2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——環(huán)境與生物適應(yīng)性研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.下列哪種分子在植物和微生物的滲透調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用？A.脫氧核糖核酸(DNA)B.甜菜堿C.視紫紅質(zhì)D.肌紅蛋白2.細胞在遭受氧化應(yīng)激時，下列哪種酶是線粒體中主要的抗氧化防御成分？A.過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)B.超氧化物歧化酶(SOD)C.胰島素受體酪氨酸激酶(IRTK)D.乙酰輔酶A脫氫酶3.兩核苷酸信號通路（Two-CysPeroxiredoxins,TcPRXs）在細菌適應(yīng)性中的主要功能是？A.參與DNA復(fù)制B.感應(yīng)氧化脅迫并調(diào)控下游基因表達C.傳遞光合作用能量D.維持細胞壁結(jié)構(gòu)完整性4.下列哪種環(huán)境因子最可能導(dǎo)致生物體產(chǎn)生熱激蛋白(HSPs)？A.充足的光照B.低溫C.高溫D.低鹽濃度5.適應(yīng)重金屬污染的微生物通常具有哪些機制來降低毒性？A.主動外排系統(tǒng)B.產(chǎn)生螯合蛋白C.以上都是D.以上都不是6.在研究植物對干旱的適應(yīng)性時，以下哪個分子通常被用作滲透調(diào)節(jié)的指標？A.脯氨酸B.蛋白質(zhì)C.油脂D.糖類7.CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)在研究生物適應(yīng)性機制中的主要優(yōu)勢是？A.可以對任何基因進行精確編輯B.操作簡單、效率高C.可以在活細胞內(nèi)進行實時監(jiān)測D.以上都是8.下列哪種技術(shù)最適合用于研究細胞在不同環(huán)境條件下的整體蛋白質(zhì)表達變化？A.基因測序B.轉(zhuǎn)錄組測序(RNA-Seq)C.蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析D.糖組學(xué)分析9.環(huán)境激素（植物激素）在調(diào)控植物適應(yīng)性反應(yīng)中，通常通過哪種方式發(fā)揮作用？A.直接催化代謝反應(yīng)B.激活細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路C.作為遺傳物質(zhì)傳遞信息D.物理屏障作用10.研究極端環(huán)境生物（如溫泉細菌）的適應(yīng)性，可以為我們提供哪些方面的啟示？A.生命存在的普遍條件B.生物適應(yīng)的分子多樣性C.新藥或酶的來源D.以上都是二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題號后的橫線上）1.生物體通過合成__________等物質(zhì)來應(yīng)對滲透壓變化，維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。2.超氧化物歧化酶（SOD）能夠催化超氧陰離子自由基生成__________和過氧化氫。3.熱激蛋白（HSPs）在細胞應(yīng)激反應(yīng)中作為__________分子，協(xié)助蛋白質(zhì)正確折疊或修復(fù)損傷。4.某些微生物能夠利用__________機制，將有毒的重金屬離子轉(zhuǎn)化為無毒的復(fù)合物。5.植物在感知干旱信號后，會激活__________等激素的合成與信號通路，引發(fā)適應(yīng)性變化。6.基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)等“組學(xué)”技術(shù)為研究環(huán)境適應(yīng)提供了__________的視角。7.環(huán)境化學(xué)生物學(xué)關(guān)注環(huán)境中天然或合成的化學(xué)物質(zhì)對生物體及其相互作用的__________。8.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的__________級聯(lián)放大作用，使得微弱的環(huán)境信號能夠引發(fā)顯著的細胞響應(yīng)。9.代謝組學(xué)分析可以揭示環(huán)境適應(yīng)過程中細胞內(nèi)__________網(wǎng)絡(luò)的變化。10.化學(xué)生態(tài)學(xué)的研究表明，化學(xué)信號在生物種群的__________和防御中發(fā)揮著重要作用。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出每個名詞的簡要定義）1.滲透調(diào)節(jié)(Osmoregulation)2.氧化應(yīng)激(OxidativeStress)3.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路(SignalTransductionPathway)4.耐藥性(DrugResistance)/化學(xué)污染物耐受性(ChemicalPollutantTolerance)5.系統(tǒng)生物學(xué)(SystemsBiology)四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述植物細胞和細菌細胞在應(yīng)對滲透脅迫時可能采用的不同化學(xué)策略。2.簡述細胞內(nèi)抗氧化系統(tǒng)（至少提及兩種主要酶類）如何減輕氧化應(yīng)激損傷。3.簡述兩核苷酸信號通路（TcPRXs）在感知氧化脅迫并引發(fā)響應(yīng)中的可能機制。