2025年大学《生物科学》专业题库- 发育生物学研究进展

2025年大学《生物科学》专业题库——发育生物学研究进展考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在括号内）1.下列哪项技术是近年来推动表观遗传学研究在发育生物学中发挥关键作用的革命性工具？A.基因敲除技术(Knockout)B.CRISPR/Cas9基因编辑C.RNA干扰(RNAi)D.转基因技术(Transgenesis)2.在果蝇胚胎发育过程中，决定体细胞命运的“成对盒基因”（Pair-rulegenes）表达模式通常呈现为？A.相邻的体节表达相同基因B.相邻的体节表达不同基因C.同一体节表达相同基因，但相邻体节不同D.特定区域呈点状随机表达3.Wnt信号通路的核心效应分子β-catenin的稳定化主要受下列哪个信号通路调控？A.Notch通路B.Hedgehog通路C.FGF通路D.Smad通路4.诱导多能干细胞（iPS细胞）技术的主要意义在于？A.可以无限传代而不失去多能性B.只能分化为特定类型的体细胞C.可以直接用于临床治疗D.克服了使用胚胎干细胞（ES细胞）的伦理争议5.在哺乳动物早期胚胎发育中，由透明带和卵黄周细胞产生的“孵化”（Hatching）过程主要依赖于？A.细胞外基质（ECM）的降解B.透明带蛋白的磷酸化修饰C.凋亡（Apoptosis）程序的启动D.激素信号的作用6.下列哪项发育过程主要依赖于Hedgehog信号通路？A.中轴发育与节段极性建立B.神经系统的层状结构形成C.心脏管的形成与loopingmorphogenesisD.胚胎后期的骨骼发育7.DNA甲基化主要发生在DNA的哪个碱基上？A.腺嘌呤（A）B.胸腺嘧啶（T）C.鸟嘌呤（G）D.胞嘧啶（C）8.单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术的主要优势在于？A.可以直接检测到蛋白质水平的表达差异B.能够解析细胞异质性，研究细胞亚群C.可以确定细胞的绝对数量D.无需前期细胞分选即可获得纯度较高的细胞群体9.下列哪种现象是程序性细胞死亡（PCD）的一种形式，在胚胎发育过程中对于组织形态建成至关重要？A.凋亡（Apoptosis）B.自噬（Autophagy）C.巨细胞化（Macrophagy）D.细胞分裂10.轴突引导分子（AxonGuidanceMolecules）通常作用于？A.分裂期的神经母细胞B.末梢神经元的树突上C.正在生长的轴突膜及其周围的环境D.神经胶质细胞表面二、名词解释（每题3分，共15分。请将定义写在横线上）11.__________：指一个或多个基因的表达受到其他基因调控的现象，常形成复杂的调控网络。12.__________：指在发育过程中，细胞根据其位置和接受的信号决定其最终命运的现象。13.__________：指利用基因工程技术将外源基因导入生物体基因组中，并使其稳定遗传的现象。14.__________：指在发育过程中，由特定基因调控的程序性细胞死亡。15.__________：指在体外模拟特定组织或器官的微环境，利用干细胞技术构建的微型器官模型。三、简答题（每题5分，共20分）16.简述Notch信号通路的基本传递过程及其在发育中的主要功能。17.简述表观遗传修饰（以DNA甲基化和组蛋白修饰为例）如何影响基因表达而不改变DNA序列。18.简述利用CRISPR/Cas9技术进行基因功能研究的基本原理。19.简述胚胎干细胞（ES细胞）和诱导多能干细胞（iPS细胞）在发育生物学研究中的共同优势和区别。四、论述题（每题10分，共30分）20.论述Hedgehog信号通路在胚胎发育中多方面的重要作用，并举例说明其信号通路异常可能导致的发育缺陷。21.结合实例，论述干细胞技术（特别是类器官技术）在发育生物学研究和再生医学中的应用前景与面临的挑战。22.试述发育生物学研究如何利用跨学科方法（如计算生物学、单细胞测序等）来解析复杂的发育现象和疾病机制。试卷答案一、选择题（每题2分，共20分）1.B2.A3.C4.A5.A6.A7.D8.B9.A10.C二、名词解释（每题3分，共15分）11.基因调控网络(GeneRegulatoryNetwork)：指一个或多个基因的表达受到其他基因调控的现象，常形成复杂的调控网络。12.细胞命运决定(CellFateDetermination)：指在发育过程中，细胞根据其位置和接受的信号决定其最终命运的现象。13.转基因技术(Transgenesis)：指利用基因工程技术将外源基因导入生物体基因组中，并使其稳定遗传的现象。14.程序性细胞死亡(ProgrammedCellDeath)：指在发育过程中，由特定基因调控的程序性细胞死亡。15.类器官(Organoid)：指在体外模拟特定组织或器官的微环境，利用干细胞技术构建的微型器官模型。三、简答题（每题5分，共20分）16.Notch信号通路的基本传递过程：当邻近细胞表面的Notch受体与配体（如Delta、Jagged）结合时，Notch受体发生剪切，其胞质域（NICD）被释放并转移到细胞核内，与转录因子RBP-J结合，调控下游靶基因的表达。主要功能包括：介导细胞间通讯、调控细胞命运决定、影响细胞增殖与分化、参与组织边界形成等。17.表观遗传修饰影响基因表达：DNA甲基化：通过在DNA胞嘧啶上添加甲基基团，通常沉默基因表达（如CpG岛甲基化）。组蛋白修饰：通过在组蛋白赖氨酸残基上添加或去除乙酰基、甲基等，改变染色质构型，从而影响DNA与组蛋白的相互作用，进而调控基因的转录活性（如乙酰化通常激活基因，甲基化则视位置和具体修饰类型而定，可激活或抑制基因）。18.CRISPR/Cas9技术的基本原理：利用一段短的RNA序列（向导RNA,gRNA）作为“分子剪刀”的导航，使其识别并结合到基因组中特定的目标DNA序列（通过gRNA序列互补配对）。随后，gRNA与Cas9核酸酶形成一个复合体，Cas9蛋白在该复合体上切割目标DNA双链，造成基因敲除或基因编辑。研究者可以通过设计不同的gRNA来精确编辑不同的基因位点。19.ES细胞和iPS细胞的共同优势与区别：共同优势：均具有多能性，可分化为体内所有三种胚层细胞，为发育研究、疾病模型构建和再生医学提供了巨大潜力。区别：ES细胞来源于早期胚胎，存在伦理争议，且可能引发免疫排斥；iPS细胞通过诱导分化获得，避免了伦理问题，且可利用自体细胞制备，但可能存在重编程不完全或携带突变的风险。四、论述题（每题10分，共30分）20.Hedgehog信号通路的作用与缺陷：Hedgehog信号通路在胚胎发育中作用广泛，主要包括：1）建立体节极性，决定节段命运；2）调控神经管的闭合；3）影响脊索的发育；4）参与眼杯的形成；5）决定外胚层细胞分化方向（如表皮、神经、感光细胞等）。通路异常可导致多种畸形，例如，Shh基因突变会导致中枢神经系统缺陷（如脑积水）、肢体短小（如蹼指）等。21.干细胞与类器官的应用前景与挑战：应用前景：干细胞可用于研究细胞谱系分化、发育过程中的基因功能；类器官可模拟体内微环境，用于药物筛选、疾病机制研究、疾病诊断和个性化治疗。挑战：干细胞的重编程效率、安全性（特别是iPS细胞）和分化控制仍需提高；类器官的复杂性、异质性、功能成熟度以及如何有效将其应用于临床移植仍面临诸多问题。22.跨学科方