2025年大學(xué)《生物科學(xué)》專業(yè)題庫——基因在生物發(fā)育中的表達(dá)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）1.下列哪一項(xiàng)不屬于影響基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄水平的順式作用元件？A.啟動(dòng)子B.增強(qiáng)子C.轉(zhuǎn)錄因子D.沉默子2.在真核生物中，RNA聚合酶II主要負(fù)責(zé)合成哪種RNA？A.tRNAB.rRNAC.mRNAD.snRNA3.下列哪種分子主要通過堿基互補(bǔ)配對(duì)識(shí)別并結(jié)合到mRNA上，從而抑制翻譯？A.轉(zhuǎn)錄因子B.小干擾RNA(siRNA)C.微小RNA(miRNA)D.組蛋白4.DNA甲基化主要發(fā)生在DNA的哪個(gè)堿基上？A.腺嘌呤(A)B.胸腺嘧啶(T)C.鳥嘌呤(G)D.胞嘧啶(C)5.下列哪個(gè)模型生物的發(fā)育過程中，Hox基因家族在建立身體前后軸模式中起著關(guān)鍵作用？A.果蠅(Drosophila)B.小鼠(Musmusculus)C.擬南芥(Arabidopsisthaliana)D.秀麗隱桿線蟲(C.elegans)6.維持基因印記現(xiàn)象的關(guān)鍵表觀遺傳標(biāo)記是？A.染色質(zhì)重塑B.DNA甲基化和特定組蛋白修飾的共價(jià)結(jié)合C.miRNA的表達(dá)D.mRNA的穩(wěn)定性7.下列哪種過程發(fā)生在轉(zhuǎn)錄起始后，但在翻譯開始前？A.RNA聚合酶的啟動(dòng)B.核糖體的結(jié)合C.mRNA的剪接和加帽D.起始tRNA的進(jìn)入8.能夠同時(shí)調(diào)控多個(gè)基因表達(dá)的順式作用元件是？A.啟動(dòng)子B.增強(qiáng)子C.轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)D.內(nèi)含子9.下列哪項(xiàng)研究技術(shù)能夠提供關(guān)于細(xì)胞群體中基因表達(dá)譜的詳細(xì)信息？A.基因測序(DNA-Seq)B.RNA測序(RNA-Seq)C.蛋白質(zhì)測序(Protein-Seq)D.表觀遺傳組測序(epi-Seq)10.在果蠅胚胎發(fā)育中，形成背側(cè)結(jié)構(gòu)的基因通常稱為？A.前體細(xì)胞基因B.背基因(dorsalgenes)C.腹基因(ventralgenes)D.軸基因(axisgenes)二、填空題（每空1分，共15分）1.轉(zhuǎn)錄因子通常包含______結(jié)構(gòu)和______結(jié)構(gòu)，能夠特異性識(shí)別DNA上的順式作用元件。2.細(xì)胞分化是細(xì)胞在發(fā)育過程中獲得______和______的過程。3.DNA的堿基修飾，如甲基化，屬于______調(diào)控，通常不改變DNA序列。4.miRNA通過與靶標(biāo)mRNA的______區(qū)域結(jié)合，通常導(dǎo)致mRNA的______或______。5.在多細(xì)胞生物中，基因表達(dá)的模式表現(xiàn)出明顯的______和______特異性。6.染色質(zhì)重塑復(fù)合物通過改變組蛋白的______或______來影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因的可及性。7.模式生物如______、______和______在發(fā)育生物學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.順式作用元件2.反式作用因子3.基因沉默4.軸向極性5.單細(xì)胞測序四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述真核生物基因轉(zhuǎn)錄起始過程涉及的關(guān)鍵步驟。2.比較miRNA和siRNA在結(jié)構(gòu)和功能上的主要異同點(diǎn)。3.簡述表觀遺傳修飾（以DNA甲基化和組蛋白修飾為例）如何影響基因表達(dá)。4.簡述果蠅胚胎發(fā)育中，背部和腹部細(xì)胞命運(yùn)決定的基本過程和關(guān)鍵基因。