(2025年)基因表达调控考试题及答案

(2025年)基因表达调控考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.基因表达调控主要是指（）A.DNA复制上的调控B.转录水平的调控C.转录后加工的调控D.翻译水平的调控答案：B。基因表达调控可以发生在基因表达的各个环节，但转录水平的调控是基因表达调控的关键环节，通过控制转录的起始、速率等可以从根本上决定基因是否表达以及表达的程度，所以主要指转录水平的调控。2.下列哪种元件不属于顺式作用元件（）A.启动子B.增强子C.沉默子D.转录因子答案：D。顺式作用元件是指存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，如启动子、增强子、沉默子等。而转录因子是反式作用因子，是能直接或间接结合在顺式作用元件上调控基因表达的蛋白质，不属于顺式作用元件。3.乳糖操纵子的诱导物是（）A.乳糖B.半乳糖C.葡萄糖D.阿拉伯糖答案：B。在乳糖操纵子中，真正的诱导物是半乳糖。乳糖进入细胞后，在β半乳糖苷酶的作用下转变为半乳糖，半乳糖与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象改变，不能与操纵序列结合，从而使乳糖操纵子开放，基因得以表达。4.原核生物基因表达调控的特点是（）A.转录和翻译偶联进行B.有复杂的染色体结构C.有细胞核膜的分隔D.主要以正调控为主答案：A。原核生物没有细胞核膜的分隔，转录和翻译可以偶联进行，即边转录边翻译。原核生物没有复杂的染色体结构，其基因表达调控主要以负调控为主。5.真核生物基因表达调控中，不涉及的调控水平是（）A.DNA甲基化修饰B.染色质重塑C.操纵子调控D.微小RNA调控答案：C。操纵子调控是原核生物基因表达调控的主要方式。真核生物基因表达调控涉及多个水平，如DNA甲基化修饰可以影响基因的活性，染色质重塑可以改变染色质的结构，影响基因的可及性，微小RNA可以通过与靶mRNA结合，影响其稳定性和翻译。6.下列关于启动子的描述，错误的是（）A.是RNA聚合酶结合的部位B.位于转录起始点的上游C.具有方向性D.只存在于原核生物中答案：D。启动子是RNA聚合酶结合并启动转录的部位，位于转录起始点的上游，具有方向性。启动子不仅存在于原核生物中，真核生物也有启动子，而且真核生物的启动子更为复杂。7.增强子的作用特点是（）A.只在启动子上游发挥作用B.具有组织特异性C.只能增强相邻基因的表达D.作用无方向性，但有物种特异性答案：B。增强子可以在启动子的上游、下游甚至内含子中发挥作用，不局限于启动子上游；它可以远距离增强基因的表达，并非只能增强相邻基因的表达；其作用无方向性，也无物种特异性，但具有组织特异性，即在不同的组织细胞中其增强基因表达的活性不同。8.下列哪种蛋白质属于反式作用因子（）A.组蛋白B.启动子结合蛋白C.结构蛋白D.核糖体蛋白答案：B。反式作用因子是能直接或间接结合在顺式作用元件上调控基因表达的蛋白质。启动子结合蛋白可以结合到启动子上，调控基因的转录，属于反式作用因子。组蛋白主要参与染色质的包装，结构蛋白和核糖体蛋白有其自身的结构和功能，一般不参与基因表达的调控。9.基因表达的时间特异性是指（）A.基因表达按一定的时间顺序发生B.同一基因在不同组织中表达不同C.基因表达在不同个体中存在差异D.基因表达受环境因素的影响答案：A。基因表达的时间特异性是指基因表达按一定的时间顺序发生，如在个体发育的不同阶段，不同的基因会按照特定的时间顺序开启或关闭。同一基因在不同组织中表达不同是基因表达的空间特异性；基因表达在不同个体中存在差异与个体的遗传背景等有关；基因表达受环境因素的影响不属于时间特异性的范畴。10.下列关于DNA甲基化的描述，正确的是（）A.主要发生在CpG岛B.甲基化程度与基因表达呈正相关C.甲基化不影响染色质结构D.甲基化只发生在原核生物中答案：A。