定激素受體、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白、轉(zhuǎn)錄因子及其相互作用伴侶。例如，利用酵母雙雜交系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了TIR1是AUX/IAA蛋白的受體；利用pull-down實驗結(jié)合質(zhì)譜分析，可以鑒定與生長素信號通路相關(guān)的蛋白激酶、磷酸酶等。這些技術(shù)幫助繪制了復(fù)雜的激素信號網(wǎng)絡(luò)圖。(3.轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制闡明：ChIP（ChromatinImmunop