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述轉(zhuǎn)錄因子如何通過形成多蛋白復(fù)合物來協(xié)調(diào)基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述基因表達(dá)調(diào)控在維持細(xì)胞分化和個(gè)體發(fā)育中的重要性。結(jié)束試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.D5.A6.B7.C8.B9.B10.B二、填空題1.DNA結(jié)合，轉(zhuǎn)錄激活域（或轉(zhuǎn)錄抑制域）2.特定功能，特定命運(yùn)3.表觀遺傳4.編碼區(qū)，降解，抑制翻譯5.時(shí)間，空間6.乙?；?，磷酸化（或其他修飾，如甲基化）7.果蠅，小鼠，秀麗隱桿線蟲（或其他常見模式生物組合）三、名詞解釋1.順式作用元件：位于DNA上，能夠影響自身或鄰近基因表達(dá)活性的特定DNA序列。2.反式作用因子：能夠與其他分子（通常是DNA）相互作用，從而影響基因表達(dá)的蛋白質(zhì)（主要是轉(zhuǎn)錄因子）。3.基因沉默：指基因表達(dá)水平顯著降低甚至完全抑制的現(xiàn)象，可以是遺傳性的（如基因刪除）或表觀遺傳性的。4.軸向極性：指生物體或其器官在某一維度上具有特定方向性的特性，如前后軸、背腹軸。5.單細(xì)胞測序：一種能夠?qū)蝹€(gè)細(xì)胞中的全部或部分基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀基因組等進(jìn)行測序的技術(shù)。四、簡答題1.真核生物基因轉(zhuǎn)錄起始過程涉及的關(guān)鍵步驟：RNA聚合酶II與通用轉(zhuǎn)錄因子（TFIIA,TFIIB,TFIID,TFIIE,TFIIF,TFIIH）結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物（pre-initiationcomplex,PIC）；TFIID識(shí)別并結(jié)合到核心啟動(dòng)子區(qū)域的TATA盒等元件上，招募其他轉(zhuǎn)錄因子；TFIIH蛋白激酶活動(dòng)，使RNA聚合酶II的C端結(jié)構(gòu)域（CTD）磷酸化；磷酸化的CTD結(jié)合轉(zhuǎn)錄延伸因子，RNA聚合酶II從起始復(fù)合物上解離并開始沿DNA模板合成RNA。2.miRNA和siRNA的異同點(diǎn)：*相同點(diǎn)：都是小分子RNA（sRNAs），通常長度約為21-23nt，都通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與靶標(biāo)mRNA結(jié)合，都能抑制靶標(biāo)mRNA的翻譯或?qū)е缕浣到?，都參與基因表達(dá)調(diào)控。*不同點(diǎn)：來源不同（miRNA源自內(nèi)源基因的pre-mRNA，siRNA主要源自外源雙鏈RNA或內(nèi)源發(fā)夾RNA）；靶標(biāo)不同（miRNA主要靶標(biāo)是mRNA，通常在3'-UTR區(qū)域，且不完全互補(bǔ)；siRNA可以靶向mRNA的編碼區(qū)或3'-UTR，通常要求完全或高度互補(bǔ)）；加工機(jī)制不同（miRNA加工涉及Drosha和Dicer；siRNA加工主要依賴Dicer）；作用機(jī)制細(xì)節(jié)略有差異（miRNA通常導(dǎo)致靶mRNA翻譯抑制或穩(wěn)定性降低，不完全降解；siRNA通常導(dǎo)致靶mRNA完全降解）。3.表觀遺傳修飾對(duì)基因表達(dá)的影響：*DNA甲基化：通常在CpG島發(fā)生。甲基化的胞嘧啶（5mC）可以阻止轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合DNA，或招募甲基化結(jié)合蛋白，從而抑制基因轉(zhuǎn)錄（CpG沉默）。在印記基因中，父源或母源DNA的特定區(qū)域發(fā)生甲基化，維持基因的沉默狀態(tài)。*組蛋白修飾：組蛋白是核小體核心顆粒的組成部分。通過乙?；⒓谆?、磷酸化、泛素化等修飾改變組蛋白的帶電性質(zhì)或結(jié)合能力。例如，組蛋白H3的第四位賴氨酸（H3K4）的甲基化（H3K4me3）通常與活躍的染色質(zhì)和轉(zhuǎn)錄起始相關(guān)；而H3K9或H3K27的甲基化（H3K9me2/3,H3K27me3）通常與染色質(zhì)壓縮和基因沉默相關(guān)。