4.簡述基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）在研究生物適應(yīng)性遺傳基礎(chǔ)方面的優(yōu)勢。五、論述題（每題10分，共20分。請結(jié)合具體實例和分子機制，深入論述下列問題）1.選擇一個具體的生物實例（如耐鹽植物、耐重金屬微生物、珊瑚對海水pH變化的適應(yīng)等），詳細闡述其主要的化學(xué)生物學(xué)適應(yīng)機制，并分析其分子基礎(chǔ)。2.論述化學(xué)生物學(xué)技術(shù)（如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)）在系統(tǒng)研究環(huán)境與生物適應(yīng)性關(guān)系中的綜合應(yīng)用及其意義。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.B4.C5.C6.A7.B8.C9.B10.D二、填空題1.滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)2.氧氣3.分子伴侶4.螯合5.赤霉素6.整合7.影響8.第二信使9.代謝10.互作三、名詞解釋1.滲透調(diào)節(jié)：生物體通過主動或被動的方式改變細胞內(nèi)液體的滲透壓，以維持細胞體積和離子濃度相對穩(wěn)定的過程。2.氧化應(yīng)激：細胞內(nèi)活性氧（ROS）的產(chǎn)生速率超過抗氧化系統(tǒng)的清除能力，導(dǎo)致細胞成分（如脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA）氧化損傷的狀態(tài)。3.信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路：細胞膜或細胞內(nèi)的受體接收外界信號分子后，通過一系列分子間的相互作用，將信號逐級傳遞至細胞內(nèi)部，最終引發(fā)特定細胞反應(yīng)的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)。4.耐藥性/化學(xué)污染物耐受性：生物體（如微生物、植物）通過遺傳變異或適應(yīng)性機制，使其能夠抵抗通常具有毒性的化學(xué)物質(zhì)（如抗生素、重金屬）的作用，并維持正常生理功能的能力。5.系統(tǒng)生物學(xué)：一種整合性的研究范式，旨在通過綜合分析生物體內(nèi)大量分子（如基因、蛋白質(zhì)、代謝物）之間的相互作用網(wǎng)絡(luò)，從整體上理解生命系統(tǒng)的復(fù)雜行為和功能。四、簡答題1.植物細胞主要通過積累無機離子（如K+、Na+）和有機溶質(zhì)（如脯氨酸、糖類）來提高細胞液滲透壓，從而在外部高滲環(huán)境下保持水分。細菌則除了積累小分子滲透調(diào)節(jié)物（如甜菜堿、甘油）外，還可以通過調(diào)節(jié)細胞壁成分（如增加肽聚糖合成）來應(yīng)對滲透壓變化。2.細胞內(nèi)抗氧化系統(tǒng)主要通過酶促和非酶促途徑清除活性氧。超氧化物歧化酶（SOD）將超氧陰離子自由基轉(zhuǎn)化為氧氣和過氧化氫；過氧化氫酶（CAT）或過氧化物酶（POD）再將過氧化氫分解為水和氧氣。谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）利用谷胱甘肽還原過氧化氫。這些酶類協(xié)同作用，保護細胞免受氧化損傷。3.TcPRXs通常作為傳感器，其活性氧結(jié)合位點（兩個半胱氨酸殘基）被氧化，導(dǎo)致構(gòu)象變化并激活下游信號分子（如轉(zhuǎn)錄因子）。這個氧化事件可能直接或間接觸發(fā)信號級聯(lián)，例如激活MAPK通路或影響其他蛋白的活性，最終調(diào)控脅迫響應(yīng)基因的表達。4.CRISPR-Cas9的優(yōu)勢在于其高度的精確性（通過向?qū)NA靶向特定基因組位點）、高效性（編輯效率高）、相對簡單的操作流程（無需同源重組模板）、以及可在多種生物中應(yīng)用，便于研究者敲除、敲入或激活特定基因，從而揭示基因在適應(yīng)性性狀中的功能。五、論述題1.舉例：耐鹽植物（如海藻）的適應(yīng)性機制。其化學(xué)生物學(xué)機制主要包括：①滲透調(diào)節(jié)，通過積累小分子滲透調(diào)節(jié)物（如甘氨酸甜菜堿、脯氨酸）降低細胞內(nèi)水勢，防止水分流失；②離子區(qū)室化，通過轉(zhuǎn)運蛋白（如NHX家族蛋白）將過量Na+和Cl-泵入液泡，避免其對細胞代謝產(chǎn)生毒性；③活性氧防御增強，提高抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性，清除鹽脅迫誘導(dǎo)的過量ROS；④合成脅迫響應(yīng)蛋白，如晚期胚胎發(fā)生豐富蛋白（LEA蛋白）穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，防止鹽脅迫導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。這些機制通過復(fù)雜的分子網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)作用，使植物能夠在高鹽環(huán)境中生存。2.化學(xué)生物學(xué)技術(shù)在研究環(huán)境與生物適應(yīng)性關(guān)系中的綜合應(yīng)用意義重大。基因組學(xué)可通過比較不同環(huán)境適應(yīng)型群體的基因差異，識別關(guān)鍵的適應(yīng)性遺傳基礎(chǔ)；轉(zhuǎn)錄組學(xué)可揭示環(huán)境變化引發(fā)的表達譜模式，了解早期響應(yīng)