2025年基因突變?cè)囶}及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于基因突變的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可發(fā)生于DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或損傷修復(fù)過(guò)程中B.體細(xì)胞突變通常不會(huì)傳遞給子代C.同義突變會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能完全喪失D.自發(fā)突變的頻率通常低于誘發(fā)突變2.5-溴尿嘧啶（5-BU）作為堿基類似物誘發(fā)突變的機(jī)制是（）A.插入DNA雙螺旋導(dǎo)致移碼突變B.與鳥(niǎo)嘌呤形成錯(cuò)誤配對(duì)（酮式→烯醇式異構(gòu)）C.直接斷裂DNA磷酸二酯鍵D.誘導(dǎo)DNA鏈間交聯(lián)3.某基因編碼區(qū)發(fā)生單個(gè)堿基替換，導(dǎo)致mRNA中密碼子由UAC（酪氨酸）變?yōu)閁AG（終止密碼），這種突變屬于（）A.同義突變B.錯(cuò)義突變C.無(wú)義突變D.移碼突變4.下列哪項(xiàng)不屬于DNA損傷的直接修復(fù)機(jī)制？（）A.光復(fù)活修復(fù)（光解酶修復(fù)嘧啶二聚體）B.堿基切除修復(fù)（BER）C.O6-甲基鳥(niǎo)嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶修復(fù)D.烷基轉(zhuǎn)移酶修復(fù)烷化損傷5.研究表明，人類BRCA1基因突變與乳腺癌易感性顯著相關(guān)。該基因最可能的突變類型是（）A.啟動(dòng)子區(qū)CpG島甲基化B.編碼區(qū)移碼突變導(dǎo)致蛋白截?cái)郈.3'非翻譯區(qū)（3'UTR）單堿基替換D.內(nèi)含子與外顯子交界區(qū)同義突變6.利用CRISPR-Cas9技術(shù)進(jìn)行基因編輯時(shí)，脫靶效應(yīng)的主要原因是（）A.Cas9蛋白切割活性過(guò)強(qiáng)B.gRNA與非靶標(biāo)序列部分互補(bǔ)C.細(xì)胞內(nèi)DNA修復(fù)機(jī)制缺陷D.靶標(biāo)基因所在染色體區(qū)域異染色質(zhì)化7.某原核生物在含亞硝酸鹽的環(huán)境中培養(yǎng)后，其基因組中GC堿基對(duì)大量替換為AT，最可能的誘變機(jī)制是（）A.亞硝酸鹽氧化脫氨基（胞嘧啶→尿嘧啶）B.亞硝酸鹽插入DNA導(dǎo)致移碼C.亞硝酸鹽誘導(dǎo)DNA鏈斷裂D.亞硝酸鹽與鳥(niǎo)嘌呤形成加合物8.下列關(guān)于線粒體DNA突變的描述，正確的是（）A.突變率低于核DNA，因線粒體缺乏DNA修復(fù)系統(tǒng)B.母系遺傳，所有子代均會(huì)繼承母親線粒體突變C.突變可能導(dǎo)致氧化磷酸化功能障礙D.同義突變不會(huì)影響線粒體蛋白功能9.檢測(cè)血液中循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）的基因突變時(shí)，常用的技術(shù)是（）A.熒光原位雜交（FISH）B.二代測(cè)序（NGS）C.聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）D.基因芯片（微陣列）10.某植物經(jīng)X射線照射后，其花色由紅色變?yōu)榘咨蟠屑s25%植株恢復(fù)紅色。最可能的突變類型是（）A.顯性純合突變（AA→aa）B.隱性純合突變（aa→AA）C.顯性單等位基因突變（Aa→aa）D.隱性單等位基因突變（Aa→AA）二、填空題（每空1分，共15分）1.基因突變的分子機(jī)制包括堿基替換、__________、倒位、易位和__________（如重復(fù)、缺失）。2.自發(fā)突變的主要來(lái)源是DNA復(fù)制錯(cuò)誤（如DNA聚合酶__________活性不足）和__________（如活性氧攻擊堿基）。3.紫外線誘導(dǎo)的主要DNA損傷是__________，可通過(guò)__________修復(fù)機(jī)制（需光解酶）或核苷酸切除修復(fù)（NER）修復(fù)。4.原癌基因的激活方式包括點(diǎn)突變、__________（如HER2基因擴(kuò)增）和__________（如染色體易位導(dǎo)致BCR-ABL融合基因）。5.基因編輯技術(shù)中，堿基編輯器（BaseEditor）可實(shí)現(xiàn)__________（如C→T或A→G）而無(wú)需誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂；而引物編輯（PrimeEditor）理論上可實(shí)現(xiàn)任意__________、插入或缺失。6.