2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——DNA修飾與基因表達(dá)調(diào)控考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種DNA修飾主要發(fā)生在哺乳動物基因的啟動子區(qū)域，并與基因沉默相關(guān)？A.5'-甲基化B.3'-羥化C.6-羥甲基化D.4-羥甲基化2.組蛋白H3上賴氨酸4的甲基化（H3K4me3）通常與哪種染色質(zhì)狀態(tài)和基因表達(dá)狀態(tài)相關(guān)？A.染色質(zhì)濃縮；基因沉默B.染色質(zhì)松散；基因沉默C.染色質(zhì)濃縮；基因激活D.染色質(zhì)松散；基因激活3.SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物主要通過什么方式改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)以調(diào)控基因表達(dá)？A.甲基化組蛋白B.添加或移除乙?；M蛋白C.滑動或置換組蛋白八聚體D.切割DNA鏈4.RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝關(guān)鍵步驟不包括：A.TATA結(jié)合蛋白（TBP）與TATA盒的結(jié)合B.RNA聚合酶II核心酶的招募C.正向轉(zhuǎn)錄起始因子的加入D.組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（HAT）的參與5.以下哪種分子屬于反式作用因子？A.啟動子B.增強(qiáng)子C.轉(zhuǎn)錄因子D.沉默子6.DNA亞硫酸氫鹽測序（BS-seq）技術(shù)主要用于研究哪種表觀遺傳標(biāo)記？A.組蛋白乙?；疊.DNA甲基化C.RNA編輯D.非編碼RNA7.X染色體失活（XCI）是一個典型的基因印記現(xiàn)象，其核心機(jī)制涉及：A.特定DNA序列的重排B.X染色體特異性的RNA（Xist）指導(dǎo)的甲基化修飾傳播C.組蛋白去乙酰化D.轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的競爭性抑制8.在癌癥中，DNA甲基化異常常常表現(xiàn)為：A.整體基因組低甲基化，關(guān)鍵腫瘤抑制基因啟動子區(qū)域高甲基化B.整體基因組高甲基化，關(guān)鍵腫瘤抑制基因啟動子區(qū)域低甲基化C.整體基因組高甲基化，所有基因啟動子區(qū)域高甲基化D.整體基因組低甲基化，所有基因啟動子區(qū)域低甲基化9.染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）技術(shù)的基本原理是利用特異性抗體富集與目標(biāo)DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)，進(jìn)而分析該蛋白質(zhì)的：A.定位和修飾狀態(tài)B.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域C.結(jié)合親和力D.亞細(xì)胞分布10.以下哪項(xiàng)不是表觀遺傳調(diào)控的特點(diǎn)？A.可遺傳性B.可逆性C.只發(fā)生在DNA水平D.對環(huán)境因素敏感二、填空題（每空1分，共15分）1.DNA甲基化的主要酶是__________，它利用S-腺苷甲硫氨酸（SAM）作為甲基供體。2.能夠特異性識別并結(jié)合組蛋白修飾（如H3K4me3）的蛋白模塊稱為__________。3.染色質(zhì)重塑涉及改變組蛋白八聚體的__________或__________。4.順式作用元件是指位于DNA上，能夠影響自身鄰近基因表達(dá)活性的__________序列。5.lncRNA（長鏈非編碼RNA）可以通過多種機(jī)制調(diào)控基因表達(dá)，包括__________、__________和影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)等。6.表觀遺傳學(xué)研究的核心是研究不依賴DNA序列變化的遺傳信息傳遞現(xiàn)象，這些現(xiàn)象包括DNA的__________和組蛋白的__________。7.基因印記是指某些基因的表達(dá)受到其__________來源的親本等位基因特異性的調(diào)控。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.染色質(zhì)密碼2.沉默子3.ADP核糖基化4.基因表達(dá)程序性沉默5.表觀遺傳重編程四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述DNA甲基化如何調(diào)控基因表達(dá)。2.簡述組蛋白乙酰化如何影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)。3.簡述轉(zhuǎn)錄因子如何識別并結(jié)合DNA上的順式作用元件。4.簡述表觀遺傳修飾在維持細(xì)胞分化狀態(tài)中的作用機(jī)制。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述染色質(zhì)重塑復(fù)合物（以SWI/SNF為例）如何參與基因表達(dá)調(diào)控，并說明其可能面臨的調(diào)控機(jī)制。2.論述表觀遺傳學(xué)異常與人類疾病（特別是癌癥）發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，并舉例說明表觀遺傳藥物在疾病治療中的應(yīng)用前景。---試卷答案一、選擇題1.A2.D3.C4.D5.C6.B7.B8.A9.A10.C二、填空題1.DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMTs）2.染色質(zhì)閱讀器（Chromatinreader）3.組成；位置4.特異性5.阻斷轉(zhuǎn)錄；調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子活性6.