2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——生命科學(xué)中信號(hào)傳導(dǎo)與調(diào)控考試時(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)字母填入括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪種分子通常作為脂溶性激素的受體？A.G蛋白偶聯(lián)受體B.受體酪氨酸激酶C.離子通道受體D.核受體E.細(xì)胞表面受體酪氨酸磷酸酶2.cAMP依賴性信號(hào)通路中，關(guān)鍵的第二信使是：A.IP?B.DAGC.Ca2?D.cAMPE.cGMP3.下列關(guān)于受體酪氨酸激酶（RTK）的描述，錯(cuò)誤的是：A.通常位于細(xì)胞膜外側(cè)B.激酶活性域位于胞質(zhì)側(cè)C.配體結(jié)合后通常發(fā)生二聚化D.主要通過磷酸化下游接頭蛋白傳遞信號(hào)E.G蛋白是它的直接底物4.在MAPK信號(hào)通路中，從受體到ERK的信號(hào)傳遞通常涉及：A.JAK激酶的磷酸化作用B.PLCγ的激活C.RAS蛋白的參與D.Ca2?濃度的升高E.核受體的直接調(diào)控5.能夠直接與細(xì)胞核內(nèi)DNA結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的信號(hào)分子是：A.G蛋白B.蛋白激酶C.脂溶性激素D.第二信使E.細(xì)胞骨架蛋白6.下列哪種機(jī)制是終止細(xì)胞外信號(hào)傳導(dǎo)的重要方式？A.信號(hào)分子被酶快速降解B.受體與信號(hào)分子持續(xù)結(jié)合C.第二信使不斷被合成D.G蛋白持續(xù)激活腺苷酸環(huán)化酶E.細(xì)胞膜不斷內(nèi)吞受體7.利用小分子抑制劑特異性阻斷某個(gè)信號(hào)通路進(jìn)行研究，這種方法在化學(xué)生物學(xué)中屬于：A.基因敲除B.表觀遺傳修飾C.藥物靶向D.RNA干擾E.細(xì)胞成像8.下列哪種技術(shù)常用于研究細(xì)胞膜上離子通道的功能？A.基因測(cè)序B.蛋白質(zhì)質(zhì)譜C.磷酸化分析D.膜片鉗E.流式細(xì)胞術(shù)9.G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）激活后，能夠直接激活的效應(yīng)器蛋白包括：A.蛋白激酶A（PKA）B.蛋白激酶C（PKC）C.磷脂酶C（PLC）D.RAS蛋白E.細(xì)胞色素c10.信號(hào)通路中的“交叉對(duì)話”指的是：A.多個(gè)信號(hào)通路共享同一個(gè)受體B.一個(gè)信號(hào)通路產(chǎn)生多個(gè)下游信號(hào)分子C.不同信號(hào)通路相互影響，共同調(diào)控下游事件D.信號(hào)分子在細(xì)胞內(nèi)不同區(qū)域的分布不均E.第二信使的濃度隨時(shí)間變化二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將正確答案填入橫線內(nèi)。）1.信號(hào)傳導(dǎo)過程中的信號(hào)級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)，使得細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外微弱信號(hào)的____________非常敏感。2.G蛋白是位于細(xì)胞膜內(nèi)外的異源三聚體蛋白，其α亞基的活性變化受____________和____________的共同調(diào)控。3.細(xì)胞內(nèi)重要的第二信使Ca2?，其濃度變化主要通過____________和____________兩種機(jī)制進(jìn)行調(diào)節(jié)。4.細(xì)胞凋亡信號(hào)通路中，Bcl-2家族蛋白通常扮演____________的角色，而Bax/Bak則促進(jìn)____________。5.核受體屬于____________蛋白，其結(jié)合的脂溶性信號(hào)分子需要先進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，通過與受體結(jié)合后____________基因表達(dá)。6.在研究信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制時(shí)，利用____________技術(shù)敲除特定基因，可以研究該基因產(chǎn)物在信號(hào)通路中的作用。7.許多小分子藥物通過____________信號(hào)通路的特定分子（如受體或激酶）來發(fā)揮藥理作用。8.信號(hào)傳導(dǎo)研究中的化學(xué)遺傳學(xué)方法，是指利用小分子化合物來____________或____________特定基因的功能。三、名詞解釋（每題3分，共18分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確的定義。）1.第二信使2.G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）3.