2025年大学《化学生物学》专业题库- 遗传突变与疾病的发生机制

2025年大学《化学生物学》专业题库——遗传突变与疾病的发生机制考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题3分，共15分）1.点突变2.错配修复（MMR）3.同源重组修复（HDR）4.非同源末端连接（NHEJ）5.原癌基因二、填空题（每空1分，共10分）1.DNA损伤修复的主要途径包括______、______、______和______。2.染色体结构畸变不包括______和______。3.由单个碱基替换引起，且不改变氨基酸编码的突变称为______突变。4.细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）的活性需要与______结合才能被激活。5.具有抑癌功能的基因失活通常比原癌基因激活______。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述DNA碱基切除修复（BER）的主要步骤。2.简述基因突变可能导致蛋白质功能丧失的几种主要方式。3.简述遗传性非息肉病性结直肠癌（HNPCC）的分子遗传学特征。4.简述细胞凋亡在维持机体稳态中的重要作用。四、论述题（每题10分，共30分）1.详细阐述化学物质如何导致DNA损伤，并举例说明细胞内存在哪些主要的DNA损伤修复机制来应对这种损伤。2.从分子水平解释什么是基因组不稳定性，并说明其在癌症发生发展中的作用机制。3.综合说明原癌基因和抑癌基因的突变或失活是如何共同促进癌症发生的。试卷答案一、名词解释1.点突变：指DNA分子中单个碱基对的替换、插入或缺失所引起的突变。**解析思路*：考察对突变基本类型的定义理解。点突变是结构突变中最小的一种，核心是单个碱基的改变。2.错配修复（MMR）：一种修复DNA复制过程中发生的碱基配对错误的机制。**解析思路*：考察对MMR功能的理解。MMR专门负责纠正复制错误，是维持遗传稳定性的重要防线。3.同源重组修复（HDR）：利用同源DNA分子作为模板，修复DNA双链断裂或单链断裂的一种高保真修复方式。**解析思路*：考察对HDR机制和用途的理解。HDR利用姐妹染色单体或同源染色体进行修复，准确性高。4.非同源末端连接（NHEJ）：一种快速但容易出错地修复DNA双链断裂的机制，通过直接连接断裂末端。**解析思路*：考察对NHEJ机制特点的理解。NHEJ是应急修复方式，速度快但可能导致插入/缺失突变。5.原癌基因：正常情况下促进细胞生长和分裂的基因，其突变或过度激活可转变为癌基因，导致细胞癌变。**解析思路*：考察对原癌基因基本概念的理解。强调其正常功能与致癌潜能的转化。二、填空题1.碱基切除修复（BER）、核苷酸切除修复（NER）、错配修复（MMR）、同源重组修复（HDR）**解析思路*：考察对四大主要DNA损伤修复途径的掌握。需要准确列出各类修复机制的全称。2.缺失、倒位**解析思路*：考察对染色体结构畸变类型的了解。易位和重复属于染色体结构畸变，而缺失和倒位是其他类型。3.同义**解析思路*：考察对点突变分类的理解。同义突变指密码子改变但编码的氨基酸不变。4.细胞周期蛋白（或Cyclin）**解析思路*：考察对CDK激活条件的理解。CDK需要与特定细胞周期蛋白结合才能获得活性并驱动细胞周期进程。5.程度更高**解析思路*：考察对癌变机制中基因突变特点的理解。通常认为一个抑癌基因的“双重打击”比一个原癌基因的激活更难实现且更易导致癌症。三、简答题1.简述DNA碱基切除修复（BER）的主要步骤。**解析思路*：考察对BER核心步骤的掌握。需要按顺序描述从识别损伤、切除含损伤碱基的碱基片断、修复糖基化位点、填补缺口到最终连接的过程。包括短链修复（SSBR）和长链修复（LSBR）的关键区别。2.简述基因突变可能导致蛋白质功能丧失的几种主要方式。**解析思路*：考察对突变后果的理解。