DNA甲基化主要发生在CpG岛。一般情况下，DNA甲基化程度与基因表达呈负相关，即甲基化程度高，基因表达受到抑制。DNA甲基化可以影响染色质结构，使染色质更加紧密，不利于基因的转录。DNA甲基化在真核生物和原核生物中都存在。11.下列哪种调控方式不属于转录后调控（）A.mRNA剪接B.mRNA加帽C.翻译起始调控D.mRNA运输调控答案：C。转录后调控是指在转录提供mRNA之后，对mRNA进行的一系列加工和调控过程，包括mRNA剪接、加帽、运输调控等。翻译起始调控属于翻译水平的调控，不属于转录后调控。12.酵母双杂交系统是用于研究（）A.基因转录调控B.蛋白质蛋白质相互作用C.DNA蛋白质相互作用D.基因克隆答案：B。酵母双杂交系统是利用酵母细胞内的转录激活因子的特性，来研究蛋白质蛋白质相互作用的技术。当两个待测蛋白质相互作用时，能使报告基因表达，通过检测报告基因的表达情况来判断蛋白质之间是否存在相互作用。13.下列关于miRNA的描述，错误的是（）A.是一类非编码RNAB.长度一般为2025个核苷酸C.主要通过与靶mRNA的5'端非编码区结合发挥作用D.可以调控基因表达答案：C。miRNA是一类非编码RNA，长度一般为2025个核苷酸。它主要通过与靶mRNA的3'端非编码区结合，影响mRNA的稳定性和翻译，从而调控基因表达，而不是与5'端非编码区结合。14.热休克蛋白的表达调控主要是通过（）A.启动子调控B.增强子调控C.热休克因子调控D.微小RNA调控答案：C。热休克蛋白的表达调控主要是通过热休克因子调控。当细胞受到热应激等刺激时，热休克因子被激活，结合到热休克蛋白基因的启动子区域，启动热休克蛋白基因的表达。15.下列哪种情况会导致基因表达上调（）A.启动子区域CpG岛甲基化B.组蛋白去乙酰化C.增强子与转录因子结合D.微小RNA与靶mRNA结合答案：C。启动子区域CpG岛甲基化和组蛋白去乙酰化一般会导致基因表达下调，因为它们会使染色质结构更加紧密，不利于基因的转录。微小RNA与靶mRNA结合通常会抑制靶mRNA的翻译或促进其降解，导致基因表达下调。而增强子与转录因子结合可以增强基因的转录，使基因表达上调。16.原核生物中，阻遏蛋白结合的部位是（）A.启动子B.操纵序列C.增强子D.终止子答案：B。在原核生物的操纵子模型中，阻遏蛋白结合的部位是操纵序列。当阻遏蛋白结合到操纵序列上时，会阻止RNA聚合酶与启动子结合，从而抑制基因的转录。17.真核生物转录起始前复合物（PIC）中，首先结合到启动子上的是（）A.TFⅡDB.TFⅡAC.TFⅡBD.RNA聚合酶Ⅱ答案：A。在真核生物转录起始前复合物（PIC）的组装过程中，TFⅡD首先结合到启动子的TATA盒上，然后依次招募其他转录因子和RNA聚合酶Ⅱ，形成转录起始前复合物，启动转录。18.下列关于染色质重塑的描述，错误的是（）A.可以改变染色质的结构B.不影响基因的表达C.与组蛋白修饰有关D.由染色质重塑复合物介导答案：B。染色质重塑可以改变染色质的结构，使其变得松散或紧密，从而影响基因的可及性，进而影响基因的表达。染色质重塑与组蛋白修饰有关，如组蛋白的乙酰化、甲基化等可以影响染色质的结构。染色质重塑是由染色质重塑复合物介导的。19.下列哪种技术可以用于检测基因表达水平（）A.Southern印迹B.Northern印迹C.原位杂交D.B和C答案：D。Northern印迹是用于检测RNA水平的技术，可以反映基因的转录水平，即基因表达水平。原位杂交可以在组织或细胞原位检测特定RNA的存在和分布，也可用于检测基因表达水平。Southern印迹主要用于检测DNA。20.下列关于基因表达调控的意义，错误的是（）A.维持细胞的正常功能B.适应环境变化C.导致基因突变D.保证个体的正常发育答案：C。基因表达调控可以维持细胞的正常功能，使细胞能够执行特定的生理功能；可以使生物体适应环境变化，根据环境的改变调整基因的表达；也可以保证个体的正常发育，在个体发育的不同阶段，不同基因的有序表达是发育正常进行的基础。