2026 年 协和医学院 考博真题 样题

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一、名词解释（每题 2 分，共 10 分）

原题文本

答案解析

1. 糖原脱支酶

   解析：糖原脱支酶是糖原分解代谢中的关键酶，具有双重催化活性，包括 α-1,4 - 葡聚糖转移酶活性和 α-1,6 - 葡萄糖苷酶活性。糖原磷酸化酶只能水解糖原分子中 α-1,4 - 糖苷键，当水解至距离分支点约 4 个葡萄糖残基时停止，此时糖原脱支酶先通过 α-1,4 - 葡聚糖转移酶活性，将分支上 3 个葡萄糖残基转移至糖原主链末端，暴露分支点的 α-1,6 - 糖苷键；再通过 α-1,6 - 葡萄糖苷酶活性水解该键，释放 1 分子葡萄糖。该酶的作用是彻底分解糖原的分支结构，保证糖原高效转化为葡萄糖，为机体供能，尤其在肝糖原动员维持血糖稳定中具有重要意义。
2. 酮体

   解析：酮体是脂肪酸在肝脏线粒体中经 β- 氧化分解后产生的特殊中间代谢产物，包括乙酰乙酸、β- 羟丁酸和丙酮。其生成机制为：脂肪酸 β- 氧化产生的乙酰 CoA 在肝线粒体中，经羟甲基戊二酸单酰 CoA（HMG-CoA）合成酶催化生成 HMG-CoA，再经 HMG-CoA 裂解酶裂解生成乙酰乙酸，乙酰乙酸可进一步还原为 β- 羟丁酸，或脱羧生成丙酮。酮体是肝脏向肝外组织（如脑、肌肉）输出能量的重要形式，在饥饿、糖尿病等状态下，脂肪动员增强，酮体生成增加，成为脑等组织的主要能源物质；但酮体过量堆积会导致酮症酸中毒，尤其在糖尿病患者中需警惕。
3. 氧化磷酸化

   解析：氧化磷酸化是指在真核生物线粒体基质和原核生物细胞膜上，伴随有氧呼吸链（电子传递链）中电子传递过程发生的 ATP 合成过程，是细胞内产生 ATP 的主要方式。其核心机制为化学渗透学说：电子经呼吸链传递时，驱动线粒体膜上的质子泵将基质中的 H⁺泵至线粒体内膜间隙，形成跨内膜的质子电化学梯度（质子浓度梯度和电位差）；该梯度驱动内膜上的 ATP 合酶，使 H⁺顺浓度梯度回流至基质，同时将 ADP 和 Pi 合成 ATP。氧化磷酸化将电子传递释放的化学能转化为 ATP 的高能磷酸键能，高效偶联氧化与磷酸化过程，为细胞生命活动提供能量支撑。
4. RNA interference（RNA 干扰）

   解析：RNA 干扰是指由双链 RNA（dsRNA）介导的，特异性降解靶 mRNA 或抑制靶基因转录后表达的基因沉默机制。其核心过程包括：dsRNA 被 Dicer 酶切割为 21-23nt 的小干扰 RNA（siRNA）；siRNA 与 Argonaute 蛋白等形成 RNA 诱导沉默复合体（RISC）；RISC 中的 siRNA 解链，正义链脱落，反义链引导复合体识别并结合互补的靶 mRNA；随后通过核酸酶活性降解靶 mRNA，或抑制其翻译过程，从而阻断靶基因表达。RNAi 广泛存在于真核生物中，参与基因表达调控、病毒防御、基因组稳定性维持等过程，同时也是分子生物学研究中特异性沉默靶基因的重要工具。
5. Attenuator（衰减子）

   解析：衰减子是原核生物操纵子中位于启动子与结构基因之间的一段调控序列，通过转录 - 翻译偶联机制调控基因表达，尤其常见于氨基酸合成相关操纵子（如 Trp 操纵子）。其核心结构包含 4 段可互补配对的序列，形成不同的茎环结构（终止子或抗终止子）。当细胞内对应氨基酸（如色氨酸）充足时，负载该氨基酸的 tRNA 丰富，核糖体在转录衰减子序列时快速通过，使 RNA 形成终止子结构，终止转录提前发生，减少结构基因表达；当氨基酸缺乏时，核糖体停滞，RNA 形成抗终止子结构，转录继续进行，结构基因正常表达。衰减子通过感应氨基酸浓度，精细调控氨基酸合成相关基因的表达，实现代谢平衡。