信號(hào)級(jí)聯(lián)4.細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）信號(hào)傳導(dǎo)5.化學(xué)生物學(xué)方法6.信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的整合四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題。）1.簡(jiǎn)述受體酪氨酸激酶（RTK）激活后可能引發(fā)的兩種主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。2.比較cAMP信號(hào)通路和Ca2?信號(hào)通路在信號(hào)傳遞方式上的主要異同點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述一個(gè)典型的G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)過程。4.為什么說信號(hào)通路的研究是化學(xué)生物學(xué)的重要領(lǐng)域？五、論述題（每題12分，共24分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，深入分析和闡述下列問題。）1.以MAPK信號(hào)通路為例，詳細(xì)闡述其主要的下游效應(yīng)以及這些效應(yīng)如何影響細(xì)胞功能（如增殖、分化、凋亡等）。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述化學(xué)工具（如藥物或探針）在研究信號(hào)傳導(dǎo)通路中的重要作用，并分析當(dāng)前化學(xué)生物學(xué)在開發(fā)新型信號(hào)調(diào)節(jié)劑方面面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。---試卷答案一、選擇題（每題2分，共20分。）1.D2.D3.E4.C5.C6.A7.C8.D9.C10.C二、填空題（每空1分，共15分。）1.信號(hào)2.G蛋白激活狀態(tài)，效應(yīng)器蛋白活性3.Ca2?泵，鈣通道4.抑制劑，細(xì)胞凋亡5.翻譯，反式6.基因敲除（或KO）7.細(xì)胞內(nèi)8.模擬，抑制（或激活）三、名詞解釋（每題3分，共18分。）1.第二信使：指由細(xì)胞外信號(hào)分子（第一信使）在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的、能夠傳遞信號(hào)的分子，它們放大第一信使的信號(hào)并引發(fā)特定的細(xì)胞應(yīng)答。2.G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）：位于細(xì)胞膜上的一類跨膜受體，其下游通過激活或抑制G蛋白來傳遞細(xì)胞外信號(hào)至細(xì)胞內(nèi)。3.信號(hào)級(jí)聯(lián)：指細(xì)胞外信號(hào)被受體識(shí)別后，在細(xì)胞內(nèi)通過一系列有序的酶促磷酸化或其他修飾反應(yīng)，逐級(jí)傳遞并放大信號(hào)的過程。4.細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）信號(hào)傳導(dǎo)：指細(xì)胞通過與細(xì)胞外基質(zhì)成分的相互作用（如整合素與ECM結(jié)合）來感知和響應(yīng)外部環(huán)境，并將信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部的過程。5.化學(xué)生物學(xué)方法：指綜合運(yùn)用化學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等技術(shù)手段來研究生命現(xiàn)象、生物大分子功能及生命過程的學(xué)科方法。6.信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的整合：指細(xì)胞內(nèi)多種不同的信號(hào)通路并非孤立存在，而是相互交織、相互作用，共同協(xié)調(diào)細(xì)胞對(duì)復(fù)雜環(huán)境做出精確應(yīng)答的過程。四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。）1.簡(jiǎn)述受體酪氨酸激酶（RTK）激活后可能引發(fā)的兩種主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。答：RTK激活后，可通過以下兩種主要途徑傳遞信號(hào)：*PLCγ途徑：激活PLCγ，導(dǎo)致膜上磷脂酰肌醇（PIP?）水解，產(chǎn)生第二信使IP?（動(dòng)員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2?釋放）和DAG（激活PKC），引發(fā)細(xì)胞應(yīng)答。