2025年上學期高三生物蛋白質組學基礎概念試題一、選擇題（每題3分，共30分）蛋白質組學的核心研究目標是（）A.解析單個蛋白質的三維結構B.從整體水平分析細胞內蛋白質的組成、修飾及相互作用C.測定生物體全部基因的堿基序列D.研究mRNA的轉錄調控機制下列關于蛋白質組與基因組的說法，錯誤的是（）A.基因組具有穩(wěn)定性，蛋白質組具有動態(tài)性B.一個基因只能對應一種蛋白質產物C.蛋白質組的研究需考慮時空特異性和翻譯后修飾D.基因組是蛋白質組研究的基礎二維電泳技術分離蛋白質的主要依據(jù)是（）A.分子量大小和電荷差異B.溶解度和分子形狀C.等電點和親和性D.擴散速率和密度基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜（MALDI-TOFMS）的原理是（）A.利用電場分離帶電蛋白質分子B.通過抗體與抗原的特異性結合鑒定蛋白質C.將樣品離子化后根據(jù)質荷比（m/z）分離并測定分子量D.基于蛋白質與DNA的相互作用分析蛋白質功能酵母雙雜交技術主要用于研究（）A.蛋白質的亞細胞定位B.蛋白質之間的相互作用C.蛋白質的翻譯后修飾D.蛋白質的表達量變化下列屬于蛋白質翻譯后修飾的是（）①磷酸化②甲基化③糖基化④剪接A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④定量蛋白質組學中，穩(wěn)定同位素標記技術的原理是（）A.通過熒光強度差異比較蛋白質表達量B.利用同位素標記的氨基酸摻入蛋白質，通過質譜峰強度比定量C.基于蛋白質分子量差異進行分離定量D.通過抗體結合效率測定蛋白質濃度免疫共沉淀技術（Co-IP）的關鍵步驟是（）A.用特異性抗體捕獲目標蛋白及其相互作用蛋白B.將蛋白質樣品進行二維電泳分離C.對蛋白質進行胰蛋白酶酶解D.構建cDNA文庫篩選相互作用蛋白蛋白質組學在醫(yī)學領域的應用不包括（）A.腫瘤標志物的篩選與鑒定B.藥物作用靶點的發(fā)現(xiàn)C.基因編輯技術的優(yōu)化D.疾病早期診斷與預后評估生物信息學在蛋白質組學研究中的作用是（）A.直接分離純化蛋白質樣品B.解析質譜數(shù)據(jù)并匹配數(shù)據(jù)庫鑒定蛋白質C.設計基因敲除實驗D.合成特定序列的多肽二、填空題（每空2分，共20分）蛋白質組學研究的三大核心技術包括：__________、__________和生物信息學分析。質譜分析中，肽質量指紋譜（PMF）是通過比較__________與數(shù)據(jù)庫中理論肽段質量來鑒定蛋白質的方法。蛋白質樣品制備過程中，需加入__________（如PMSF）以抑制蛋白酶活性，避免蛋白質降解。二維電泳中，第一向是__________，根據(jù)蛋白質的等電點分離；第二向是SDS，根據(jù)__________分離。磷酸化蛋白質的鑒定通常需先通過__________富集磷酸化肽段，再結合質譜分析。定量蛋白質組學方法可分為__________標記（如iTRAQ）和__________標記（如Label-free）兩大類。蛋白質相互作用網(wǎng)絡的構建有助于揭示細胞內__________的調控機制。三、簡答題（每題10分，共30分）簡述蛋白質組學與基因組學的區(qū)別與聯(lián)系。蛋白質組學與基因組學均屬于系統(tǒng)生物學范疇，但存在顯著差異：研究對象：基因組學研究DNA序列及其攜帶的遺傳信息，蛋白質組學研究細胞內全部蛋白質的組成、修飾及相互作用。動態(tài)性：基因組具有穩(wěn)定性，同一生物體不同細胞的基因組基本一致；蛋白質組具有時空特異性，不同組織、發(fā)育階段或環(huán)境條件下蛋白質表達譜差異顯著。復雜性：基因組中基因數(shù)量有限，而蛋白質組通過可變剪接、翻譯后修飾（如磷酸化、糖基化）等機制可產生遠多于基因數(shù)量的蛋白質產物。聯(lián)系：基因組學是蛋白質組學的基礎，蛋白質組學是基因組功能實現(xiàn)的直接體現(xiàn)，二者共同構成從“基因到功能”的研究鏈條。說明生物質譜技術在蛋白質鑒定中的基本流程。生物質譜技術鑒定蛋白質的流程如下：（1）樣品制備：提取蛋白質并進行純化，通過胰蛋白酶等酶將蛋白質水解為肽段；（2）離子化：采用MALDI或電噴霧電離（ESI）等技術將肽段離子化；（3）質量分析：離子在質譜儀中根據(jù)質荷比（m/z）分離，得到肽段的質量指紋譜或串聯(lián)質譜（MS/MS）圖譜；（4）數(shù)據(jù)庫檢索：將實驗獲得的肽段質量數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中理論肽段質量比對，匹配度最高的蛋白質即為鑒定結果。舉例說明蛋白質組學在腫瘤研究中的應用。蛋白質組學在腫瘤研究中具有重要應用：腫瘤標志物篩選：通過比較腫瘤組織與正常組織的蛋白質表達譜，鑒定差異表達蛋白（如乳腺癌中的HER2、肝癌中的甲胎蛋白），作為早期診斷或預后評估的標志物。發(fā)病機制研究：分析腫瘤細胞中信號通路相關蛋白的表達與修飾（如EGFR磷酸化異常），揭示腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機制。藥物研發(fā)：利用蛋白質組學技術篩選藥物作用靶點（如肺癌中ALK融合蛋白），評估藥物療效及耐藥性機制。四、分析題（共20分）背景：某研究團隊對肺癌細胞系A549進行蛋白質組學分析，以正常肺上皮細胞BEAS-2B為對照，采用iTRAQ標記結合LC-MS/MS技術，鑒定到120個差異表達蛋白質，其中80個蛋白上調，40個蛋白下調。進一步通過GO功能富集分析發(fā)現(xiàn)，上調蛋白主要參與細胞增殖和血管生成，下調蛋白主要與細胞凋亡相關。問題：該研究中使用的iTRAQ標記技術屬于定量蛋白質組學中的__________（“相對定量”或“絕對定量”）方法，其原理是通過標記肽段的__________差異實現(xiàn)定量。（4分）若要驗證其中一個上調蛋白（如VEGF）是否確實在肺癌細胞中高表達，可采用哪些實驗技術？（至少列舉2種，6分）基于上述結果，推測VEGF在肺癌發(fā)生中的可能作用，并設計一個實驗驗證該假設。（10分）參考答案及解析一、選擇題B2.B3.A4.C5.B6.A7.B8.A9.C10.B二、填空題蛋白質分離技術；生物質譜鑒定技術實驗獲得的肽段質量蛋白酶抑制劑等電聚焦電泳（IEF）；分子量大小金屬離子親和色譜（IMAC）同位素；非同位素信號轉導四、分析題相對定量；質譜峰強度比Westernblot（免疫印跡）、免疫熒光、RT-PCR（檢測mRNA水平輔助驗證）可能作用：VEGF作為血管內皮生長因子，可能通過促進腫瘤血管生成，為腫瘤細胞提供營養(yǎng)和氧氣，加速腫瘤生長和轉移。實驗設計：分組：將A549細胞分為對照組（轉染空載體）和實驗組（轉染VEGFsiRNA或CRISPR敲除載體）；檢測指標：①采用Westernblot驗證VEGF蛋白表達水平