基因表达调控不会导致基因突变，基因突变是DNA序列的改变，与基因表达调控是不同的概念。二、多项选择题（每题3分，共15分）1.下列属于顺式作用元件的有（）A.启动子B.增强子C.沉默子D.绝缘子答案：ABCD。启动子、增强子、沉默子和绝缘子都属于顺式作用元件。启动子是RNA聚合酶结合并启动转录的部位；增强子可以增强基因的转录；沉默子可以抑制基因的转录；绝缘子可以阻止增强子对非相邻基因的作用，起到边界作用。2.真核生物基因表达调控的特点包括（）A.具有多层次调控B.存在染色质结构的调控C.转录和翻译在时间和空间上分开D.以正调控为主答案：ABCD。真核生物基因表达调控具有多层次调控，包括DNA水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平等。存在染色质结构的调控，如染色质重塑和组蛋白修饰等。由于真核生物有细胞核膜的分隔，转录和翻译在时间和空间上分开。真核生物基因表达调控以正调控为主，通过多种转录因子和顺式作用元件的相互作用来激活基因的表达。3.下列关于转录因子的描述，正确的有（）A.具有DNA结合结构域B.具有转录激活结构域C.可以与顺式作用元件结合D.可以调控基因的转录答案：ABCD。转录因子是能直接或间接结合在顺式作用元件上调控基因表达的蛋白质。它具有DNA结合结构域，用于识别和结合顺式作用元件；具有转录激活结构域，用于激活转录过程。通过与顺式作用元件结合，转录因子可以调控基因的转录，促进或抑制基因的表达。4.下列哪些调控方式可以影响mRNA的稳定性（）A.mRNA加尾B.微小RNA调控C.mRNA剪接D.mRNA结合蛋白的结合答案：ABD。mRNA加尾可以增加mRNA的稳定性，防止其被核酸酶降解。微小RNA与靶mRNA结合后，可以促进靶mRNA的降解，影响其稳定性。mRNA结合蛋白可以结合到mRNA上，保护或促进其降解，从而影响mRNA的稳定性。mRNA剪接主要是对mRNA的序列进行加工，形成成熟的mRNA，一般不直接影响mRNA的稳定性。5.下列关于基因表达调控的实验技术有（）A.凝胶迁移实验B.染色质免疫沉淀技术（ChIP）C.荧光定量PCRD.基因敲除技术答案：ABCD。凝胶迁移实验可以用于研究DNA蛋白质相互作用，通过检测DNA与蛋白质结合后在凝胶中的迁移情况来判断是否存在相互作用。染色质免疫沉淀技术（ChIP）可以用于研究蛋白质与DNA在体内的相互作用，确定蛋白质结合的DNA序列。荧光定量PCR可以用于检测基因的表达水平。基因敲除技术可以通过破坏特定基因来研究该基因的功能以及其对基因表达调控网络的影响。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述原核生物乳糖操纵子的调控机制。答：乳糖操纵子是原核生物基因表达调控的经典模型，由调节基因（I）、启动子（P）、操纵序列（O）和三个结构基因（Z、Y、A）组成。负调控：在没有乳糖存在时，调节基因表达产生阻遏蛋白，阻遏蛋白与操纵序列结合，阻止RNA聚合酶与启动子结合，从而抑制结构基因的转录，乳糖操纵子处于关闭状态。当有乳糖存在时，乳糖进入细胞后被转变为半乳糖，半乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象改变，不能与操纵序列结合，RNA聚合酶可以结合到启动子上，启动结构基因的转录，乳糖操纵子开放。正调控：当培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时，细菌优先利用葡萄糖。这是因为葡萄糖的存在会使细胞内cAMP浓度降低，而cAMP可以与CAP（分解代谢物基因激活蛋白）结合形成cAMPCAP复合物。当cAMP浓度降低时，cAMPCAP复合物形成减少，它与启动子上游的CAP结合位点结合减少，不能有效增强RNA聚合酶的转录活性，即使有乳糖存在，乳糖操纵子的表达也受到抑制。