二、请说明各酶的作用特点与性质（每题 2.5 分，共 10 分）

原题文本

答案解析

1. DNA 连接酶

   解析：DNA 连接酶是催化双链 DNA 分子中相邻的 5'- 磷酸基团和 3'- 羟基末端形成磷酸二酯键，连接 DNA 片段的酶。其作用特点与性质如下：① 底物特异性：仅作用于双链 DNA 的缺口（nick）或粘性末端，不能连接单链 DNA 或 RNA；② 能量依赖：需消耗能量，原核生物中依赖 NAD⁺，真核生物中依赖 ATP；③ 作用机制：先与能量供体结合形成酶 - AMP 复合物，再将 AMP 转移至 DNA 5'- 磷酸基团，最后催化 3'- 羟基与激活的 5'- 磷酸形成磷酸二酯键；④ 生物学功能：参与 DNA 复制（连接冈崎片段）、DNA 修复（连接损伤修复后的 DNA 片段）、基因重组（连接外源 DNA 与载体）等过程，是分子克隆中的核心工具酶。
2. DNA 内切酶

   解析：DNA 内切酶是一类能识别双链 DNA 分子中特定核苷酸序列，并在序列内部或附近切割磷酸二酯键的酶，分为限制性内切酶（Ⅱ 型最常用）和非限制性内切酶。其作用特点与性质如下：① 识别特异性：多数限制性内切酶识别 4-6bp 的回文序列（如 EcoRⅠ 识别 GAATTC）；② 切割方式：可产生粘性末端（如 5' 粘性末端、3' 粘性末端）或平末端；③ 作用条件：需 Mg²⁺等金属离子作为辅因子；④ 生物学功能：原核生物中用于防御外源 DNA（如噬菌体 DNA）入侵；在分子生物学中，限制性内切酶是 DNA 片段切割、载体构建、DNA 指纹分析等技术的关键工具。
3. 光复合酶

   解析：光复合酶（光修复酶）是参与 DNA 光修复过程的关键酶，依赖可见光（300-600nm）激活，修复紫外线（UV）诱导的 DNA 损伤。其作用特点与性质如下：① 底物特异性：专门识别并结合 DNA 中的嘧啶二聚体（主要是胸腺嘧啶二聚体），这是 UV 照射导致的常见 DNA 损伤；② 能量依赖：需吸收可见光能量激活自身的催化活性，无需 ATP；③ 作用机制：激活后断裂嘧啶二聚体中的环丁烷环，使 DNA 恢复正常的碱基配对结构，直接修复损伤，无需切除 DNA 片段；④ 分布与功能：广泛存在于原核生物和真核生物中（人类缺乏），是简单高效的 DNA 损伤修复机制，可避免嘧啶二聚体导致的基因突变。
4. 大肠杆菌 DNA 聚合酶 I

   解析：大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 是大肠杆菌中发现的第一种 DNA 聚合酶，具有多种催化活性，参与 DNA 复制和修复。其作用特点与性质如下：① 催化活性：具有 5'→3' 聚合酶活性（合成 DNA 链，需模板和引物）、3'→5' 外切酶活性（校正错误，切除错配碱基，保证复制准确性）、5'→3' 外切酶活性（切除 RNA 引物或损伤 DNA 片段）；② 聚合特性：以 dNTP 为底物，合成 DNA 链遵循碱基互补配对原则，延伸方向为 5'→3'；③ 生物学功能：在 DNA 复制中，切除 RNA 引物并填补缺口；参与 DNA 损伤的切除修复（如碱基切除修复）；④ 应用价值：经改造后（如去除 5'→3' 外切酶活性的 Klenow 片段），可用于 DNA 测序、cDNA 第二链合成、DNA 末端标记等分子生物学实验。

