专题06 基因的表达（期中汇编，北京专用）高一生物下学期

专题06 基因的表达 答案版 地 城 考点01 DNA是主要的遗传物质 一、单选题 1．D 2．B 3．D 4．C 5．C 6．C 7．D 8．C 9．C 10．B 11．D 12．B 13．D 14．D 15．D 16．A 二、非选择题 17．（1）乙 RNA聚合酶 转录 （2）5 运输氨基酸，识别密码子 18．（1）四种核糖核苷酸 核糖体 （2）miRNA-195与BDNF基因转录出的mRNA结合，阻止其翻译 （3）识别并转运氨基酸 赖氨酸 （4）抑制miRNA-195基因的表达 19．（1）遗传效应的DNA 氨基酸、核糖、含氮碱基、磷酸 （2）RNA 4种脱氧核苷酸 逆转录 （3）ABD （4）干细胞需要高的端粒酶活性以保证其端粒长度，使其仍然维持较高的分裂分化的能力 20．（1）碱基互补配对 （2）具有相同的碱基数目，不同的碱基序列 慢 注射COX2基因的反义RNA后，COX2基因的表达水平下降，X酶的活性下降，ATP合成减少，因而生长缓慢 （3）用某种方法提高COX2基因的表达，预期结果：与对照组相比，COX2过表达组的X酶活性更高 21．（1）转录 核糖核苷酸 核糖体 相同 （2）模板/mRNA （3）抑制 A-U/U-A （4）abcdf （5）HRCR可吸附miR-223，解除其对ARC基因表达的抑制，促进ARC蛋白合成，抑制心肌细胞凋亡，从而减缓心力衰竭 22．（1）①② （2）基因的选择性表达 脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同 （3）RNA聚合 miRNA （4）抑制 下降 促进 （5）乙、丙、丁、戊 乙>丙>丁>戊>甲 （6）可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 23．（1）转录 RNA聚合 右 左 （2）tRNA 识别并转运氨基酸 多肽（或多肽链） （3）磷酸二酯 miRNA能与Bcl-2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程 （4）上升 MIR-15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控Bcl-2基因的表达，使Bcl-2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性增加 （5）分离 自由组合 （6）B 24．（1） （2）-CH2-SeH （3）不支持。研究证明，当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时，UGA才成为Sec的密码子 （4）共同祖先 （5）谷胱甘肽过氧化物酶能抗氧化、延缓细胞衰老 地 城 考点02 基因表达与性状的关系 一、单选题 1．A 2．B 3．D 4．A 5．D 6．B 7．B 二、非选择题 8．（1）转录 核孔 （2）Ago 靶基因mRNA降解 （3）心脏的收缩和舒张功能减弱、引起心肌细胞死亡 缓解 （4）ASⅣ对miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的作用机理（ASⅣ对miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的最适浓度；miRNA-1高表达引起心肌细胞损伤的具体机制）。 9．（1）RNA聚合 核糖核苷酸 （2）对照 抑制 （3）POLRMT 体外转录体系中添加7SRNA后不生成mtDNA-mRNA，再次加入POLRMT后，生成mtDNA-mRNA 10．（1）CUUGCCAGC（或5’-CUUGCCAGC-3’） 核糖体 mRNA （2）转录 （3）抑制 （4）注射等量不含DNMT3 siRNA溶液（注射等量无关siRNA溶液） 饲喂花粉和花蜜 蜂后（或蜂王） （5）基因和环境共同作用 11．（1）299 （2）转录 父方 雄配子中印记重建是去甲基化，雌配子中印记重建是甲基化，雌鼠的A基因未甲基化 （3）正常 表型及比例为生长缺陷鼠：正常鼠=1：1 表型全部为生长缺陷鼠 AA 12．（1）基因的选择性表达 （2）DNA甲基转移 RNA聚合 组蛋白修饰改变 （3）刚受孕的雌鼠 不摄入酒精 实验组子代小鼠的毛色差异大于对照组 （4）4/四 酶的合成 （5）不吸烟、不过量饮酒、不暴饮暴食 13．（1）rRNA、tRNA （2）发育阶段 （3）BD （4）具有靶向性、不会将外来序列整合进基因组，具有较高的安全性等（合理即可） （5）认同：文中的调控过程均未对基因的碱基序列造成改变，而是改变了基因的表达不认同：教材中的表观遗传只体现了对DNA的修饰，而文中siRNA对基因表达的调控作用于mRNA；且其调控效果并不一定可以遗传 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 基因的表达 2大高频考点概览 考点01 基因指导蛋白质的合成 考点02 基因表达与性状的关系 地 城 考点01 基因指导蛋白质的合成 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市第五十七中学·期中)下图为中心法则图解，a-e表示相关生理过程。以下叙述正确的是（　　） A．b、d过程只能在细胞分裂时进行 B．克里克提出的中心法则的要点内容只包括b、d C．结构完整的活细胞都可以发生a、b、d D．图中所有过程都可在细胞内发生 2．(24-25高一下·北京市二中·期中)下列关于基因转录的叙述正确的是（　　） A．转录以细胞核中四种脱氧核糖核苷酸为原料 B．转录不需要先利用解旋酶将DNA的双螺旋解开 C．