*Ras-MAPK途徑：激活Src家族激酶（通過接頭蛋白如Grb2），進(jìn)而激活Ras蛋白，Ras激活Raf，激活MEK，最后激活ERK，ERK進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。2.比較cAMP信號(hào)通路和Ca2?信號(hào)通路在信號(hào)傳遞方式上的主要異同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：*都屬于細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的第二信使系統(tǒng)。*都能放大細(xì)胞外信號(hào)并引發(fā)細(xì)胞應(yīng)答。*都涉及信號(hào)分子濃度變化引發(fā)下游效應(yīng)。不同點(diǎn)：*信號(hào)分子：cAMP是主要的第二信使，Ca2?是重要的第二信使，但細(xì)胞內(nèi)Ca2?濃度變化幅度比cAMP大。*信號(hào)傳遞方式：cAMP通過激活PKA等蛋白激酶發(fā)揮作用；Ca2?通過改變濃度、與鈣結(jié)合蛋白結(jié)合或激活鈣調(diào)蛋白依賴性激酶等多種方式發(fā)揮作用。*信號(hào)調(diào)節(jié)：cAMP信號(hào)通路通常通過腺苷酸環(huán)化酶（AC）和磷酸二酯酶（PDE）的活性進(jìn)行快速調(diào)節(jié)；Ca2?信號(hào)通路通過鈣泵和鈣通道進(jìn)行更復(fù)雜的時(shí)空調(diào)節(jié)。*擴(kuò)散性：Ca2?在細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散性差，信號(hào)局域性強(qiáng)；cAMP相對(duì)擴(kuò)散性好。3.簡(jiǎn)述一個(gè)典型的G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)過程。答：典型的GPCR信號(hào)傳導(dǎo)過程如下：1.配體（如激素）與細(xì)胞外的GPCR結(jié)合，導(dǎo)致受體構(gòu)象發(fā)生改變。2.這種構(gòu)象變化促使與之偶聯(lián)的G蛋白的α亞基與GDP解離，并與GTP結(jié)合，G蛋白被激活。3.激活的G蛋白α亞基（有時(shí)還有β和γ亞基）解離下來，移動(dòng)到膜內(nèi)，并激活下游的效應(yīng)器蛋白，如腺苷酸環(huán)化酶（AC）、磷脂酶C（PLC）或鉀/鈣通道等。4.效應(yīng)器蛋白被激活后，產(chǎn)生第二信使（如cAMP、IP?+DAG、Ca2?）或直接改變離子通道通透性。5.第二信使或直接效應(yīng)引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致特定的細(xì)胞應(yīng)答。6.G蛋白α亞基上的GTP水解為GDP，G蛋白失活，并重新與β、γ亞基結(jié)合，回到靜息狀態(tài)，信號(hào)傳導(dǎo)終止。4.為什么說信號(hào)通路的研究是化學(xué)生物學(xué)的重要領(lǐng)域？答：信號(hào)通路研究是化學(xué)生物學(xué)的重要領(lǐng)域，原因如下：*生命活動(dòng)的核心基礎(chǔ)：細(xì)胞的增殖、分化、凋亡、運(yùn)動(dòng)、對(duì)環(huán)境的響應(yīng)等基本生命活動(dòng)都由精密調(diào)控的信號(hào)通路介導(dǎo)。*疾病發(fā)生的分子機(jī)制：許多人類疾病，特別是癌癥、神經(jīng)退行性疾病、代謝綜合征等，都與信號(hào)通路的異常激活或抑制密切相關(guān)。*藥物研發(fā)的靶點(diǎn)：信號(hào)通路中的關(guān)鍵分子（如受體、激酶、離子通道等）是開發(fā)靶向藥物的重要靶點(diǎn)。理解通路機(jī)制有助于發(fā)現(xiàn)新的藥物作用靶點(diǎn)和設(shè)計(jì)更有效的藥物。*化學(xué)生物學(xué)方法的平臺(tái)：研究信號(hào)通路提供了豐富的平臺(tái)，用于發(fā)展、驗(yàn)證和應(yīng)用化學(xué)生物學(xué)方法，如利用小分子工具進(jìn)行化學(xué)遺傳學(xué)操作、開發(fā)疾病模型、進(jìn)行高通量篩選等。*跨學(xué)科交叉的體現(xiàn)：信號(hào)通路研究天然地融合了生物學(xué)、化學(xué)、藥理學(xué)、遺傳學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，是化學(xué)生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的集中體現(xiàn)。五、論述題（每題12分，共24分。）1.以MAPK信號(hào)通路為例，詳細(xì)闡述其主要的下游效應(yīng)以及這些效應(yīng)如何影響細(xì)胞功能（如增殖、分化、凋亡等）。