三、简答题（每题 10 分，共 50 分）

原题文本

1. Trp 操纵子只有衰减作用一种负调节方式；
2. Cro 蛋白与 λ 阻遏蛋白结合于不同位点以调节溶菌性循环与溶源循环。
   4、2002 年 SCIENCE 评出年度十大科学成就，其中，有关小核糖核酸的研究成果脱颖而出，被评为 2002 年最重要科技突破。请简介 microRNA 及其重大意义。
   5、为什么 DNA 合成必须要有引物，而 RNA 合成不需引物可以由 RNA 聚合酶直接连接两起始核苷酸？

答案解析

1. 非变性电泳及核酸与蛋白质在 pH8.0 时的泳动差异
   解析：非变性电泳（-native electrophoresis）是指在电泳过程中不加入变性剂（如 SDS、尿素），保持样品（核酸或蛋白质）天然构象、电荷性质和生物活性的电泳技术。其分离依据是样品分子的天然电荷、分子量和形状的差异，而非仅依赖分子量。

• 核酸（DNA/RNA）：天然状态下核酸为多聚阴离子（磷酸基团带负电），pH8.0 时负电荷密度高，且电荷均匀分布（每个核苷酸残基均带一个负电荷）。泳动方向为从负极向正极，泳动速率主要取决于分子量（片段长度）和构象：线性 DNA 分子量越大，泳动越慢；相同分子量下，超螺旋 DNA 泳动最快，线性 DNA 次之，开环 DNA 最慢。
• 蛋白质：pH8.0 通常高于大多数蛋白质的等电点（pI），蛋白质带负电，但不同蛋白质的负电荷密度差异大（取决于氨基酸组成）。泳动方向同样为从负极向正极，泳动速率受电荷密度、分子量和天然构象共同影响：电荷密度越高、分子量越小、构象越紧凑，泳动越快；相同分子量的蛋白质，因电荷差异可能出现不同泳动速率，这与核酸主要依赖分子量分离形成显著区别。

2. 1953 年 4 月 25 日的生物学重要事件及意义
   解析：1953 年 4 月 25 日，詹姆斯・沃森（James Watson）和弗朗西斯・克里克（Francis Crick）在《自然》（Nature）杂志上发表题为《核酸的分子结构 —— 脱氧核糖核酸的一个结构模型》的论文，首次提出 DNA 的双螺旋结构模型。

• 揭示遗传物质的分子基础：明确 DNA 由两条反向平行的多核苷酸链组成，以碱基互补配对（A-T、G-C）为原则，围绕同一中心轴形成右手双螺旋结构，解释了 DNA 如何储存遗传信息（碱基序列）。
• 阐明遗传信息传递机制：双螺旋结构暗示了 DNA 的复制方式 —— 半保留复制，即两条链解开后各自作为模板合成新链，保证遗传信息的准确传递，为后续 DNA 复制、转录、翻译等分子机制的研究奠定基础。
• 推动分子生物学的诞生：DNA 双螺旋结构模型的提出，将生物学研究从细胞水平深入到分子水平，催生了分子生物学这一新兴学科，带动了基因克隆、测序、表达调控等领域的快速发展，对遗传学、医学、生物技术等产生了深远影响，为人类基因组计划等重大科研项目的开展提供了理论支撑。

3. 两句话的正误判断及理由
   解析：

1. 不正确。Trp 操纵子（色氨酸操纵子）的负调节方式包括衰减作用和阻遏作用，并非仅衰减作用一种。① 阻遏作用：当细胞内色氨酸充足时，色氨酸作为辅阻遏物与 Trp 阻遏蛋白结合，使其构象改变并结合到操纵序列上，阻止 RNA 聚合酶与启动子结合，抑制转录起始；② 衰减作用：通过转录 - 翻译偶联，感应色氨酸 - tRNA 的浓度，调控转录是否提前终止。两者共同构成 Trp 操纵子的负调控网络，精细调节色氨酸合成相关基因的表达。
2. 不正确。Cro 蛋白与 λ 阻遏蛋白（CI 蛋白）结合于 λ 噬菌体基因组中相同的操纵区（包含 3 个操纵序列 O_R1、O_R2、O_R3），通过竞争性结合调控溶菌性循环与溶源循环。① λ 阻遏蛋白（CI）：高浓度时结合 O_R1 和 O_R2，激活自身基因转录，抑制 Cro 基因表达，维持溶源循环；② Cro 蛋白：感染初期或溶菌性循环启动时，结合 O_R3，抑制 CI 基因转录，同时促进自身表达，推动溶菌性循环（裂解宿主细胞）。两者结合位点重叠，通过竞争结合实现两种循环的切换，而非结合于不同位点。

