表观遗传(DNA甲基化/组蛋白修饰/染色质重塑)历年西综真题总结
《生物化学与分子生物学》第10版 P290-298、《生理学》第9版 P36-38
一、历年西综考研真题汇总
(一)DNA甲基化相关真题
1. 2025年 A型题
题干:下列关于DNA甲基化的描述,正确的是
A. 主要发生在基因编码区的CG序列
B. 甲基化程度与基因表达水平正相关
C. 维持甲基化由DNA甲基转移酶1(DNMT1)催化
D. 去甲基化过程均为被动去甲基化
答案:C
解析:DNA甲基化主要发生在基因启动子区的CG序列(CpG岛)(A错误);甲基化会抑制基因表达,与表达水平负相关(B错误);DNMT1负责维持甲基化,DNMT3a/3b负责从头甲基化(C正确);去甲基化包括被动去甲基化和主动去甲基化(如TET酶介导)(D错误)。
考点溯源:DNA甲基化的酶学机制与功能
2. 2021年 X型题
题干:DNA甲基化参与的生物学过程包括
A. 胚胎发育中的基因印记
B. 肿瘤细胞中抑癌基因的沉默
C. 免疫细胞的分化与功能调控
D. 原核生物的DNA损伤修复
答案:ABC
解析:DNA甲基化是真核生物表观遗传的核心方式,参与基因印记、肿瘤抑癌基因沉默、免疫细胞分化等(A、B、C正确);原核生物的甲基化主要参与限制-修饰系统,与表观遗传无关(D错误)。
考点溯源:DNA甲基化的生物学功能
(二)组蛋白修饰相关真题
1. 2023年 A型题
题干:下列组蛋白修饰中,通常与基因激活相关的是
A. 组蛋白H3K9甲基化
B. 组蛋白H3K27甲基化
C. 组蛋白H3K4三甲基化
D. 组蛋白H4K20甲基化
答案:C
解析:H3K4三甲基化(启动子区)、H3K36三甲基化(编码区)与基因激活相关(C正确);H3K9甲基化、H3K27甲基化、H4K20甲基化均与基因沉默相关(A、B、D错误)。
考点溯源:组蛋白修饰的“组蛋白密码”
2. 2020年 B型题
题干:
A. 组蛋白乙酰化转移酶(HAT)
B. 组蛋白去乙酰化酶(HDAC)
C. 组蛋白甲基转移酶(HMT)
D. 组蛋白去甲基化酶(HDM)
(1)催化组蛋白赖氨酸残基乙酰化,促进基因表达的酶是
(2)催化组蛋白赖氨酸残基去乙酰化,抑制基因表达的酶是
答案:(1)A;(2)B
解析:HAT催化组蛋白乙酰化,中和组蛋白正电荷,使染色质疏松,促进基因表达(1题选A);HDAC催化组蛋白去乙酰化,使染色质浓缩,抑制基因表达(2题选B);HMT和HDM调控组蛋白甲基化状态,功能需结合具体位点判断。
考点溯源:组蛋白乙酰化的酶学与功能
(三)染色质重塑相关真题
1. 2022年 A型题
题干:染色质重塑复合物的核心功能是
A. 催化组蛋白的共价修饰
B. 改变核小体的位置或结构
C. 参与DNA的复制与修复
D. 调控miRNA的生物合成
答案:B
解析:染色质重塑复合物通过ATP水解提供能量,改变核小体的位置、结构或组成,从而调控基因表达(B正确);催化组蛋白共价修饰的是HAT、HDAC等酶(A错误);C、D与染色质重塑复合物功能无关。
考点溯源:染色质重塑的分子机制
2. 2019年 X型题
题干:下列关于表观遗传的叙述,正确的有
A. 不涉及DNA序列的改变
B. 可通过有丝分裂传递给子代细胞
C. DNA甲基化和组蛋白修饰是主要方式
D. 表观遗传修饰不可逆转
答案:ABC
解析:表观遗传的核心特征是不改变DNA序列,但可调控基因表达,且修饰可通过有丝分裂传递(A、B正确);主要方式包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA调控等(C正确);表观遗传修饰具有可逆性(如去甲基化、去乙酰化)(D错误)。
考点溯源:表观遗传的基本特征
