2025年大学《生物科学》专业题库-细胞活动的节律性与调控机制

2025年大学《生物科学》专业题库——细胞活动的节律性与调控机制考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪一项不属于细胞活动节律的层次？A.细胞周期B.昼夜节律C.季节性节律D.分子伴侣循环2.在真核生物细胞周期中，主要负调控CDK活性的机制是：A.CDK与周期蛋白结合B.磷酸化CDKC.降解周期蛋白D.激活CDK3.哺乳动物昼夜节律核心钟基因中，主要负向调控Clock-BMAL1转录活性的是：A.Clock和BMAL1B.Per和CryC.Rev和RBM8AD.DBP和NR1D14.光照信号输入哺乳动物昼夜节律系统的主要途径是：A.视网膜-下丘脑束直接投射到视交叉上核（SCN）B.视网膜-脑干-SCN间接投射C.视网膜-丘脑-SCN间接投射D.视网膜直接分泌神经递质作用于SCN5.下列哪种分子伴侣在维持蛋白质正确折叠和周期性降解中起重要作用？A.Hsp70B.泛素C.细胞色素CD.微管蛋白6.节律紊乱可能对以下哪个生理过程产生显著影响？A.神经递质释放B.DNA复制C.胰岛素分泌D.以上都是7.下列关于负反馈调控在节律维持中作用的描述，错误的是：A.稳定节律周期B.增强节律幅度C.使节律输出更加精确D.是节律产生的唯一机制8.体温周期性变化通常与哪个节律密切相关？A.细胞周期B.昼夜节律C.季节性节律D.慢波睡眠节律9.以下哪个过程不直接参与核心钟基因的负反馈回路？A.Per/Cry蛋白核转位B.Per/Cry蛋白与Clock-BMAL1复合物结合C.Per/Cry蛋白介导的Clock-BMAL1降解D.Bmal1基因的转录激活10.将处于持续光照下的生物置于暗处，其节律需要一定时间才能与暗周期同步，这种现象称为：A.节律校准B.节律entrainmentC.节律的自由运行D.节律的相位滞后二、填空题（每空1分，共10分）1.细胞周期的主要控制点包括______、______和______。2.昼夜节律的分子机制中，PER和CRY蛋白主要通过______途径抑制Clock-BMAL1复合物的活性。3.环境因素如光照和温度可以通过影响______和______来校准生物的内部节律。4.细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）需要与______结合才能获得活性，并磷酸化下游底物。5.节律失调与多种人类疾病相关，如______、______和某些类型的癌症。三、名词解释（每题3分，共9分）1.细胞周期(CellCycle)2.负反馈回路(NegativeFeedbackLoop)3.entrainment四、简答题（每题5分，共10分）1.简述细胞周期中G1期到S期转换的关键控制点及其主要调控分子。2.简述光信号如何影响哺乳动物SCN的节律活动。五、论述题（10分）试述细胞活动节律性产生的分子基础，并解释负反馈调控在这一过程中如何维持节律的周期性。试卷答案一、选择题1.D2.C3.B4.A5.B6.D7.D8.B9.D10.D二、填空题1.G1/S检查点G2/M检查点有丝分裂中期检查点2.核转位与蛋白降解3.核心钟基因表达核心钟蛋白稳定性4.周期蛋白(Cyclin)5.睡眠障碍代谢综合征三、名词解释1.细胞周期：指细胞从一次分裂结束开始到下一次分裂结束所经历的一系列有序的生化事件和形态变化过程。2.负反馈回路：指在一个调控系统中，输出信号的一部分会抑制或减弱初始刺激，从而维持系统稳定或周期性波动的一种机制。3.entrainment：指外部环境周期性信号（如光暗周期）校准或同步生物体内固有节律的过程。四、简答题1.答：G1期到S期转换的关键控制点主要位于G1期末的G1/S检查点。此检查点主要评估细胞大小、DNA损伤修复情况以及生长因子信号等。核心调控分子包括：①细胞周期蛋白D（CyclinD）与周期蛋白依赖性激酶4/6（CDK4/6）复合物，促进G1期进程；②周期蛋白E（CyclinE）与CDK2复合物，进一步推动细胞进入S期；③抑癌蛋白p16INK4a、p21WAF1/CIP1等可以抑制CDK4/6或CDK2活性，阻止细胞进入S期。当这些调控分子协调作用，检查点通过磷酸化关键底物（如Rb蛋白）并解除其抑制，最终激活DNA复制，使细胞进入S期。2.答：光信号主要通过视网膜内的感光细胞（特别是视锥细胞和视杆细胞）检测光线，将光能转化为神经信号。信号通过视网膜-下丘脑束直接投射到视交叉上核（SCN），这是哺乳动物主生物钟。SCN内的核心钟基因表达和蛋白相互作用产生约24小时的自由运行节律。光信号（主要是蓝光）在白天抑制SCN中核心钟基因（如Bmal1和Clock）的表达，从而将SCN的节律相位校准到外部光暗周期。这种光输入机制使得内源节律能够与地球的自转同步，维持生物体的生理节律与外部环境的协调一致。五、论述题答：细胞活动节律性的分子基础主要在于基因表达、蛋白功能以及它们之间的相互作用形成的负反馈调控环路。以昼夜节律为例，核心钟基因（如Clock,Bmal1,Per,Cry）的表达和功能构成了节律振荡的基础。BMAL1与Clock形成异源二聚体，作为转录因子激活下游Per基因和Cry基因的表达。新合成的Per和Cry蛋白逐渐积累，并形成复合物。该复合物能够进入细胞核，通过多种机制（如抑制Clock-BMAL1的转录活性、促进其降解等）负向调控上游Clock-BMAL1复合物的活性，形成一个延迟的负反馈回路。随着Per/Cry复合物的积累和降解，Clock-BMAL1的活性周期性波动，进而