甲基化；修飾7.染色體三、名詞解釋1.染色質(zhì)密碼：指組蛋白和DNA上各種修飾的特定組合模式，與特定的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，類似于遺傳密碼，但通過酶促反應(yīng)和相互作用進(jìn)行“閱讀”和“翻譯”。2.沉默子：指位于DNA上，能夠負(fù)向調(diào)控鄰近基因表達(dá)活性的順式作用元件。其作用通常通過吸引沉默調(diào)控蛋白或招募組蛋白修飾/重塑復(fù)合物來實(shí)現(xiàn)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致基因沉默。3.ADP核糖基化：一種重要的翻譯后修飾，由ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶催化，將ADP核糖基團(tuán)添加到靶蛋白的特定氨基酸殘基（通常是谷氨酰胺）上，可改變蛋白活性、定位或穩(wěn)定性。4.基因表達(dá)程序性沉默：指在特定細(xì)胞類型或發(fā)育階段中，通過特定的遺傳或表觀遺傳機(jī)制，使某些基因的轉(zhuǎn)錄持續(xù)沉默的現(xiàn)象，是細(xì)胞分化和維持細(xì)胞身份的關(guān)鍵調(diào)控方式。5.表觀遺傳重編程：指在多能細(xì)胞（如受精卵）或成體細(xì)胞中，通過特定機(jī)制（如卵子/胚胎干細(xì)胞注入、病毒介導(dǎo)的轉(zhuǎn)座子激活、表觀遺傳藥物處理）徹底改變細(xì)胞核內(nèi)DNA和組蛋白修飾模式的過程。四、簡答題1.簡述DNA甲基化如何調(diào)控基因表達(dá)。解析思路：首先指出DNA甲基化主要發(fā)生在基因啟動子區(qū)域的CpG二核苷酸。然后說明甲基化通常通過抑制轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合來降低基因表達(dá)。此外，甲基化也可能招募特殊的染色質(zhì)重塑復(fù)合物或DNA結(jié)合蛋白，使染色質(zhì)結(jié)構(gòu)更緊密，從而阻礙轉(zhuǎn)錄機(jī)器的進(jìn)入和轉(zhuǎn)錄過程。最后，提及高甲基化與基因沉默相關(guān)。2.簡述組蛋白乙?；绾斡绊懭旧|(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)。解析思路：首先解釋組蛋白乙?；ǔ０l(fā)生在組蛋白的N端尾部的賴氨酸殘基上。然后說明乙酰化通過中和賴氨酸的正電荷，削弱了組蛋白與帶負(fù)電荷的DNA之間的相互作用，導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)從緊密變?yōu)樗缮?。這種松散的結(jié)構(gòu)有利于轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶等蛋白質(zhì)的進(jìn)入，從而促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄激活。3.簡述轉(zhuǎn)錄因子如何識別并結(jié)合DNA上的順式作用元件。解析思路：首先明確轉(zhuǎn)錄因子是蛋白質(zhì)。然后解釋轉(zhuǎn)錄因子上存在特定的DNA結(jié)合域（DBD），該區(qū)域具有高度特異性，能夠識別并結(jié)合DNA序列。轉(zhuǎn)錄因子通過其DBD上的氨基酸殘基與順式作用元件的堿基序列通過氫鍵、離子鍵和范德華力等相互作用力形成特異性結(jié)合。這種結(jié)合通常發(fā)生在基因的啟動子、增強(qiáng)子等區(qū)域，招募RNA聚合酶和通用轉(zhuǎn)錄因子，啟動或增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄。4.簡述表觀遺傳修飾在維持細(xì)胞分化狀態(tài)中的作用機(jī)制。解析思路：首先指出細(xì)胞分化是基因表達(dá)模式發(fā)生穩(wěn)定變化的過程。然后說明表觀遺傳修飾（DNA甲基化和組蛋白修飾）在分化過程中被建立并穩(wěn)定遺傳給子細(xì)胞，形成了獨(dú)特的表觀遺傳標(biāo)記。這些標(biāo)記可以鎖定特定基因的活躍或沉默狀態(tài)，即使在脫分化或再分化過程中，也能幫助細(xì)胞記住其特定的分化身份，維持細(xì)胞類型的穩(wěn)定性。五、論述題1.論述染色質(zhì)重塑復(fù)合物（以SWI/SNF為例）如何參與基因表達(dá)調(diào)控，并說明其可能面臨的調(diào)控機(jī)制。解析思路：首先介紹SWI/SNF復(fù)合物是ATP依賴性的染色質(zhì)重塑復(fù)合物，其核心功能是滑動或置換組蛋白八聚體。然后論述其如何參與基因表達(dá)調(diào)控：在基因激活過程中，SWI/SNF通過破壞染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)錄機(jī)器能夠進(jìn)入；在基因沉默過程中，它可能將染色質(zhì)重塑到不利于轉(zhuǎn)錄的狀態(tài)。接著說明其面臨的調(diào)控機(jī)制：其活性受到多種因素調(diào)控，包括ATPase活性的調(diào)節(jié)（如通過激酶磷酸化）、輔因子的招募（如轉(zhuǎn)錄因子）、以及其他表觀遺傳修飾（如組蛋白修飾）的影響，從而精確控制其在特定時間和空間的活性。2.論述表觀遺傳學(xué)異常與人類疾?。ㄌ貏e是癌癥）發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，并舉例說明表觀遺傳藥物在疾病治療中的應(yīng)用前景。解析思路：首先闡述表觀遺傳學(xué)異常（如DNA甲基化模式紊亂、關(guān)鍵基因沉默或過度激活、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)異常）如何導(dǎo)致基因表達(dá)程序性錯誤，這是癌癥發(fā)生的重要機(jī)制之一。例如，腫瘤抑制基因的啟動子區(qū)域異常高甲基化導(dǎo)致其沉默；癌基因的異常低甲基化或激活性組蛋白修飾導(dǎo)致其過