4. microRNA（miRNA）简介及重大意义
   解析：
   microRNA 简介：miRNA 是一类长度约 21-25nt 的内源性非编码单链 RNA，广泛存在于真核生物中。其生成过程为：基因组 DNA 转录产生 pri-miRNA（初级 miRNA），经 Drosha 酶切割为 pre-miRNA（前体 miRNA），通过 Exportin-5 转运至细胞质，再经 Dicer 酶切割为成熟 miRNA；成熟 miRNA 与 Argonaute 蛋白等形成 RISC 复合体，通过碱基互补配对识别靶 mRNA，介导靶 mRNA 降解或翻译抑制，实现基因沉默。

• 基因表达调控的核心分子：miRNA 参与调控约三分之一的人类基因，在细胞增殖、分化、凋亡、代谢、发育等生理过程中发挥关键作用，如调控胚胎发育的时序性、维持干细胞特性等。
• 疾病机制研究的新视角：miRNA 表达异常与多种疾病（如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病）密切相关。例如，某些 miRNA 可作为癌基因（促进肿瘤发生）或抑癌基因（抑制肿瘤进展），为疾病的早期诊断、预后评估提供潜在生物标志物。
• 治疗靶点与药物开发：基于 miRNA 的调控机制，可通过设计模拟 miRNA（mimic）或抑制 miRNA（inhibitor）的药物，靶向纠正异常的基因表达，为疾病治疗提供新策略，尤其在癌症、遗传病等领域具有广阔应用前景。
• 深化对非编码 RNA 的认识：miRNA 的发现打破了 “RNA 仅作为遗传信息传递中间体” 的传统认知，揭示了非编码 RNA 在基因调控网络中的重要地位，推动了非编码 RNA 领域的研究热潮。

5. DNA 合成需引物而 RNA 合成不需引物的原因
   解析：

• DNA 合成需引物的原因：DNA 聚合酶（如大肠杆菌 DNA 聚合酶、真核生物 DNA 聚合酶）缺乏从头合成 DNA 链的能力，即不能直接催化两个游离的 dNTP 形成磷酸二酯键，必须依赖已存在的引物（通常是 RNA 引物，少数情况下为 DNA 引物）提供 3'- 羟基末端，才能将 dNTP 依次添加到引物末端，延伸 DNA 链。这一特性是 DNA 聚合酶的催化机制决定的：酶的活性中心需同时结合模板链和引物链，3'- 羟基作为亲核试剂攻击 dNTP 的 α- 磷酸基团，形成磷酸二酯键，若无引物则无法启动这一反应。此外，引物的存在也能提高 DNA 合成的准确性，避免游离 dNTP 随机连接导致的基因突变。
• RNA 合成不需引物的原因：RNA 聚合酶（如原核生物 RNA 聚合酶、真核生物 RNA 聚合酶 Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ）具有从头合成 RNA 链的能力，可直接识别启动子序列，结合模板链后，催化两个游离的 rNTP 形成磷酸二酯键，启动 RNA 链合成。其核心原因是 RNA 聚合酶的催化结构域与 DNA 聚合酶不同：RNA 聚合酶可通过自身结构稳定 rNTP 与模板链的碱基配对，无需引物即可启动反应；同时，RNA 合成的准确性要求低于 DNA（RNA 聚合酶无 3'→5' 外切酶校正活性），从头合成不会显著增加错误率，且 RNA 多为中间产物（如 mRNA、tRNA），半衰期较短，即使存在少量错误对细胞的影响相对较小。

