2025年遺傳穩(wěn)定性測(cè)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.下列哪種DNA損傷類型主要通過(guò)堿基切除修復(fù)（BER）途徑處理？A.紫外線誘導(dǎo)的嘧啶二聚體B.烷化劑導(dǎo)致的O6-甲基鳥嘌呤C.電離輻射引起的DNA雙鏈斷裂（DSB）D.活性氧（ROS）產(chǎn)生的8-氧代鳥嘌呤2.表觀遺傳穩(wěn)定性維持中，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶DNMT1的主要功能是？A.從頭甲基化（denovomethylation）B.維持甲基化（maintenancemethylation）C.催化組蛋白H3K4三甲基化D.介導(dǎo)X染色體失活3.微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）檢測(cè)常用于評(píng)估哪種遺傳過(guò)程的異常？A.DNA錯(cuò)配修復(fù)（MMR）系統(tǒng)功能B.端粒酶活性調(diào)控C.同源重組（HR）效率D.非同源末端連接（NHEJ）準(zhǔn)確性4.染色體結(jié)構(gòu)變異中，“費(fèi)城染色體”（Ph染色體）的形成機(jī)制是？A.染色體倒位（inversion）B.染色體易位（translocation）C.染色體缺失（deletion）D.染色體重復(fù)（duplication）5.在酵母（Saccharomycescerevisiae）的遺傳穩(wěn)定性研究中，RAD51基因的功能主要關(guān)聯(lián)？A.堿基切除修復(fù)B.核苷酸切除修復(fù)（NER）C.同源重組修復(fù)D.錯(cuò)配修復(fù)6.下列哪項(xiàng)不屬于端粒維持遺傳穩(wěn)定性的機(jī)制？A.端粒DNA重復(fù)序列的保護(hù)作用B.端粒酶對(duì)端粒長(zhǎng)度的延長(zhǎng)C.端粒結(jié)合蛋白（如TRF1、TRF2）形成的“T環(huán)”結(jié)構(gòu)D.端粒區(qū)域組蛋白乙?；缴?.腫瘤細(xì)胞中常見(jiàn)的“基因組不穩(wěn)定性”表型，其核心驅(qū)動(dòng)因素通常是？A.原癌基因過(guò)表達(dá)B.抑癌基因（如p53）功能喪失C.細(xì)胞周期檢查點(diǎn)異常激活D.線粒體DNA突變積累8.基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）導(dǎo)致的“脫靶效應(yīng)”本質(zhì)上屬于？A.點(diǎn)突變B.染色體數(shù)目變異C.表觀遺傳修飾異常D.非預(yù)期的DNA雙鏈斷裂及修復(fù)9.在植物遺傳穩(wěn)定性評(píng)估中，“轉(zhuǎn)座子激活”最可能導(dǎo)致的后果是？A.光合效率提升B.基因表達(dá)水平穩(wěn)定C.插入突變或染色體斷裂D.葉綠體DNA拷貝數(shù)增加10.下列哪種技術(shù)可用于定量分析單細(xì)胞水平的遺傳穩(wěn)定性？A.常規(guī)PCRB.熒光原位雜交（FISH）C.單細(xì)胞全基因組測(cè)序（scWGS）D.實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）11.組蛋白H2AX的磷酸化（γH2AX）是哪種DNA損傷的標(biāo)志性事件？A.單鏈斷裂（SSB）B.雙鏈斷裂（DSB）C.堿基錯(cuò)配D.嘧啶二聚體12.線粒體DNA（mtDNA）遺傳穩(wěn)定性低于核DNA的主要原因不包括？A.缺乏組蛋白保護(hù)B.靠近活性氧（ROS）產(chǎn)生位點(diǎn)C.存在高效的錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)D.復(fù)制機(jī)制易引入錯(cuò)誤13.模式生物斑馬魚（Daniorerio）在遺傳穩(wěn)定性研究中的優(yōu)勢(shì)是？A.生命周期長(zhǎng)，便于長(zhǎng)期觀察B.胚胎透明，可實(shí)時(shí)追蹤DNA損傷C.基因組與人類差異極大D.僅用于植物遺傳研究14.