人類基因組中，__________（如Alu序列）的轉(zhuǎn)座可導(dǎo)致插入突變，這種突變屬于__________（自發(fā)/誘發(fā)）突變。7.腫瘤體細(xì)胞突變譜分析中，“突變特征”（MutationalSignature）可反映__________（如吸煙誘導(dǎo)的DNA損傷模式）或__________（如錯(cuò)配修復(fù)缺陷導(dǎo)致的微衛(wèi)星不穩(wěn)定）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.比較自發(fā)突變與誘發(fā)突變的異同點(diǎn)。2.解釋移碼突變通常比點(diǎn)突變更具危害性的原因，并舉例說(shuō)明。3.DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)如何影響基因突變的發(fā)生？請(qǐng)結(jié)合具體修復(fù)機(jī)制說(shuō)明。4.簡(jiǎn)述檢測(cè)基因突變的主要技術(shù)及其適用場(chǎng)景（至少列舉4種）。5.分析原核生物與真核生物基因突變傳遞的差異（從細(xì)胞分裂、生殖方式角度）。四、綜合分析題（每題12.5分，共25分）1.某研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，攜帶TP53基因c.742G>T（p.R248W）突變的結(jié)直腸癌患者對(duì)化療藥物5-氟尿嘧啶（5-FU）的耐藥性顯著升高。（1）請(qǐng)解析該突變的具體含義（c.和p.的命名規(guī)則）；（2）推測(cè)該突變?nèi)绾斡绊憄53蛋白功能（結(jié)合p53的結(jié)構(gòu)與功能）；（3）提出一種驗(yàn)證該突變與5-FU耐藥性因果關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案。2.基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）在農(nóng)業(yè)育種中已成功應(yīng)用（例如果蠅抗蟲基因編輯），但存在“脫靶突變”和“非預(yù)期突變”風(fēng)險(xiǎn)。（1）分析脫靶突變的分子機(jī)制；（2）列舉3種降低脫靶效應(yīng)的技術(shù)策略；（3）討論如何評(píng)估基因編輯作物的突變安全性（從檢測(cè)技術(shù)和倫理角度）。--答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.C（同義突變指密碼子改變但編碼氨基酸不變，通常不影響蛋白質(zhì)功能）2.B（5-BU為胸腺嘧啶類似物，酮式與A配對(duì)，烯醇式與G配對(duì)，導(dǎo)致AT→GC或GC→AT替換）3.C（UAG為終止密碼，導(dǎo)致翻譯提前終止，產(chǎn)生截短蛋白）4.B（堿基切除修復(fù)屬于間接修復(fù)，需切除損傷堿基并重新合成）5.B（BRCA1為抑癌基因，編碼區(qū)移碼突變導(dǎo)致功能喪失，增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)）6.B（gRNA與非靶標(biāo)序列存在部分互補(bǔ)（如前12個(gè)堿基匹配）時(shí)，Cas9可能誤切割）7.A（亞硝酸鹽可使胞嘧啶脫氨基變?yōu)槟蜞奏?，?fù)制時(shí)與A配對(duì)，導(dǎo)致GC→AT替換）8.C（線粒體DNA缺乏組蛋白保護(hù)且修復(fù)能力弱，突變率高；母系遺傳但存在異質(zhì)性；同義突變可能影響tRNA識(shí)別或mRNA穩(wěn)定性）9.B（NGS可高通量檢測(cè)ctDNA中的低頻突變，靈敏度高于傳統(tǒng)PCR）10.A（紅色顯性（A）→白色隱性（aa），后代25%恢復(fù)紅色（AA），說(shuō)明親本為雜合（Aa）突變后變?yōu)閍a，自交后代AA:Aa:aa=1:2:1）二、填空題1.插入；擴(kuò)增（或重復(fù)/缺失）2.校對(duì)（3'→5'外切酶）；內(nèi)源性損傷（或活性氧/ROS）3.嘧啶二聚體（或CPD）；光復(fù)活（或光解酶）4.基因擴(kuò)增；染色體易位（或重排）5.單堿基轉(zhuǎn)換；堿基替換6.轉(zhuǎn)座子（或可移動(dòng)元件）；自發(fā)7.外源性誘變因素；內(nèi)源性DNA修復(fù)缺陷三、簡(jiǎn)答題1.相同點(diǎn)：均導(dǎo)致DNA序列永久改變；可能為有害、中性或有利突變；遵循突變率的隨機(jī)性。不同點(diǎn)：誘因不同（自發(fā)突變由DNA復(fù)制錯(cuò)誤、內(nèi)源性損傷引起；誘發(fā)突變由物理/化學(xué)/生物因素誘導(dǎo)）；頻率不同（自發(fā)突變率低，約10^-5~10^-8/基因/代；誘發(fā)突變率可提高10~1000倍）；機(jī)制不同（自發(fā)突變涉及堿基互變異構(gòu)、脫氨基等；誘發(fā)突變涉及誘變劑直接損傷或插入）。2.