2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——細(xì)胞分化中的化學(xué)調(diào)控機(jī)制研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不屬于細(xì)胞分化的典型特征？A.染色體數(shù)目發(fā)生改變B.細(xì)胞膜上糖蛋白的種類和數(shù)量發(fā)生改變C.轉(zhuǎn)錄組表達(dá)模式發(fā)生特異性改變D.細(xì)胞功能和形態(tài)發(fā)生特化2.能夠維持自身增殖并具有多向分化潛能的細(xì)胞群體稱為？A.分化細(xì)胞B.激活細(xì)胞C.干細(xì)胞D.周期細(xì)胞3.下列信號(hào)分子中，主要通過(guò)結(jié)合酪氨酸激酶受體來(lái)傳遞信號(hào)的是？A.甲狀腺素B.乙酰膽堿C.成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)D.電壓門控離子通道4.在MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中，將MAP3K激酶磷酸化的關(guān)鍵酶通常是？A.細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)B.c-JunN-terminalkinase(JNK)C.p38MAPkinaseD.Raf激酶5.下列哪種分子事件通常與基因轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)？A.DNA去甲基化B.組蛋白去乙?；疌.特定基因啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化D.miRNA與靶mRNA的結(jié)合6.Wnt信號(hào)通路中，能夠直接結(jié)合并降解β-catenin蛋白的復(fù)合物是？A.β-catenin/Tcf復(fù)合物B.APC/β-catenin/γ-catenin復(fù)合物C.Frizzled受體復(fù)合物D.Dishevelled蛋白7.Notch信號(hào)通路的主要調(diào)控方式是通過(guò)哪種分子的跨膜結(jié)構(gòu)？A.細(xì)胞因子受體B.具有胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)和胞內(nèi)跨膜結(jié)構(gòu)域的受體C.G蛋白偶聯(lián)受體D.酪氨酸激酶受體8.下列哪種物質(zhì)是維甲酸（RetinoicAcid）的活性形式，在調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化中發(fā)揮重要作用？A.維生素AB.視黃醇C.視黃醛D.全反式維甲酸9.在化學(xué)遺傳學(xué)研究中，利用小分子化合物作為工具來(lái)研究生物學(xué)功能或?qū)ふ宜幬锇悬c(diǎn)，這種方法通常被稱為？A.基因敲除B.表觀遺傳修飾C.化學(xué)基因組學(xué)D.功能基因組學(xué)10.能夠特異性識(shí)別并結(jié)合DNA甲基化位點(diǎn)的蛋白質(zhì)是？A.組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶B.DNA甲基轉(zhuǎn)移酶C.組蛋白去乙?；窪.miRNA誘導(dǎo)的RNA聚合酶二、填空題（每空1分，共15分）1.細(xì)胞分化是在基因選擇性______和表達(dá)調(diào)控下，由一種______細(xì)胞發(fā)育成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的______細(xì)胞的過(guò)程。2.生長(zhǎng)因子通過(guò)與其細(xì)胞表面受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的______，進(jìn)而觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。3.JAK/STAT通路中，JAK激酶首先被______激活，然后磷酸化STAT蛋白，磷酸化的STAT蛋白形成二聚體進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控基因表達(dá)。4.組蛋白乙?；ǔ０l(fā)生在______殘基上，與染色質(zhì)______狀態(tài)相關(guān)。5.DNA甲基化主要發(fā)生在______胞嘧啶上，通過(guò)添加一個(gè)甲基基團(tuán)來(lái)調(diào)控基因的______。6.在Notch信號(hào)通路中，膜結(jié)合的Notch受體被______蛋白切割后，其胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域被釋放并進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮作用。7.化學(xué)生物學(xué)研究旨在探索______與______之間的相互作用，揭示生命活動(dòng)的化學(xué)基礎(chǔ)。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.細(xì)胞分化(CellDifferentiation)2.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路(SignalTransductionPathway)3.