表觀遺傳藥物（如DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5-氮雜胞苷）可能通過(guò)哪種方式影響遺傳穩(wěn)定性？A.直接誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂B.改變基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)C.增強(qiáng)端粒酶活性D.促進(jìn)同源重組修復(fù)15.遺傳穩(wěn)定性評(píng)估中，“拷貝數(shù)變異（CNV）”的檢測(cè)需依賴？A.核型分析（Karyotyping）B.微衛(wèi)星標(biāo)記分析C.陣列比較基因組雜交（aCGH）D.染色質(zhì)免疫共沉淀（ChIP）二、填空題（每空1分，共20分）1.DNA損傷檢查點(diǎn)的關(guān)鍵調(diào)控蛋白p53通過(guò)誘導(dǎo)________基因表達(dá)，使細(xì)胞周期停滯于G1期，為DNA修復(fù)提供時(shí)間。2.同源重組修復(fù)（HR）主要發(fā)生在細(xì)胞周期的________期，依賴姐妹染色單體作為修復(fù)模板。3.非同源末端連接（NHEJ）修復(fù)DNA雙鏈斷裂時(shí)，可能導(dǎo)致________或________等序列改變，引發(fā)遺傳不穩(wěn)定性。4.表觀遺傳標(biāo)記中，組蛋白H3K27三甲基化（H3K27me3）通常與________基因表達(dá)相關(guān)，而H3K4me3與________基因表達(dá)相關(guān)。5.端粒縮短至臨界長(zhǎng)度時(shí)，會(huì)激活________通路，導(dǎo)致細(xì)胞衰老或凋亡。6.微衛(wèi)星是由________個(gè)核苷酸組成的短串聯(lián)重復(fù)序列，其不穩(wěn)定性（MSI）常見(jiàn)于________（疾病類型）。7.植物轉(zhuǎn)座子分為________（如玉米Ac/Ds元件）和________（如逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子）兩大類，其激活會(huì)導(dǎo)致插入突變或染色體重排。8.基因編輯的“脫靶效應(yīng)”可通過(guò)________（技術(shù)）預(yù)測(cè)潛在靶點(diǎn)，或通過(guò)________（技術(shù)）驗(yàn)證實(shí)際脫靶位點(diǎn)。9.線粒體DNA的復(fù)制依賴________（酶），其缺乏校對(duì)功能是導(dǎo)致突變率高的重要原因。10.單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增技術(shù)（如MDA）的主要挑戰(zhàn)是________和________，可能影響遺傳穩(wěn)定性分析的準(zhǔn)確性。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述DNA錯(cuò)配修復(fù)（MMR）系統(tǒng)的組成及功能，并說(shuō)明其缺陷為何會(huì)導(dǎo)致微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）。2.比較同源重組（HR）與非同源末端連接（NHEJ）在DNA雙鏈斷裂修復(fù)中的差異（至少列出4點(diǎn)）。3.表觀遺傳穩(wěn)定性如何通過(guò)“記憶”和“可塑性”的平衡維持細(xì)胞功能？舉例說(shuō)明。4.端粒-端粒酶系統(tǒng)在維持遺傳穩(wěn)定性中的作用機(jī)制包括哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)？5.基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）的遺傳穩(wěn)定性評(píng)估需關(guān)注哪些核心指標(biāo)？請(qǐng)分點(diǎn)說(shuō)明。四、綜合分析題（共10分）某研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型基因編輯工具，需評(píng)估其在人胚胎干細(xì)胞（hESC）中的遺傳穩(wěn)定性。