答：MAPK信號(hào)通路（特別是ERK分支）是研究最深入的分支之一，其下游效應(yīng)廣泛且多樣，主要通過以下機(jī)制影響細(xì)胞功能：*調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄：活化的ERK可以進(jìn)入細(xì)胞核，直接磷酸化轉(zhuǎn)錄因子（如Elk-1,c-Fos,c-Myc），或通過磷酸化染色質(zhì)相關(guān)蛋白（如組蛋白）來改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，從而調(diào)節(jié)目的基因的轉(zhuǎn)錄水平。這些基因的產(chǎn)物可能參與細(xì)胞周期進(jìn)程、生長(zhǎng)因子合成、細(xì)胞遷移等。*影響細(xì)胞周期進(jìn)程：ERK信號(hào)通路通過調(diào)控細(xì)胞周期蛋白（如CyclinD1）和周期蛋白依賴性激酶（CDK）的表達(dá)或活性，促進(jìn)細(xì)胞從G?期進(jìn)入S期，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞增殖。*促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和存活：ERK信號(hào)可以激活多種促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和存活的信號(hào)通路，如PI3K-Akt通路，抑制凋亡相關(guān)蛋白（如Bad）的活性，從而抑制細(xì)胞凋亡。*調(diào)控細(xì)胞遷移和侵襲：ERK可以磷酸化細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白（如FAK、paxillin）和粘附分子（如E-鈣粘蛋白），影響細(xì)胞與外基質(zhì)的粘附以及細(xì)胞骨架的重排，從而調(diào)控細(xì)胞的遷移和侵襲能力，這在傷口愈合和腫瘤轉(zhuǎn)移中起重要作用。*誘導(dǎo)細(xì)胞分化：在特定細(xì)胞類型中，ERK信號(hào)通路可以驅(qū)動(dòng)細(xì)胞分化程序，例如在神經(jīng)發(fā)育過程中，ERK通路對(duì)神經(jīng)元分化至關(guān)重要。*其他效應(yīng)：還可影響蛋白質(zhì)合成、代謝重編程等。綜上，MAPK信號(hào)通路通過其下游的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、細(xì)胞周期、存活、遷移、分化等多種效應(yīng)，在細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育、響應(yīng)外界刺激等生命活動(dòng)中扮演著核心調(diào)控角色。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述化學(xué)工具（如藥物或探針）在研究信號(hào)傳導(dǎo)通路中的重要作用，并分析當(dāng)前化學(xué)生物學(xué)在開發(fā)新型信號(hào)調(diào)節(jié)劑方面面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。答：化學(xué)工具（藥物、抑制劑、激活劑、探針等）在研究信號(hào)傳導(dǎo)通路中發(fā)揮著不可或缺的作用：*通路功能的驗(yàn)證與探索：通過使用特異性抑制劑或激活劑，可以驗(yàn)證某個(gè)信號(hào)分子或通路在細(xì)胞生理或病理過程中的功能。例如，使用PD98059特異性抑制MEK激酶，可以研究ERK通路在細(xì)胞增殖中的作用；使用博來霉素（一種鈣離子載體）可以研究細(xì)胞內(nèi)Ca2?濃度變化對(duì)肌肉收縮的影響。*關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的識(shí)別與機(jī)制研究：高通量篩選結(jié)合的化合物庫，可以發(fā)現(xiàn)針對(duì)特定信號(hào)通路節(jié)點(diǎn)的活性分子，從而幫助定位通路中的關(guān)鍵調(diào)控點(diǎn)。例如，篩選發(fā)現(xiàn)的小分子抑制劑可以揭示激酶的底物特異性和催化機(jī)制。*信號(hào)動(dòng)態(tài)過程的可視化：利用熒光探針（如Fura-2測(cè)量細(xì)胞內(nèi)Ca2?、cAMP熒光探針）或生物發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（BRET）探針，可以在活細(xì)胞中實(shí)時(shí)、原位地監(jiān)測(cè)信號(hào)分子的濃度變化或相互作用，揭示信號(hào)的時(shí)空動(dòng)態(tài)特性。*建立疾病模型與藥物開發(fā)：針對(duì)異常激活的信號(hào)通路開發(fā)的小分子藥物（如EGFR抑制劑用于肺癌治療），本身就是研究該通路功能并將其轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用的典范?；瘜W(xué)工具也用于建立和驗(yàn)證動(dòng)物疾病模型。*化學(xué)遺傳學(xué)方法：小分子工具可以模擬或抑制特定基因的功能，實(shí)現(xiàn)“化學(xué)遺傳學(xué)”操作，用于研究復(fù)雜性狀或疾病中基因網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控。