内容正文:
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专题二 基因的本质与基因的表达
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1. [2023·广东卷,17T,10 分,★★★☆☆]
放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。 一项新的研究表明,
circRNA 可以通过 miRNA 调控 P 基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制如图所示。 miRNA 是细
胞内一种单链小分子 RNA,可与 mRNA 靶向结合并使其降解。 circRNA 是细胞内一种闭合环状
RNA,可靶向结合 miRNA 使其不能与 mRNA 结合,从而提高 mRNA 的翻译水平。
回答下列问题:
(1)放射刺激心肌细胞产生的 会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。
(2)前体 mRNA 是通过 酶以 DNA 的一条链为模板合成的,可被剪切成 circRNA 等多
种 RNA。 circRNA 和 mRNA 在细胞质中通过对 的竞争性结合,调节基因表达。
(3)据图分析,miRNA 表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是 。
(4)根据以上信息,除了减少 miRNA 的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路:
。
2. [2023·湖北卷,20T,16 分,★★★☆☆]
乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。 为研究乙烯作用机制,进行了如下
三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片 2 小时后,发现该植物基因组中有 2
689 个基因的表达水平升高,
2
374 个基因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。 将该突变
体与野生型植株杂交,F1 植株表型为乙烯不敏感。 F1 自交产生的 F2 植株中,乙烯不敏感型与敏
感型的植株比例为 9 ∶ 7。
【实验三】科学家发现基因 A 与植物对乙烯的响应有关,该基因编码一种膜蛋白,推测该蛋白能与
乙烯结合。 为验证该推测,研究者先构建含基因 A 的表达载体,将其转入到酵母菌中,筛选出成
功表达蛋白 A 的酵母菌,用放射性同位素14C 标记乙烯( 14C2H4 ),再分为对照组和实验组进行实
验,其中实验组是用不同浓度的14C2H4 与表达有蛋白 A 的酵母菌混合 6 小时,通过离心分离酵母
菌,再检测酵母菌结合14C2H4 的量。 结果如图所示。
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回答下列问题:
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的 (填“ DNA”
或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二 F2 植株出现不敏感型与敏感型比例为 9 ∶ 7 的原因是
。
(3)实验三的对照组为:用不同浓度的14C2H4 与 混合 6 小时,通过离心分离酵母菌,再
检测酵母菌结合14C2H4 的量。
(4)实验三中随着14C2H4 相对浓度升高,实验组曲线上升趋势变缓的原因是
。
(5)实验三的结论是
。
3. [2022·江苏卷,21T,12 分,★★★☆☆]
科学家研发了多种 RNA 药物用于疾病治疗和预防,图中① ~ ④示意 4 种 RNA 药物的作用机制。
请回答下列问题:
(1)细胞核内 RNA 转录合成以 为模板,需要 的催化。 前体 mRNA 需加工
为成熟的 mRNA,才能转运到细胞质中发挥作用,说明 对大分子物质的转运具有
选择性。
(2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者 DMD 蛋白基因的 51 外显子片段中发生 ,
提前产生终止密码子,从而不能合成 DMD 蛋白。 为治疗该疾病,将反义 RNA 药物导入细胞
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核,使其与 51 外显子转录产物结合形成 ,DMD 前体 mRNA 剪接时,异常区段被剔
除,从而合成有功能的小 DMD 蛋白,减轻症状。
(3)机制②:有些高胆固醇血症患者的 PCSK9 蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,血液中
胆固醇含量偏高。 转入与 PCSK9
mRNA 特异性结合的 siRNA,导致 PCSK9
mRNA 被剪断,从
而抑制细胞内的 合成,治疗高胆固醇血症。
(4)机制③:mRNA 药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白,替代变异蛋白发挥治疗作用。
通常将 mRNA 药物包装成脂质体纳米颗粒,目的是 。
(5)机制④:编码新型冠状病毒 S 蛋白的 mRNA 疫苗,进入人体细胞,在内质网上的核糖体中合成
S 蛋白,经过 修饰加工后输送出细胞,可作为 诱导人体产生特异性免
疫反应。
(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,根据
人体特异性免疫反应机制分析,进一步提高免疫力的原因有:
。
4. [2021·全国卷甲,30T,9 分,★★★☆☆]
用一段由放射性同位素标记的 DNA