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括主要檢測(cè)指標(biāo)、技術(shù)方法及預(yù)期結(jié)果分析（要求至少涵蓋3類遺傳不穩(wěn)定性類型）。答案一、單項(xiàng)選擇題1.D（ROS產(chǎn)生的氧化損傷（如8-氧代鳥嘌呤）主要由BER修復(fù)；A由NER修復(fù)，B由MGMT直接修復(fù)，C由HR或NHEJ修復(fù)）2.B（DNMT1負(fù)責(zé)復(fù)制后子鏈甲基化的維持，從頭甲基化由DNMT3A/3B介導(dǎo)）3.A（MSI是MMR缺陷的標(biāo)志，因MMR無(wú)法糾正微衛(wèi)星復(fù)制滑動(dòng)導(dǎo)致的長(zhǎng)度變異）4.B（Ph染色體由9號(hào)與22號(hào)染色體易位形成，產(chǎn)生BCR-ABL融合基因）5.C（RAD51是HR的關(guān)鍵重組酶，介導(dǎo)單鏈DNA與同源模板的配對(duì)）6.D（端粒區(qū)域組蛋白乙?；邥?huì)破壞異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，降低穩(wěn)定性）7.B（p53功能喪失導(dǎo)致DNA損傷檢查點(diǎn)失效，細(xì)胞攜帶損傷繼續(xù)分裂，積累突變）8.D（脫靶效應(yīng)是Cas9切割非預(yù)期位點(diǎn)，引發(fā)DSB后通過(guò)NHEJ修復(fù)導(dǎo)致的插入/缺失）9.C（轉(zhuǎn)座子插入會(huì)破壞基因結(jié)構(gòu)，或在切除時(shí)導(dǎo)致染色體斷裂）10.C（scWGS可解析單個(gè)細(xì)胞的全基因組變異，其他技術(shù)無(wú)法達(dá)到單細(xì)胞水平）11.B（γH2AX是DSB的標(biāo)志，在斷裂位點(diǎn)周圍形成聚集灶）12.C（mtDNA缺乏高效的MMR系統(tǒng)，修復(fù)能力弱于核DNA）13.B（斑馬魚胚胎透明，便于活體觀察DNA損傷標(biāo)記（如γH2AX）的動(dòng)態(tài)變化）14.B（5-氮雜胞苷抑制DNMT，降低DNA甲基化水平，改變基因表達(dá)模式）15.C（aCGH通過(guò)比較樣本與參照的熒光信號(hào)，檢測(cè)全基因組CNV；核型分析分辨率低，微衛(wèi)星標(biāo)記用于MSI檢測(cè)）二、填空題1.p21（CDKN1A）2.S/G2（DNA復(fù)制后，姐妹染色單體存在時(shí)）3.插入（insertion）；缺失（deletion）4.抑制（沉默）；激活（表達(dá)）5.p53-p21（或p16-Rb）6.2-6；結(jié)直腸癌（或Lynch綜合征相關(guān)腫瘤）7.DNA轉(zhuǎn)座子；反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（或RNA轉(zhuǎn)座子）8.生物信息學(xué)預(yù)測(cè)（如CRISPRoff）；全基因組測(cè)序（如GUIDE-seq）9.DNA聚合酶γ（Polγ）10.擴(kuò)增偏倚（覆蓋不均）；錯(cuò)誤引入（擴(kuò)增錯(cuò)誤）三、簡(jiǎn)答題1.MMR系統(tǒng)主要由MutSα（MSH2-MSH6）、MutLα（MLH1-PMS2）等蛋白組成。功能：識(shí)別并切除DNA復(fù)制過(guò)程中錯(cuò)配的堿基（如A-C、G-T），或微衛(wèi)星區(qū)域的滑動(dòng)環(huán)（loop）。MMR缺陷時(shí)，微衛(wèi)星區(qū)域的復(fù)制錯(cuò)誤（如單核苷酸重復(fù)序列的插入/缺失）無(wú)法被糾正，導(dǎo)致微衛(wèi)星長(zhǎng)度異常波動(dòng)（MSI），表現(xiàn)為腫瘤細(xì)胞中多個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)的長(zhǎng)度變異。2.