表觀遺傳調(diào)控(EpigeneticRegulation)4.Wnt信號(hào)通路(WntSignalingPathway)5.化學(xué)遺傳學(xué)(Chemogenetics)四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述受體酪氨酸激酶（RTK）介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本過(guò)程。2.比較說(shuō)明DNA甲基化和組蛋白修飾在表觀遺傳調(diào)控中的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述Notch信號(hào)通路在細(xì)胞分化中的潛在作用機(jī)制。4.解釋為什么說(shuō)研究細(xì)胞分化中的化學(xué)調(diào)控機(jī)制對(duì)于理解疾病發(fā)生（如癌癥）和開(kāi)發(fā)新藥具有重要意義。五、論述題（10分）以MAPK信號(hào)通路為例，詳細(xì)闡述其如何整合不同來(lái)源的信號(hào)，并最終精確調(diào)控基因表達(dá)以影響細(xì)胞分化命運(yùn)的過(guò)程。試卷答案一、選擇題1.A2.C3.C4.D5.A6.B7.B8.D9.C10.B二、填空題1.選擇性，多能，特化2.受體3.配體4.氨基，松散5.5，沉默6.跨膜7.小分子化學(xué)物質(zhì)，生命活動(dòng)三、名詞解釋1.細(xì)胞分化：在基因選擇性表達(dá)和表達(dá)調(diào)控下，由一種多能細(xì)胞發(fā)育成具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的特化細(xì)胞的過(guò)程。2.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路：指細(xì)胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面受體結(jié)合后，通過(guò)一系列分子間的相互作用，將信號(hào)逐級(jí)傳遞至細(xì)胞內(nèi)部，最終引發(fā)特定細(xì)胞反應(yīng)的分子機(jī)制網(wǎng)絡(luò)。3.表觀遺傳調(diào)控：指在不改變DNA序列堿基序列的情況下，通過(guò)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)修飾或非編碼RNA等機(jī)制，可逆地調(diào)控基因表達(dá)狀態(tài)的現(xiàn)象。4.Wnt信號(hào)通路：一種重要的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，其激活通常依賴于細(xì)胞外Wnt蛋白與細(xì)胞表面Frizzled受體結(jié)合，抑制了β-catenin的降解，導(dǎo)致β-catenin積累并進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控基因表達(dá)。5.化學(xué)遺傳學(xué)：利用小分子化合物（藥物或合成化合物）作為遺傳學(xué)工具來(lái)研究生物學(xué)功能、篩選藥物靶點(diǎn)或模擬/糾正遺傳性疾病表型的研究領(lǐng)域。四、簡(jiǎn)答題1.答：RTK介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基本過(guò)程：①配體（如生長(zhǎng)因子）與細(xì)胞表面RTK結(jié)合，引起受體二聚化；②受體二聚化導(dǎo)致其跨膜酪氨酸殘基磷酸化；③磷酸化的酪氨酸殘基作為“招募位點(diǎn)”，吸引并磷酸化下游接頭蛋白（如Grb2）或激酶（如IRS）；④接頭蛋白或激酶進(jìn)一步激活下游信號(hào)分子，如Ras；⑤激活的Ras激活RAF、MEK、ERK等，形成MAPK級(jí)聯(lián)放大；⑥活化的MAPK（ERK）進(jìn)入細(xì)胞核，磷酸化轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控基因表達(dá)，最終產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。2.答：主要區(qū)別：①底物不同：DNA甲基化修飾DNA的堿基（胞嘧啶），主要在CpG二核苷酸處；組蛋白修飾修飾組蛋白的特定氨基酸殘基（如乙?；贚ys，甲基化在Lys、Arg等）。②作用機(jī)制不同：DNA甲基化通常通過(guò)抑制DNA與組蛋白/染色質(zhì)結(jié)合或招募抑制性蛋白來(lái)沉默基因；組蛋白修飾既可通過(guò)乙酰化（去抑制，使染色質(zhì)松散，激活基因）也可通過(guò)甲基化（可抑制或激活基因，取決于位點(diǎn)、甲基化模式及結(jié)合蛋白）來(lái)調(diào)控染色質(zhì)狀態(tài)和基因表達(dá)。③分布特點(diǎn)不同：DNA甲基化主要分布于基因啟動(dòng)子區(qū)域；組蛋白修飾遍布整個(gè)染色質(zhì)，具有區(qū)域特異性。④可逆性不同：DNA甲基化（通過(guò)DNMT和DNase）和組蛋白修飾（通過(guò)HMT和HAT）都具有一定的可逆性，但DNA甲基化通常與永久沉默相關(guān)。3.