二、2026年西综命题预测(新增考点方向+模拟题)
(一)命题核心方向
1. DNA甲基化的细节机制:基因印记的分子基础(如IGF2/H19印记区域的甲基化调控)、TET酶介导的主动去甲基化过程(5-甲基胞嘧啶→5-羟甲基胞嘧啶→5-甲酰基胞嘧啶→5-羧基胞嘧啶→胞嘧啶)。
2. 组蛋白修饰的特异性调控:组蛋白变体(如H2A.Z、H3.3)的功能、组蛋白修饰的协同与拮抗作用(如H3K4甲基化与H3K27甲基化的“二价结构域”)。
3. 表观遗传与临床疾病的关联:肿瘤中的表观遗传异常(如抑癌基因启动子高甲基化、HDAC过度激活)、表观遗传药物(如DNA甲基转移酶抑制剂5-氮杂胞苷、HDAC抑制剂伏立诺他)的作用机制。
4. 表观遗传与非编码RNA的交互:lncRNA介导的组蛋白修饰(如HOTAIR招募PRC2复合物)、miRNA调控表观遗传相关酶的表达。
(二)模拟题(按西综题型设计)
题型1:A型题(单选题)
1. 题干:基因印记中,IGF2基因的表达受其启动子区甲基化状态调控,下列描述正确的是
A. 父本IGF2启动子甲基化,基因沉默
B. 母本IGF2启动子非甲基化,基因表达
C. 印记控制区(ICR)的甲基化状态决定IGF2的表达
D. 基因印记的修饰不可通过减数分裂传递
答案:C
解析:基因印记中,IGF2的表达由印记控制区(ICR) 的甲基化状态决定:父本ICR非甲基化,结合CTCF蛋白,使IGF2启动子与增强子结合,基因表达;母本ICR甲基化,无法结合CTCF,IGF2基因沉默(A、B错误,C正确);基因印记的修饰可通过减数分裂传递给子代(D错误)。
2. 题干:下列关于TET酶的描述,错误的是
A. 可催化5-甲基胞嘧啶(5mC)的羟甲基化
B. 依赖Fe²⁺和α-酮戊二酸作为辅助因子
C. 其功能异常与白血病的发生相关
D. 仅参与被动DNA去甲基化过程
答案:D
解析:TET酶是主动去甲基化的关键酶,可催化5mC逐步氧化为5-羟甲基胞嘧啶等,最终实现去甲基化(A正确,D错误);TET酶的催化依赖Fe²⁺和α-酮戊二酸(B正确);TET2基因突变与急性髓系白血病密切相关(C正确)。
3. 题干:组蛋白修饰的“二价结构域”是指同一基因启动子区同时存在
A. 组蛋白乙酰化和去乙酰化
B. H3K4三甲基化和H3K27三甲基化
C. DNA甲基化和组蛋白甲基化
D. 组蛋白甲基化和去甲基化
答案:B
解析:“二价结构域”是指胚胎干细胞中,一些关键发育基因的启动子区同时存在激活型修饰(H3K4三甲基化) 和抑制型修饰(H3K27三甲基化),使基因处于“静息”状态,便于在分化过程中快速激活或沉默(B正确)。
题型2:X型题(多选题)
1. 题干:下列关于组蛋白变体的叙述,正确的有
A. 组蛋白变体是组蛋白基因的突变体
B. H2A.Z可参与基因的激活或抑制
C. H3.3主要富集在活跃转录的基因区域
D. 组蛋白变体的替换需要染色质重塑复合物参与
答案:BCD
解析:组蛋白变体是组蛋白基因的不同拷贝,并非突变体(A错误);H2A.Z的功能具有双重性,可参与基因激活或抑制(B正确);H3.3替换常规H3,主要富集在活跃转录的基因区域(C正确);组蛋白变体的替换需要ATP依赖的染色质重塑复合物协助(D正确)。
2. 题干:表观遗传药物的作用机制包括
A. 5-氮杂胞苷抑制DNA甲基转移酶,逆转抑癌基因沉默
B. 伏立诺他抑制HDAC,促进组蛋白乙酰化
C. 维A酸激活组蛋白甲基转移酶,促进基因表达
D. 靶向lncRNA的反义寡核苷酸调控表观遗传修饰
答案:ABD
解析:5-氮杂胞苷是DNA甲基转移酶抑制剂,可减少抑癌基因启动子甲基化,逆转基因沉默(A正确);伏立诺他是HDAC抑制剂,可促进组蛋白乙酰化,激活抑癌基因(B正确);维A酸主要通过结合核受体调控基因表达,与组蛋白甲基转移酶无关(C错误);靶向lncRNA的ASO可抑制其介导的组蛋白修饰,调控表观遗传(D正确)。