差異：①發(fā)生時(shí)期：HR主要在S/G2期（依賴姐妹染色單體），NHEJ在G1期（無(wú)模板）；②準(zhǔn)確性：HR高度準(zhǔn)確（同源模板修復(fù)），NHEJ易引入插入/缺失（隨機(jī)連接末端）；③依賴蛋白：HR需RAD51、BRCA1/2等，NHEJ需Ku70/Ku80、DNA-PKcs等；④適用損傷類型：HR修復(fù)DSB及復(fù)制叉塌陷，NHEJ修復(fù)隨機(jī)DSB（如電離輻射）；⑤物種分布：HR在真核生物中更保守，NHEJ在原核和真核均存在。3.表觀遺傳“記憶”指細(xì)胞通過(guò)DNA甲基化、組蛋白修飾等標(biāo)記維持特定基因表達(dá)模式（如干細(xì)胞分化后的功能維持）；“可塑性”指環(huán)境信號(hào)或發(fā)育需求可誘導(dǎo)標(biāo)記改變（如干細(xì)胞重編程時(shí)去甲基化）。例如，胚胎干細(xì)胞（ESC）的多能性基因（如Oct4）啟動(dòng)子區(qū)呈低甲基化、H3K4me3高修飾（激活狀態(tài)），維持其分化潛能；當(dāng)ESC分化為神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，Oct4啟動(dòng)子甲基化水平升高、H3K27me3積累（抑制狀態(tài)），同時(shí)神經(jīng)特異性基因（如Nestin）的表觀標(biāo)記激活，這種平衡確保細(xì)胞既保持功能穩(wěn)定，又能響應(yīng)發(fā)育信號(hào)。4.關(guān)鍵環(huán)節(jié)：①端粒DNA保護(hù)：TTAGGG重復(fù)序列形成“T環(huán)”結(jié)構(gòu)，防止末端被識(shí)別為DSB（避免NHEJ錯(cuò)誤連接）；②端粒結(jié)合蛋白復(fù)合物（Shelterin）：包括TRF1、TRF2、TIN2等，抑制DNA損傷反應(yīng)（如ATM/ATR通路激活）；③端粒酶活性調(diào)控：端粒酶（由TERT催化亞基和TERC模板RNA組成）延長(zhǎng)縮短的端粒，維持長(zhǎng)度穩(wěn)定；④端粒長(zhǎng)度監(jiān)控：端?？s短至臨界值時(shí)，激活p53/p16通路，誘導(dǎo)衰老或凋亡，避免基因組不穩(wěn)定細(xì)胞增殖。5.核心指標(biāo)：①脫靶效應(yīng)：通過(guò)全基因組測(cè)序（如GUIDE-seq、BLESS）檢測(cè)非預(yù)期切割位點(diǎn)的插入/缺失（indel）；②靶位點(diǎn)編輯準(zhǔn)確性：Sanger測(cè)序或深度測(cè)序分析靶位點(diǎn)是否存在非預(yù)期突變（如大段缺失、倒置）；③染色體結(jié)構(gòu)變異：核型分析（Karyotyping）或FISH檢測(cè)是否因DSB修復(fù)導(dǎo)致易位、缺失等；④表觀遺傳改變：全基因組甲基化測(cè)序（WGBS）或ChIP-seq檢測(cè)編輯區(qū)域附近的DNA甲基化、組蛋白修飾是否異常；⑤長(zhǎng)期傳代穩(wěn)定性：體外擴(kuò)增多代后，重復(fù)上述檢測(cè)，評(píng)估編輯效果是否隨細(xì)胞分裂保持穩(wěn)定。四、綜合分析題實(shí)驗(yàn)方案：1.檢測(cè)指標(biāo)及方法：（1）基因編輯脫靶效應(yīng)：采用GUIDE-seq技術(shù)（將生物素標(biāo)記的寡核苷酸插入DSB位點(diǎn)，通過(guò)高通量測(cè)序富集并定位脫靶位點(diǎn)），結(jié)合全外顯子測(cè)序（WES）分析非編碼區(qū)潛在脫靶。預(yù)期結(jié)果：若工具特異性高，脫靶位點(diǎn)數(shù)量應(yīng)顯著低于傳統(tǒng)CRISPR-Cas9（如<5個(gè)/基因組）。（2）染色體結(jié)構(gòu)變異：通過(guò)高分辨率核型分析（分辨率>550帶）和FISH（針對(duì)常見(jiàn)易位熱點(diǎn)，如1q、11q）檢測(cè)是否存在易位、缺失或重復(fù)。預(yù)期結(jié)果：編輯后hESC的核型應(yīng)與未編輯對(duì)照一致（46,XX/XY），無(wú)可見(jiàn)結(jié)構(gòu)異常。（3）表觀遺傳穩(wěn)定性：使用WGBS檢測(cè)全基因組DNA甲基化水平，重點(diǎn)分析多能性基因（如Oct4、Sox2）啟動(dòng)子區(qū)及印記基因（如H19）區(qū)域。預(yù)期結(jié)果：甲基化模式應(yīng)與未編輯hESC相似（差異區(qū)