答：Notch信號(hào)通路作用機(jī)制：①細(xì)胞接觸時(shí)，鄰近細(xì)胞分泌的Notch配體（如Delta、Jagged）與對(duì)側(cè)細(xì)胞膜上的Notch受體結(jié)合；②Notch受體被配體誘導(dǎo)發(fā)生近膜切割，隨后自身胞外域也被膜結(jié)合的γ-分泌酶復(fù)合物切割；③釋放的Notch胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（NICD）穿過(guò)核膜進(jìn)入細(xì)胞核；④NICD與轉(zhuǎn)錄因子RBP-Jκ結(jié)合，形成復(fù)合物進(jìn)入細(xì)胞核；⑤NICD-RBP-Jκ復(fù)合物結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的特定DNA序列（CSL盒），激活或抑制這些靶基因（如Hes、Hey家族基因）的表達(dá)；⑥靶基因表達(dá)的調(diào)控最終影響下游信號(hào)通路或基因程序，決定細(xì)胞命運(yùn)的選擇或維持。4.答：意義：①細(xì)胞分化是形成組織和器官的基礎(chǔ)，其調(diào)控異常（如分化紊亂、干細(xì)胞異常增殖）是許多疾?。ㄌ貏e是癌癥）發(fā)生的重要原因。研究其化學(xué)調(diào)控機(jī)制有助于理解疾病發(fā)生的分子基礎(chǔ)。②理解了哪些化學(xué)物質(zhì)（信號(hào)分子、藥物）能激活或抑制特定分化通路，就能開(kāi)發(fā)出用于治療分化異常相關(guān)疾病（如誘導(dǎo)癌細(xì)胞分化為正常細(xì)胞、維持干細(xì)胞自我更新或定向分化）的新型藥物。③這些通路本身常作為藥物靶點(diǎn)，針對(duì)其中的關(guān)鍵分子（如受體、激酶、轉(zhuǎn)錄因子）設(shè)計(jì)小分子抑制劑或激活劑，可以開(kāi)發(fā)出治療癌癥、自身免疫病、神經(jīng)退行性疾病等的新療法。④通過(guò)化學(xué)手段研究分化機(jī)制，可以篩選出能影響特定基因表達(dá)或細(xì)胞行為的化合物，為藥物發(fā)現(xiàn)提供先導(dǎo)化合物。五、論述題答：以MAPK信號(hào)通路為例，詳細(xì)闡述其如何整合不同來(lái)源的信號(hào)，并最終精確調(diào)控基因表達(dá)以影響細(xì)胞分化命運(yùn)的過(guò)程：MAPK信號(hào)通路（包括ERK,JNK,p38等分支）是細(xì)胞接收到外界刺激后向細(xì)胞核傳遞信號(hào)的關(guān)鍵途徑之一，能夠整合多種信號(hào)（如生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、應(yīng)激刺激），并精確調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、存活和凋亡等過(guò)程。1.信號(hào)整合的分子基礎(chǔ)：MAPK通路的整合能力首先體現(xiàn)在其上游激酶的多樣性。不同的上游激酶（如Ras,Raf,MEK1/2,MLKs,ASK1等）可以響應(yīng)不同類型的細(xì)胞外信號(hào)。例如，生長(zhǎng)因子主要激活Ras-Raf-MEK-ERK通路，而應(yīng)激刺激（如紫外線、氧化應(yīng)激）則常激活JNK或p38通路。這些上游激酶本身也可能受到多種信號(hào)的調(diào)控，如磷酸化、去磷酸化、亞細(xì)胞定位變化等，進(jìn)一步增加了信號(hào)整合的復(fù)雜性。其次，不同MAPK分支通路之間存在復(fù)雜的交叉對(duì)話機(jī)制。例如，ERK可以通過(guò)磷酸化MEK激酶本身來(lái)抑制JNK通路的激活；而JNK可以磷酸化并激活MKK4/7，進(jìn)而促進(jìn)p38的激活。這種通路間的正反饋、負(fù)反饋和協(xié)同/拮抗作用，使得細(xì)胞能夠根據(jù)不同的信號(hào)組合或強(qiáng)度，產(chǎn)生特定的、精細(xì)的信號(hào)輸出。2.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程：以經(jīng)典的ERK通路為例，當(dāng)細(xì)胞接收到上游信號(hào)（如生長(zhǎng)因子與受體結(jié)合）后，Ras蛋白被激活并招募到受體或下游接頭蛋白上，激活Raf激酶?；罨腞af磷酸化并激活MEK1/2雙特異性激酶。MEK1/2進(jìn)一步磷酸化其底物ERK1/2。磷酸化的ERK1/2是全活性的，可以進(jìn)入細(xì)胞核或留在細(xì)胞質(zhì)中，參與下游信號(hào)的傳遞。3.精確調(diào)控基因表達(dá)：活化的ERK進(jìn)入細(xì)胞核后，直接磷酸化多種轉(zhuǎn)錄因子，如Elk-1,c-Fos,c-Jun等。這些轉(zhuǎn)錄因子被磷酸化后發(fā)生構(gòu)象變化，增強(qiáng)其與DNA結(jié)合位點(diǎn)（如AP-1位點(diǎn)）的結(jié)合能力。磷酸化的轉(zhuǎn)錄因子二聚化，并招募輔因子和轉(zhuǎn)錄機(jī)器（如RNA聚合酶II）到靶基因的啟動(dòng)子或增強(qiáng)子區(qū)域。這導(dǎo)致靶基因的轉(zhuǎn)錄被激活或抑制。ERK調(diào)控的靶基因非常廣泛，包括編碼細(xì)胞周期蛋白、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、粘附分子以及參與分化過(guò)程的轉(zhuǎn)錄因子等的基因。4.影響細(xì)胞分化命運(yùn)：細(xì)胞分化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要精確協(xié)調(diào)一系列基因的表達(dá)。MAP