移碼突變由插入或缺失非3倍數(shù)堿基引起，導(dǎo)致突變位點(diǎn)后所有密碼子閱讀框改變，下游氨基酸序列完全異常，可能產(chǎn)生截短蛋白（遇終止密碼）或功能完全喪失的蛋白質(zhì)（如酶活性中心破壞）。例如，囊性纖維化（CF）中常見(jiàn)的ΔF508突變（缺失3個(gè)堿基，不屬于移碼），但如果缺失1個(gè)堿基，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)密碼子全部錯(cuò)位，產(chǎn)生無(wú)功能的CFTR蛋白。3.DNA修復(fù)系統(tǒng)通過(guò)糾正損傷避免突變：①直接修復(fù)（如光解酶修復(fù)嘧啶二聚體）可完全恢復(fù)DNA結(jié)構(gòu)；②堿基切除修復(fù)（BER）切除氧化/脫氨基的堿基，重新合成正確序列；③核苷酸切除修復(fù)（NER）處理大段損傷（如紫外線誘導(dǎo)的嘧啶二聚體）；④錯(cuò)配修復(fù)（MMR）糾正復(fù)制錯(cuò)誤的錯(cuò)配堿基。若修復(fù)失?。ㄈ鐡p傷過(guò)重）或錯(cuò)誤修復(fù)（如非同源末端連接NHEJ引入插入/缺失），則導(dǎo)致突變固定。例如，MMR缺陷會(huì)導(dǎo)致微衛(wèi)星不穩(wěn)定（MSI），基因組中短重復(fù)序列易發(fā)生插入/缺失突變。4.①Sanger測(cè)序：?jiǎn)位蛲蛔儥z測(cè)（如遺傳病診斷），準(zhǔn)確性高但通量低；②二代測(cè)序（NGS）：全外顯子組/基因組測(cè)序（WES/WGS），適用于未知突變篩查（如腫瘤突變譜分析）；③數(shù)字PCR（dPCR）：檢測(cè)低頻突變（如ctDNA中的循環(huán)腫瘤突變），靈敏度可達(dá)0.01%；④熒光原位雜交（FISH）：檢測(cè)染色體結(jié)構(gòu)變異（如融合基因、擴(kuò)增），用于白血病診斷；⑤高分辨率熔解曲線（HRM）：快速篩查未知點(diǎn)突變（如大規(guī)模樣本初篩）。5.原核生物（如細(xì)菌）為單細(xì)胞，基因突變可通過(guò)二分裂直接傳遞給所有子代（無(wú)性生殖）；部分通過(guò)轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合實(shí)現(xiàn)水平傳遞。真核生物：體細(xì)胞突變（如動(dòng)物皮膚細(xì)胞）一般不傳遞給子代（除非發(fā)生生殖腺轉(zhuǎn)化）；生殖細(xì)胞突變（如精子/卵細(xì)胞中的突變）可通過(guò)有性生殖傳遞給子代（遵循孟德?tīng)栠z傳定律）。植物體細(xì)胞突變可能通過(guò)營(yíng)養(yǎng)繁殖（如扦插）傳遞，形成嵌合體。四、綜合分析題1.（1）c.742G>T表示編碼區(qū)第742位堿基G突變?yōu)門（c.為編碼序列命名）；p.R248W表示第248位氨基酸由精氨酸（R）突變?yōu)樯彼幔╓）（p.為蛋白質(zhì)命名）。（2）p53蛋白的DNA結(jié)合域（氨基酸102-292）包含R248位點(diǎn)，該位點(diǎn)精氨酸通過(guò)電荷相互作用結(jié)合DNA磷酸骨架。突變?yōu)樯彼幔ㄖ行源髠?cè)鏈）會(huì)破壞DNA結(jié)合能力，導(dǎo)致p53無(wú)法激活下游基因（如p21、BAX），喪失細(xì)胞周期阻滯和凋亡誘導(dǎo)功能，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和耐藥。（3）實(shí)驗(yàn)方案：①構(gòu)建TP53野生型（WT）和R248W突變型（Mut）的結(jié)直腸癌細(xì)胞系（如HCT116）；②分別用5-FU處理（梯度濃度），通過(guò)CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞存活率；③檢測(cè)耐藥相關(guān)基因（如胸苷酸合成酶TS）的表達(dá)（qPCR/Westernblot）；④體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：將WT和Mut細(xì)胞接種裸鼠，觀察5-FU治療后腫瘤體積變化；⑤結(jié)論：若Mut組存活率顯著高于WT組，且TS表達(dá)上調(diào)，則支持該突變與耐藥相關(guān)。2.（1）脫靶機(jī)制：gRNA與非靶標(biāo)序列存在部分互補(bǔ)（如前12個(gè)“種子區(qū)”堿基匹配），Cas9仍可切割；Cas9蛋白對(duì)gRNA錯(cuò)配的耐受性（如SpCas9允許1-3個(gè)錯(cuò)配）；細(xì)胞內(nèi)染色質(zhì)開(kāi)放區(qū)域的非靶標(biāo)位點(diǎn)更易被訪問(wèn)。（2）降低脫靶策略：①使用高保真Cas9變體（如eSpCas9、HiFi-Cas9），減少與錯(cuò)配gRNA的結(jié)合；②雙gRNA策略（兩個(gè)gRNA靶向相鄰位點(diǎn)），僅當(dāng)兩個(gè)位點(diǎn)均匹配時(shí)切割；③縮