四、问答题（每题 15 分，共 30 分）

原题文本

答案解析

1. 对基因表达 “unified theory”（统一理论）的理解与观点
   解析：基因表达的 “unified theory”（统一理论）是在人类基因组计划完成后，基于 “编码基因数量少、非编码序列占比高” 的发现，结合真核基因表达调控的复杂性提出的核心理论。其核心内涵是：真核生物的基因表达是一个多层面、网络化的统一调控系统，非编码序列（如内含子、长链非编码 RNA、miRNA 等）与编码序列共同参与调控，通过转录、转录后、翻译、翻译后等多个环节的协同作用，实现基因表达的时空特异性和精细调控，最终决定细胞的表型和功能。

• 非编码序列的调控功能是理论核心：人类基因组中编码蛋白质的基因仅约 2 万个，占基因组总量的 1.5% 左右，其余 98.5% 为非编码序列。统一理论打破了 “非编码序列是垃圾 DNA” 的认知，明确非编码序列是基因调控的重要载体：① 内含子：可通过可变剪接产生多种 mRNA 异构体，使一个基因编码多种蛋白质；② 长链非编码 RNA（lncRNA）：可通过结合 DNA、RNA 或蛋白质，调控基因转录（如染色质重塑）、mRNA 稳定性或翻译；③ 重复序列：参与染色质结构维持、基因沉默等过程。这些非编码序列与编码序列共同构成 “基因调控网络”，而非孤立存在。
• 多层面调控的统一性与协同性：真核基因表达调控涉及多个层面，各层面并非独立，而是相互协调、统一调控。① 转录层面：启动子、增强子、沉默子等顺式作用元件与转录因子、lncRNA 等反式作用因子结合，调控 RNA 聚合酶的结合与转录起始；② 转录后层面：可变剪接、mRNA 加帽、加尾、miRNA 介导的降解或翻译抑制，调控 mRNA 的成熟与活性；③ 翻译与翻译后层面：核糖体结合效率、蛋白质磷酸化、乙酰化等修饰，调控蛋白质的合成与功能。这些环节形成统一的调控通路，确保基因表达精准适配细胞需求。
• 理论的科学意义与应用价值：统一理论深化了对真核基因表达调控机制的认识，揭示了 “少量编码基因调控复杂生命活动” 的核心逻辑 —— 通过非编码序列的多样化调控，实现基因功能的拓展与精细化。该理论为后续研究提供了重要指导：① 推动非编码 RNA 领域的研究，挖掘其在疾病发生中的作用；② 解释细胞分化、发育等过程中基因表达的时空特异性机制；③ 为疾病治疗提供新靶点，如针对 lncRNA、miRNA 的靶向药物开发。
• 个人观点：基因表达的统一理论体现了生命系统的复杂性与整体性，非编码序列的调控功能是进化过程中形成的高效策略，既减少了基因组的冗余，又拓展了基因功能的多样性。未来研究需进一步明确非编码序列与编码序列的相互作用网络，以及不同调控层面的协同机制，这将有助于更全面地解析生命活动的分子基础，为精准医学的发展提供理论支撑。

2. 微球菌核酸酶降解基因组 DNA 后的电泳现象分析
   解析：

• 现象结论：基因组 DNA 经微球菌核酸酶降解后，琼脂糖凝胶电泳出现 200bp、400bp、600bp、800bp 等梯带性条带，表明该细胞的染色质以核小体为基本结构单位，基因组 DNA 缠绕在核小体上形成规律性包装结构。

• 箭头 A 所示条带较宽的原因：箭头 A 所示条带并非窄带，而是弥散或宽度较大的条带，其核心原因是该区域的核小体结构不规律或连接 DNA 长度存在异质性，具体包括：① 连接 DNA 长度差异：相邻核小体之间的连接 DNA 长度并非完全一致（正常约 50bp，但可能存在 20-80bp 的波动），导致包含相同数量核小体的 DNA 片段长度出现微小差异，电泳时无法形成单一窄带，表现为宽条带；② 核小体定位不固定：部分区域的核小体可能存在滑动、解聚或重新组装，导致微球菌核酸酶的切割位点不统一，产生不同长度的 DNA 片段；③ 染色质修饰影响：染色质的组蛋白修饰（如乙酰化、甲基化）或结合其他调控蛋白，可能改变核小体的稳定性或 DNA 的可及性，导致酶切效率不一致，产生长度异质的片段，最终表现为电泳条带较宽。