2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——細(xì)胞分裂與染色體動力學(xué)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的首字母填入括號內(nèi)）1.下列哪個過程是有絲分裂和減數(shù)分裂共有的關(guān)鍵步驟？A.同源染色體的配對B.染色體著絲粒附著于紡錘體C.DNA復(fù)制發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期D.同源染色體分離進(jìn)入子細(xì)胞2.G1/S檢查點的主要功能是監(jiān)測什么？A.著絲粒是否正確附著B.DNA復(fù)制是否完成C.細(xì)胞是否接收到分裂信號D.紡錘體是否形成正常3.染色單體在細(xì)胞分裂過程中發(fā)生分離的場所是：A.細(xì)胞核膜B.細(xì)胞質(zhì)C.紡錘體中央?yún)^(qū)域（赤道板）D.著絲粒4.端粒的主要功能不包括：A.保護(hù)染色體末端免受核酸酶降解B.參與DNA復(fù)制起始C.作為著絲粒附著的位點D.維持染色體的線性結(jié)構(gòu)5.以下哪種藥物通過抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶II來干擾DNA復(fù)制和染色體結(jié)構(gòu)？A.青霉素B.紫杉醇C.博來霉素D.阿霉素6.減數(shù)分裂過程中，同源染色體的分離發(fā)生在：A.有絲分裂中期B.減數(shù)第一次分裂后期C.減數(shù)第二次分裂后期D.減數(shù)第一次分裂前期7.細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）的活性主要受控于：A.CDK基因的表達(dá)水平B.與周期蛋白的結(jié)合C.細(xì)胞核內(nèi)的定位D.CDK抑制物的存在8.在有絲分裂中期，染色體的形態(tài)特點是：A.染色質(zhì)細(xì)長絲狀B.染色體縮短變粗，著絲粒位于中央C.染色體開始解螺旋變回染色質(zhì)D.同源染色體成對排列在赤道板9.下列哪個結(jié)構(gòu)是紡錘體微管的附著點？A.染色單體B.著絲粒C.細(xì)胞核膜D.染色質(zhì)纖維10.導(dǎo)致染色體數(shù)目變異的根本原因是：A.染色體片段缺失B.染色體復(fù)制異常C.同源染色體不分離或姐妹染色單體不分離D.著絲粒分裂異常二、填空題（每空1分，共15分）1.細(xì)胞周期分為間期和______期。2.細(xì)胞分裂過程中，染色質(zhì)首先在______期開始凝縮。3.紡錘體主要由______和______構(gòu)成。4.端粒酶是一種具有______活性的逆轉(zhuǎn)錄酶，它以自身的RNA為模板延長端粒DNA。5.檢查點通過調(diào)控______的活性來監(jiān)控細(xì)胞周期進(jìn)程。6.減數(shù)分裂的結(jié)果是產(chǎn)生含有______套染色體的配子。7.在有絲分裂后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體成為獨立的______。8.遺傳物質(zhì)DNA精確復(fù)制和均勻分配到子細(xì)胞的保證是______和______的精確完成。9.染色單體通過著絲粒連接，一個著絲粒連接兩個______。10.某些化療藥物通過干擾______過程，選擇性地抑制快速分裂的癌細(xì)胞。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述細(xì)胞周期中G2期的主要事件和意義。2.簡述著絲粒在細(xì)胞分裂過程中的作用。3.解釋什么是姐妹染色單體，它們在有絲分裂和減數(shù)分裂中是如何分離的。4.簡述表觀遺傳修飾（如組蛋白修飾）在維持染色體結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定中的作用。四、論述題（每題10分，共30分）1.詳細(xì)描述有絲分裂過程中染色體的動態(tài)行為變化，并說明各階段的關(guān)鍵特征。2.闡述細(xì)胞周期調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的基本機(jī)制，包括核心調(diào)控蛋白（CDKs,Cyclins,CKIs）及其作用，并說明檢查點在其中的重要作用。