這些修飾可以招募染色質(zhì)重塑復(fù)合物（如SWI/SNF），改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而調(diào)控基因的可及性和表達(dá)。4.果蠅胚胎發(fā)育中背腹軸細(xì)胞命運(yùn)決定過程：*胚胎受精后，在背部受到母源轉(zhuǎn)錄因子（如Grainyhead,Twist,Snail）的激活，這些因子抑制了腹側(cè)決定基因（如GATA,Yolkless）的表達(dá)。背部細(xì)胞因此被指定為背部命運(yùn)。*腹側(cè)細(xì)胞缺乏這些背部因子的抑制，表達(dá)GATA和Yolkless等基因，被指定為腹側(cè)命運(yùn)。*隨后，背部產(chǎn)生的信號(hào)分子（如Bicoid和Hunchback）梯度化，從背側(cè)向腹側(cè)擴(kuò)散，在腹側(cè)區(qū)域梯度較低，這些信號(hào)分子抑制了腹側(cè)基因的表達(dá)，進(jìn)一步鞏固了背腹細(xì)胞的不同命運(yùn)。五、論述題1.轉(zhuǎn)錄因子通過形成多蛋白復(fù)合物協(xié)調(diào)基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)：*單個(gè)轉(zhuǎn)錄因子通常只能調(diào)控少數(shù)基因?；虮磉_(dá)網(wǎng)絡(luò)則涉及眾多基因之間的復(fù)雜相互作用。*轉(zhuǎn)錄因子能夠識(shí)別并結(jié)合到多個(gè)基因啟動(dòng)子或增強(qiáng)子區(qū)域的特定DNA序列（順式作用元件），作為“節(jié)點(diǎn)”連接到基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中。*轉(zhuǎn)錄因子本身也是蛋白質(zhì)，可以與其他轉(zhuǎn)錄因子、輔因子（如共激活因子或共抑制因子）、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白等相互作用，形成大型的、動(dòng)態(tài)變化的蛋白質(zhì)復(fù)合物。*這種多蛋白復(fù)合物的形成，一方面使得轉(zhuǎn)錄因子能夠結(jié)合更強(qiáng)的DNA親和力，并招募所需的酶或其他因子到目標(biāo)基因位點(diǎn)；另一方面，不同轉(zhuǎn)錄因子之間的相互作用，可以構(gòu)建起級(jí)聯(lián)放大、正負(fù)反饋等復(fù)雜的調(diào)控模塊，從而協(xié)調(diào)對(duì)多個(gè)基因表達(dá)的同時(shí)調(diào)控。*復(fù)合物中的不同組分也可能受到細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)的影響，使得基因表達(dá)調(diào)控能夠響應(yīng)環(huán)境變化或發(fā)育信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)空控制。2.基因表達(dá)調(diào)控在維持細(xì)胞分化和個(gè)體發(fā)育中的重要性：*細(xì)胞分化是發(fā)育的核心過程，不同細(xì)胞類型（如神經(jīng)元、肌肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞）通過表達(dá)不同的基因集來獲得特定的結(jié)構(gòu)和功能?；虮磉_(dá)調(diào)控確保了在正確的時(shí)間、正確的地點(diǎn)表達(dá)正確的基因，從而引導(dǎo)細(xì)胞走向特定的分化命運(yùn)。例如，肌肉細(xì)胞特異性表達(dá)肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白重鏈基因，而神經(jīng)元表達(dá)神經(jīng)遞質(zhì)合成酶和離子通道基因。*個(gè)體發(fā)育是一個(gè)高度有序、精確協(xié)調(diào)的過程，涉及從單細(xì)胞受精卵到復(fù)雜生物體的整個(gè)生命周期。基因表達(dá)的模式在時(shí)間上（如胚胎發(fā)育的不同階段）和空間上（如不同器官、組織）都受到嚴(yán)格調(diào)控。例如，Hox基因家族在不同體節(jié)中表達(dá)的模式?jīng)Q定了身體各部分的結(jié)構(gòu)（如節(jié)肢動(dòng)物的腿、翅膀、觸角），其表達(dá)模式的精確調(diào)控對(duì)于建立正確的身體軸性至關(guān)重要