3. 题干:下列生物学过程中,涉及表观遗传调控的有
A. 胚胎干细胞的分化与全能性维持
B. 免疫细胞的活化与记忆形成
C. 植物的春化作用
D. 原核生物的基因表达调控
答案:ABC
解析:胚胎干细胞分化、免疫细胞记忆形成、植物春化作用均涉及DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传调控(A、B、C正确);原核生物的基因表达调控主要通过操纵子,无典型的表观遗传机制(D错误)。
题型3:病例分析题(结合临床)
题干:患者,女,62岁,因“腹胀、纳差2个月,加重1周”入院。腹部B超示腹腔积液,胃镜示胃窦部占位,病理活检确诊为胃腺癌。基因检测显示,患者肿瘤组织中p16基因启动子区高甲基化,HDAC1表达显著升高。
问题1:p16基因启动子区高甲基化导致的生物学效应是
A. p16基因转录激活,细胞周期抑制
B. p16基因转录沉默,细胞周期失控
C. p16基因翻译增强,细胞凋亡增加
D. p16基因翻译抑制,细胞增殖减慢
答案:B
解析:p16是抑癌基因,其启动子区高甲基化会抑制基因转录,导致p16蛋白表达缺失,无法抑制细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK4/6),从而使细胞周期失控,促进肿瘤增殖(B正确)。
问题2:针对该患者的表观遗传异常,可选用的治疗药物包括
A. 5-氮杂胞苷(DNA甲基转移酶抑制剂)
B. 伏立诺他(HDAC抑制剂)
C. 吉非替尼(EGFR酪氨酸激酶抑制剂)
D. 紫杉醇(微管稳定剂)
答案:AB
解析:5-氮杂胞苷可抑制DNA甲基转移酶,逆转p16基因启动子高甲基化,激活基因表达(A正确);伏立诺他可抑制HDAC1,促进组蛋白乙酰化,激活抑癌基因(B正确);C、D为靶向治疗和化疗药物,与表观遗传异常无关。
(三)高频易考细节总结
1. DNA甲基化核心考点:CpG岛、DNMT1(维持甲基化)/DNMT3a/3b(从头甲基化)、TET酶(主动去甲基化)、基因印记、肿瘤抑癌基因高甲基化。
2. 组蛋白修饰核心考点:乙酰化(激活,HAT/HDAC)、甲基化(位点特异性,激活/抑制)、“二价结构域”、组蛋白变体(H2A.Z、H3.3)。
3. 染色质重塑核心考点:ATP依赖、核小体位置改变、SWI/SNF复合物、与组蛋白修饰的协同作用。
4. 临床考点:表观遗传药物的作用靶点(DNA甲基转移酶、HDAC)、肿瘤中的表观遗传异常模式、基因印记疾病(如普拉德-威利综合征、安吉尔曼综合征)。
三、速记口诀与易错提示
速记口诀
1. 表观遗传三要素,甲基化和组蛋白,染色质重塑来辅助,不改变序列可遗传。
2. DNA甲基化看位点,启动子高甲基化沉默,编码区甲基化无影响,TET酶来促去甲基。
3. 组蛋白修饰分乙酰,乙酰化激活去乙酰沉默,甲基化位点定功能,H3K4激活K27沉默。
易错提示
1. DNA甲基化的位点:易错将“编码区甲基化”与“启动子区甲基化”混淆,编码区甲基化通常不影响基因表达,启动子区甲基化才会抑制表达。
2. 组蛋白甲基化的功能:易错认为“所有甲基化均抑制基因表达”,需注意位点特异性,如H3K4三甲基化激活基因,H3K9三甲基化抑制基因。
3. 表观遗传的可逆性:易错认为“表观遗传修饰不可逆转”,实际上DNA甲基化、组蛋白修饰均具有可逆性,相关酶类(如TET、HDAC)介导修饰的去除。
4. 基因印记的传递:易错认为“基因印记的修饰可通过有丝分裂和减数分裂稳定传递”,实际上基因印记的修饰在生殖细胞形成过程中会被重置,仅部分修饰可传递。