3.探討細(xì)胞分裂過程中染色體動態(tài)調(diào)控的精確性對于維持遺傳穩(wěn)定性的重要性，并舉例說明染色體動態(tài)異?？赡軐?dǎo)致的后果。---試卷答案一、選擇題1.B*解析：有絲分裂和減數(shù)分裂過程中，紡錘體微管都附著于著絲粒，拉動染色體向兩極移動，這是兩者共有的關(guān)鍵步驟。同源染色體配對、同源染色體分離、DNA復(fù)制時序主要發(fā)生在減數(shù)分裂。*解析：G1/S檢查點主要監(jiān)測細(xì)胞是否成熟、營養(yǎng)是否充足以及DNA是否損傷，核心是判斷是否可以開始DNA復(fù)制。著絲粒附著發(fā)生在有絲分裂中期，DNA復(fù)制發(fā)生在S期，細(xì)胞分裂信號主要在M期產(chǎn)生，檢查點監(jiān)控的是進(jìn)入S期和M期的條件。*解析：染色單體是在著絲粒處連接的染色體片段，它們在有絲分裂后期通過著絲粒的分裂而分離。*解析：端粒是染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，富含重復(fù)序列，主要功能是保護(hù)染色體末端，防止其降解、丟失和融合。它不直接參與DNA復(fù)制起始，不作為著絲粒附著位點（著絲粒通常在著絲粒區(qū)域），其自身結(jié)構(gòu)對于維持線性染色體至關(guān)重要。*解析：拓?fù)洚悩?gòu)酶II在DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中解決DNA超螺旋問題。紫杉醇通過抑制微管聚合，破壞紡錘體形成。博來霉素是堿性蛋白，破壞DNA結(jié)構(gòu)。阿霉素嵌入DNA，干擾轉(zhuǎn)錄。青霉素抑制細(xì)胞壁合成。*解析：同源染色體的分離是減數(shù)第一次分裂后期的特征，這是減數(shù)分裂與有絲分裂的關(guān)鍵區(qū)別。*解析：CDK本身沒有催化活性，需要與周期蛋白結(jié)合形成復(fù)合物才能激活，其活性受CDK抑制物（如Wee1,Cdk1inhibitor）的調(diào)控。*解析：有絲分裂中期，染色單體被拉向兩極，染色體形態(tài)最清晰，表現(xiàn)為短粗的X形，著絲粒位于中央。*解析：紡錘體微管（主要是動粒微管）特異性地附著在染色體的著絲粒區(qū)域（動粒）。*解析：染色體數(shù)目變異通常源于減數(shù)分裂或有絲分裂過程中，同源染色體不分離（產(chǎn)生多倍體或單體）或姐妹染色單體不分離（產(chǎn)生非整倍體）。二、填空題1.M2.前期3.紡錘體纖維,星體4.逆轉(zhuǎn)錄5.CDK6.一7.染色體8.染色體復(fù)制,染色體分離9.染色單體10.細(xì)胞分裂三、簡答題1.G2期是細(xì)胞分裂間期的一個階段，緊鄰M期。主要事件包括：完成DNA復(fù)制，確保DNA完整性；進(jìn)行細(xì)胞器復(fù)制和物質(zhì)合成，為細(xì)胞分裂做準(zhǔn)備；進(jìn)行細(xì)胞周期檢查，檢測DNA損傷或復(fù)制是否完成，如有問題則可能阻止細(xì)胞進(jìn)入M期。其意義在于為M期細(xì)胞分裂提供完整的遺傳物質(zhì)和充足的物質(zhì)基礎(chǔ)，并確保細(xì)胞分裂的準(zhǔn)確性。2.著絲粒是位于染色體上的特殊結(jié)構(gòu)區(qū)域，是姐妹染色單體連接的部位。在細(xì)胞分裂過程中，著絲粒的主要作用是：作為紡錘體微管（特別是動粒微管）的附著點，確保紡錘體能夠正確地捕獲和牽引染色體；在后期，控制姐妹染色單體的分離，確保每極獲得一套完整的染色體。3.姐妹染色單體是在有絲分裂S期由一條染色體復(fù)制產(chǎn)生的兩條完全相同的染色單體，它們通過著絲粒緊密連接在一起。在有絲分裂中，姐妹染色單體在后期通過著絲粒的分裂而分離，成為獨立的染色體，隨后被拉向細(xì)胞兩極。在減數(shù)第一次分裂后期，是同源染色體分離，姐妹染色單體在此階段仍連接在一起，直到減數(shù)第二次分裂后期才分離。4.表觀遺傳修飾，如組蛋白的乙?；?、甲基化等，可以改變?nèi)旧|(zhì)的構(gòu)象和性質(zhì)，從而影響基因的轉(zhuǎn)錄活性。