2025年大学《化学生物学》专业题库- 植物生长调控基因解析

2025年大学《化学生物学》专业题库——植物生长调控基因解析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种植物激素主要促进细胞的纵向伸长？A.赤霉素B.细胞分裂素C.脱落酸D.乙烯2.能够特异性结合生长素响应元件（TGTCTC）并调控下游基因表达的转录因子是？A.ARF（生长素响应因子）B.bHLHC.MYBD.GBF（赤霉素响应因子）3.在研究某一植物生长相关基因的功能时，研究人员构建了该基因的干扰（RNAi）载体并转化植物，观察到转基因植株矮化、叶片变小。这种现象最可能说明该基因的功能是？A.促进细胞分裂B.促进细胞伸长C.抑制植物生长D.调控花发育4.赤霉素促进种子萌发的重要机制之一是激活α-淀粉酶基因的表达，这一过程通常涉及？A.细胞分裂素响应因子TCP的调控B.赤霉素响应因子GBF结合特异启动子C.茉莉酸信号途径的参与D.生长素诱导的转录调控5.下列哪项技术最常用于研究蛋白质与蛋白质之间的相互作用？A.DNA测序B.RNA干扰（RNAi）C.酵母双杂交系统D.ChIP测序6.DNA甲基化通常与哪种基因表达调控相关？A.基因沉默B.基因激活C.mRNA加帽D.tRNA剪接7.细胞分裂素在植物营养生长阶段的主要作用是？A.促进叶片衰老B.促进种子发育C.促进根细胞分裂D.促进花器官建成8.研究发现，过表达某个转录因子能够使植物对干旱胁迫更加耐受，这种研究方法属于？A.基因敲除B.基因敲入C.基因过表达D.表观遗传修饰9.乙烯合成的前体物质是？A.茶氨酸B.S-腺苷甲硫氨酸（SAM）C.丙氨酸D.乙酰辅酶A10.从化学生物学角度出发，下列哪类物质可以作为研究植物生长调控基因功能的工具？A.合成生长素类似物B.特异性抑制某种激素合成的抑制剂C.能够干扰特定转录因子与DNA结合的小分子化合物D.以上所有二、填空题（每空1分，共10分）1.植物生长调节剂是人工合成的、能够______植物生长发育过程的化学物质。2.赤霉素信号通路中，转录因子______家族成员是关键作用者。3.通过分析基因表达谱的差异，可以鉴定在特定生长发育过程中起重要作用的______。4.组蛋白的______和______是表观遗传调控的重要机制。5.植物激素从合成部位运输到作用部位的过程称为______。三、名词解释（每题3分，共15分）1.植物生长素2.基因敲除（Knockout）3.转录因子4.信号转导5.表观遗传调控四、简答题（每题5分，共20分）1.简述生长素如何影响植物细胞的伸长。2.简述利用酵母单杂交技术筛选植物转录因子的基本原理。3.简述脱落酸在植物胁迫响应中可能涉及的两个关键作用。4.简述RNA干扰（RNAi）技术的基本原理及其在基因功能研究中的应用。五、论述题（10分）论述植物生长激素之间如何进行交叉对话（crosstalk）以协调复杂的生长发育过程。请结合至少两种激素的例子说明。试卷答案一、选择题1.A2.A3.C4.B5.C6.A7.C8.C9.B10.D二、填空题1.影响或调控2.GBF（或赤霉素响应因子）3.基因4.乙酰化；甲基化5.运输三、名词解释1.植物生长素：一类促进植物生长，特别是细胞伸长和器官发育的天然激素，如吲哚乙酸（IAA）。2.基因敲除（Knockout）：通过遗传学方法（如基因打靶）使特定基因失活（无法表达），从而研究该基因功能的技术。3.转录因子：能够结合到靶基因启动子或增强子区域的DNA序列上，并调控基因转录活性的蛋白质。4.信号转导：细胞感知外界信号并将其转化为内部可读分子信号的过程，最终导致特定的细胞反应。5.表观遗传调控：不改变DNA序列本身，但通过修饰DNA或组蛋白等来调控基因表达的现象，如DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等。四、简答题1.生长素通过促进细胞壁延展物质（如果胶）的合成和降解，降低细胞壁的刚性和膨胀压，从而促进细胞纵向伸长。此外，生长素还能诱导细胞壁loosening相关酶（如纤维素酶、果胶甲酯酶）的表达，并影响细胞分裂素的分布，共同调控细胞生长。2.酵母单杂交技术利用酵母细胞作为“测试平台”。将待筛选的DNA片段（如基因编码区）作为“诱饵”（bait），构建成DNA-锌指蛋白融合表达质粒，转化到酵母细胞中。同时，将已知转录因子及其DNA结合域（DNA-bindingdomain,DBD）和报告基因（如His3或LacZ）构建成“猎物”（prey），融合表达质粒也转化到酵母中。如果待筛选的DNA片段编码的蛋白质（或其片段）能与目标转录因子的DBD发生相互作用，则两个融合蛋白会在酵母细胞内靠近并重新组合成有活性的异源转录因子。活化的转录因子会结合到报告基因的启动子上，驱动报告基因的表达。通过筛选能在选择性培养基上生长（如能利用组氨酸或产生蓝色）或表现出报告基因活性（如LacZ发色）的酵母菌落，即可鉴定出与目标蛋白相互作用的DNA片段（即转录因子）。3.脱落酸在植物胁迫响应中可能涉及的两个关键作用是：①促进气孔关闭：脱落酸能诱导保卫细胞中脱落酸受体（如SnRK2激酶亚家族成员）的活化和下游信号通路，导致离子（如K+、Cl-）外流，水势降低，进而关闭气孔，减少水分散失；②诱导衰老和休眠：脱落酸能诱导与衰老相关的基因（如叶绿素降解酶、细胞壁降解酶）的表达，促进叶片、花器官等器官的衰老和脱落；同时，脱落酸也是诱导种子进入休眠状态的重要激素，抑制种子萌发。4.RNA干扰（RNAi）技术的基本原理是利用双链RNA（dsRNA）诱导同源mRNA的特异性降解。当细胞内出现dsRNA（可来自内源基因转录、病毒感染或人工导入的外源dsRNA，如siRNA或miRNA）时，会被核酸酶Dicer切割成小干扰RNA（siRNA，通常约21-23nt）。siRNA随后被RISC（RNA诱导沉默复合体）识别并加载。在RISC中，siRNA的一条链（反义链）作为引导链，与靶mRNA进行碱基互补配对。如果配对准确，RISC中的核酸酶（如Argonaute蛋白）会切割并降解靶mRNA，从而抑制目标基因的翻译，降低其蛋白质表达水平。在基因功能研究中，可以通过体外合成siRNA并导入细胞，或利用RNAi载体（如病毒载体、质粒）在细胞内表达shRNA（短发夹RNA），特异性地沉默目标基因的表达，从而研究该基因的功能。五、论述题植物生长激素之间通过复杂的交叉对话机制协调生长发育。例如，生长素与赤霉素的相互作用：生长素可以诱导赤霉素合成相关基因（如gib1）的表达，促进赤霉素的合成，从而协同促进细胞伸长和种子萌发。反过来，赤霉素也能诱导生长素合成酶（如IAA合酶）的表达，增加生长素的水平。再如，生长素与细胞分裂素的相互作用：生长素可以促进细胞分裂素在顶端分生组织远端的运输，并诱导根尖分生组织中细胞分裂素合成相