只有当葡萄糖耗尽，cAMP浓度升高，形成足够的cAMPCAP复合物并结合到CAP结合位点时，才能增强RNA聚合酶的转录活性，使乳糖操纵子高效表达。2.简述真核生物基因表达染色质水平调控的主要方式。答：真核生物基因表达在染色质水平的调控主要通过以下几种方式：染色质重塑：染色质重塑复合物可以利用ATP水解产生的能量改变染色质的结构，使染色质变得松散或紧密。例如，一些染色质重塑复合物可以将核小体移位或移除，使DNA暴露，便于转录因子和RNA聚合酶结合，从而促进基因的转录；反之，使染色质结构紧密则会抑制基因的转录。组蛋白修饰：组蛋白的氨基末端可以进行多种修饰，如乙酰化、甲基化、磷酸化等。组蛋白乙酰化一般会使染色质结构松散，增加基因的可及性，促进基因的转录；而组蛋白去乙酰化则会使染色质结构紧密，抑制基因的转录。组蛋白甲基化可以发生在不同的氨基酸残基上，其对基因表达的影响较为复杂，有的甲基化修饰促进基因转录，有的则抑制基因转录。组蛋白磷酸化也可以影响染色质的结构和基因的表达。DNA甲基化：DNA甲基化主要发生在CpG岛，一般情况下，DNA甲基化程度与基因表达呈负相关。当启动子区域的CpG岛发生甲基化时，会抑制转录因子与DNA的结合，同时还可以招募一些抑制性蛋白，使染色质结构更加紧密，从而抑制基因的转录。3.简述微小RNA（miRNA）调控基因表达的机制。答：微小RNA（miRNA）是一类长度约为2025个核苷酸的非编码RNA，其调控基因表达的机制主要如下：miRNA的提供：首先，基因组中的miRNA基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下转录提供初级miRNA（primiRNA），primiRNA在细胞核内被Drosha酶切割成前体miRNA（premiRNA），premiRNA被转运到细胞质中，再由Dicer酶切割成成熟的miRNA。与靶mRNA结合：成熟的miRNA与Argonaute蛋白等结合形成RNA诱导沉默复合物（RISC）。RISC中的miRNA通过碱基互补配对的方式与靶mRNA的3'端非编码区结合。调控方式：翻译抑制：当miRNA与靶mRNA不完全互补配对时，主要通过抑制翻译的起始或延伸过程来抑制蛋白质的合成，使靶基因的表达水平降低。mRNA降解：当miRNA与靶mRNA完全互补配对时，会招募核酸酶，导致靶mRNA被降解，从而减少靶基因的表达。四、论述题（15分）论述真核生物基因表达调控的多层次性及其意义。答：真核生物基因表达调控具有多层次性，主要包括以下几个层次：DNA水平调控：DNA甲基化：DNA甲基化主要发生在CpG岛，甲基化程度与基因表达呈负相关。通过对启动子区域CpG岛的甲基化修饰，可以影响转录因子与DNA的结合，从而调控基因的转录。例如，在胚胎发育过程中，一些基因的启动子区域会发生动态的甲基化变化，决定基因的表达模式。基因重排：某些基因可以通过重排来改变其结构和表达。例如，免疫球蛋白基因在淋巴细胞发育过程中会发生重排，产生大量不同的免疫球蛋白分子，以适应机体对不同抗原的识别。转录水平调控：顺式作用元件：包括启动子、增强子、沉默子等。启动子是RNA聚合酶结合的部位，决定转录的起始；增强子可以增强基因的转录，其作用无方向性和距离限制；沉默子则可以抑制基因的转录。反式作用因子：即转录因子，具有DNA结合结构域和转录激活结构域。转录因子可以结合到顺式作用元件上，通过与其他蛋白质相互作用，调控RNA聚合酶的活性，从而影响基因的转录。不同的转录因子组合可以实现对基因表达的精细调控。转录后调控：mRNA剪接：真核生物的基因往往含有内含子，转录提供的前体mRNA需要进行剪接，去除内含子，连接外显子。不同的剪接方式可以产生不同的mRNA异构体，从而增加蛋白质的多样性。mRNA加帽和加尾：mRNA的5'端加帽可以保护mRNA不被核酸酶降解，同时参与翻译起始的识别；3'端加尾可以增加mRNA的稳定性，也与mRNA的运输和翻译效率有关。mRNA