在維持染色體結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定方面，表觀遺傳修飾有助于：在間期保持染色體的緊湊結(jié)構(gòu)以防止DNA損傷；在分裂期，特定的表觀遺傳標(biāo)記（如組蛋白H3的賴氨酸9甲基化）有助于染色體的凝縮和分離；在分裂后，幫助重新建立基因表達(dá)模式，維持細(xì)胞分化狀態(tài)和基因組穩(wěn)定性。四、論述題1.有絲分裂過程中，染色體的動態(tài)行為變化是一個高度有序的過程：*前期（Prophase）:染色質(zhì)開始凝縮成可見的染色體，每條染色體包含兩條姐妹染色單體。核膜和核仁逐漸解體。紡錘體開始形成，中心體移向細(xì)胞兩極，發(fā)出紡錘體纖維。*中期（Metaphase）:染色體形態(tài)最清晰，著絲粒位于中央。所有染色體排列在細(xì)胞中央的赤道板（假想平面）上。紡錘體微管（主要是動粒微管）連接著絲粒和兩極的中心體。*后期（Anaphase）:著絲粒分裂，姐妹染色單體（此時稱為染色體）被分開。分開的姐妹染色單體在紡錘體微管的拉動下向細(xì)胞兩極移動。*末期（Telophase）:染色體到達(dá)兩極，開始解螺旋，逐漸變成細(xì)長的染色質(zhì)絲。核膜重新圍繞每套染色體形成，核仁重新出現(xiàn)，細(xì)胞進(jìn)入間期。關(guān)鍵特征包括：染色體的有序凝縮與解螺旋；著絲粒作為分離點的中心作用；紡錘體介導(dǎo)的精確分離機(jī)制；確保每子細(xì)胞獲得一套完整遺傳物質(zhì)的動態(tài)過程。2.細(xì)胞周期調(diào)控網(wǎng)絡(luò)確保細(xì)胞周期按正確順序進(jìn)行，主要通過正負(fù)調(diào)控機(jī)制控制核心激酶——周期蛋白依賴性激酶（CDK）的活性。基本機(jī)制如下：*核心調(diào)控蛋白:CDKs是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，本身沒有活性，需要與周期蛋白（Cyclins）結(jié)合才能被激活。不同類型的周期蛋白在細(xì)胞周期的不同階段表達(dá)和降解，與CDK結(jié)合驅(qū)動細(xì)胞周期進(jìn)程。*調(diào)控物:CDK活性還受到CDK抑制物（CKIs，如INK4家族和CDKinhibitors家族）的負(fù)調(diào)控。CKIs可以阻止CDK與周期蛋白結(jié)合或抑制其激酶活性，從而阻止細(xì)胞周期進(jìn)程。*檢查點（Checkpoints）:在細(xì)胞周期的關(guān)鍵節(jié)點（如G1/S邊界、G2/M邊界、M期中點）存在檢查點，這些是監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)的分子平臺。當(dāng)檢測到DNA損傷、復(fù)制故障或其他問題（如紡錘體不正常形成）時，檢查點會通過信號通路（如ATM/ATR激酶通路）激活CKIs或阻止CDK的激活，從而暫時阻止細(xì)胞周期進(jìn)程，給予細(xì)胞修復(fù)或處理問題的機(jī)會。檢查點確保了細(xì)胞分裂的精確性和遺傳穩(wěn)定性。綜上，CDK-Cyclin復(fù)合物是周期驅(qū)動的核心引擎，而CKIs和檢查點則提供了必要的剎車和監(jiān)控機(jī)制，共同構(gòu)成了精密的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。3.細(xì)胞分裂過程中染色體動態(tài)調(diào)控的精確性對于維持遺傳穩(wěn)定性至關(guān)重要，因為它是確保每個子細(xì)胞都能獲得完整、準(zhǔn)確一套遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)。如果調(diào)控出現(xiàn)偏差，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的遺傳后果：*確保遺傳物質(zhì)完整性:精確的復(fù)制和分離保證了每個子細(xì)胞獲得一份完整的基因組。錯誤可能導(dǎo)致子細(xì)胞遺傳物質(zhì)缺失或冗余。*保證遺傳物質(zhì)均分:精確的著絲粒附著和分離，以及染色單體在兩極的均等分配，確保了子細(xì)胞的遺傳等同性。*維持染色體數(shù)目恒定:對于多細(xì)胞生物，維持體細(xì)胞和生殖細(xì)胞