应能列举并简要说明导致蛋白质功能丧失的突变类型及其影响，如产生无义突变导致提前终止翻译（无义蛋白）、产生移码突变导致整个下游氨基酸序列改变（移码蛋白）、产生错义突变导致错放氨基酸影响蛋白质折叠和功能（错义蛋白）、导致移码或提前终止翻译的插入/缺失突变（移码/无义蛋白）、使重要功能域（如活性位点）缺失或改变的frameshift或missensemutation。3.简述遗传性非息肉病性结直肠癌（HNPCC）的分子遗传学特征。**解析思路*：考察对特定遗传病的分子机制了解。应提及HNPCC与MMR基因（如MLH1,MSH2,MSH6,PMS2）突变相关，这些基因功能缺陷导致MMR途径异常，使微卫星序列不稳定性（MSI）发生，增加突变负荷，易患癌症。可提及遗传方式（常染色体显性遗传）。4.简述细胞凋亡在维持机体稳态中的重要作用。**解析思路*：考察对细胞凋亡生理功能的理解。应说明细胞凋亡是程序性细胞死亡，对于去除发育过程中多余的细胞、清除受损或衰老细胞、抵御病原体感染以及维持组织器官的形态和功能稳定至关重要。例如，在免疫应答中清除被感染的细胞或自身反应性细胞。四、论述题1.详细阐述化学物质如何导致DNA损伤，并举例说明细胞内存在哪些主要的DNA损伤修复机制来应对这种损伤。**解析思路*：考察对化学诱变和DNA修复机制的整合理解。首先需列举常见的化学物质类别及其导致DNA损伤的机制，如：烷化剂（如芥子气，引起DNA碱基交联）、basemodifiers（如黄曲霉素B1，引起碱基改变）、intercalators（如乙酰亚胺，引起DNA构型改变导致复制/转录停滞）、氧化剂（如H2O2，产生8-oxoG等氧化损伤）。然后详细说明细胞内主要的修复机制及其作用：①碱基切除修复（BER）处理碱基修饰/损伤（如乌嘌呤、黄嘌呤）和氧化损伤（如8-oxoG）；②核苷酸切除修复（NER）切除大范围的DNA损伤（如紫外线引起的光化产物嘧啶二聚体、化学加合物）；③错配修复（MMR）纠正复制错误；④同源重组修复（HDR）修复DNA双链断裂（DSB），通常在高倍体细胞或S/G2期进行；⑤非同源末端连接（NHEJ）快速修复DSB，但易出错。每种机制可稍作说明其作用的对象和特点。2.从分子水平解释什么是基因组不稳定性，并说明其在癌症发生发展中的作用机制。**解析思路*：考察对基因组不稳定性概念及其与癌症关系的深入理解。基因组不稳定性（GenomicInstability,GI）指基因组发生异常改变（如点突变、染色体数目/结构异常）的速率高于其修复速率的状态。分子水平上，GI表现为DNA修复系统功能缺陷（如MMR、BER、HDR、NHEJ或拓扑异构酶功能障碍）、染色体结构/数目的异常（如着丝粒功能丧失导致染色体桥/断裂、端粒缩短、端粒酶失活导致染色体融合成环、染色体易位/倒位、非整倍性）。GI在癌症中的作用机制在于：①增加了基因突变的累积率，特别是对肿瘤抑制基因（TSG）和原癌基因（proto-oncogene）的突变，驱动细胞恶性转化；②破坏了基因组稳定性，导致染色体重排，可能产生新的致癌融合基因或激活癌基因；③影响基因表达谱，如染色体重排或表观遗传改变；④增加了细胞对生长信号的反应性或抑制凋亡的能力。GI常被认为是癌症发生的早期事件，贯穿癌症发展的多个阶段。3.综合说明原癌基因和抑癌基因的突变或失活是如何共同促进癌症发生的。**解析思路*：考察对癌症分子生物学基础的综合理解。癌症的发生通常是多步骤、多因素的过程，涉及原癌基因的激活和抑癌基因的失活。①原癌基因（Oncogene）的正常功能是促进细胞生长、增殖和存活。其突变（如点突变、扩增、染色体易位导致基因融合）或表达异常上调，会使细胞获得不受控制的生长优势，转变为癌基因（CancerGene）。常见的如RAS,MYC,HER2等。②抑癌基因（TumorSuppressorGene,TSG）的正常功能是抑制细胞生长、促进细胞分化、诱导细胞凋亡、修复DNA损伤。其失活通常是双等位基因突变（"two-hithypothesis"），即一个等位基因突变（由遗传或环境因素引起），另一个等位基因丢失或再次突变。常见的如p53,RB,APC等。当抑癌基因失活时，细胞的生长调控失去约束。③癌