转录成的RNA链与不作为模板的DNA链碱基互补 D．一个基因的多个部位可同时启动转录以提高效率 3．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)基因表达过程中的转录过程需要的原料是（　　） A．氨基酸 B．脱氧核苷酸 C．脱氧核糖 D．核糖核苷酸 4．(24-25高一下·北京市昌平区东方红学校·期中)下列有关翻译过程的叙述，错误的是（　　） A．终止密码子通常不编码氨基酸 B．每种tRNA只转运一种氨基酸 C．tRNA携带了氨基酸序列的遗传信息 D．核糖体可在mRNA上移动 5．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)在翻译过程中，密码子决定了蛋白质中的氨基酸种类。密码子位于（　　） A．基因上 B．DNA上 C．mRNA上 D．tRNA上 6．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)基因编辑技术是当前生命科学和生物医学等领域研究的热点，它通过修饰基因而改变基因的表达。下图表示细胞内基因表达过程，其中过程N称为（　　） A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录 7．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。判断下列说法中正确的是（　　） A．分析题图可知①链应为DNA中的α链 B．DNA形成②的过程发生的场所是细胞核 C．酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA D．图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行 8．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)甲型流感病毒（IAV）是单链RNA病毒，进入人体细胞后遗传信息的传递过程如下图。下列叙述正确的是（　　） A．IAV的基因是有遗传效应的DNA片段 B．IAV的增殖过程中会发生A-T碱基配对 C．催化①②过程的酶可作为药物研发靶点 D．在核糖体上进行的③过程不发生碱基配对 9．(24-25高一下·北京市通州区·期中)如图表示细胞内某蛋白质的合成过程，①～③表示生理过程，a～e表示物质或结构。下列叙述正确的是（　　） A．在真核细胞中①过程只发生在细胞核中 B．该图表示了DNA分子通过b指导d的合成 C．该图表示了遗传信息从DNA流向蛋白质的过程 D．该过程不可能发生在水稻花粉精母细胞之中 10．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是（　　） A．图示翻译过程中，各核糖体从图中的左侧向右侧移动 B．该过程中与一条mRNA结合的多个核糖体合成的肽链是相同的 C．图中多个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译 D．若将细菌的某基因截短，其多聚核糖体上的核糖体数目不会发生变化 11．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)下图为细胞中基因表达过程示意图，相关叙述错误的是（　　） A．该过程不可发生在人体细胞的细胞核中 B．该过程需要核糖核苷酸和氨基酸作为原料 C．RNA聚合酶a比RNA聚合酶b更早催化转录过程 D．核糖体1早于核糖体2与mRNA结合并进行翻译 12．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)2017年诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国的三位科学家，他们发现果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。下图表示PER蛋白作用的部分过程，有关叙述错误的是（　　） A．PER蛋白可反馈抑制per基因的转录 B．PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核膜进入细胞核 C．per mRNA的合成过程发生在细胞核内 D．一个per mRNA分子上可结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成 13．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)胰岛素是含有51个氨基酸的蛋白质，控制合成胰岛素的DNA和mRNA中至少含有碱基的数目分别是（　　） A．51个和51个 B．153个和51个 C．153个和153个 D．306个和153个 14．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占比例为20%，由该DNA转录出来的RNA，其胞嘧啶的比例是（　　） A．10% B．20% C．40% D．无法确定 15．(24-25高一下·北京市第8中学·期中)假定在含有腺嘌呤80%和尿嘧啶20%的溶液中获得各种合成RNA，并以这些mRNA合成蛋白质。发现其所含氨基酸的相对比是：异亮氨酸是酪氨酸的4倍，异亮氨酸是苯丙氨酸的16倍，赖氨酸是酪氨酸的16倍。下列氨基酸密码子的叙述，不正确的是（　　） A．赖氨酸的密码子是AAA B．苯丙氨酸的密码子是UUU C．异亮氨酸的密码子可能是AUA D．酪氨酸的密码子可能是AUA 16．(24-25高一下·北京市第五十七中学·期中)图为α-原肌球蛋白基因在不同组织细胞中的表达过程示意图。据图分析下列说法错误的是（　　） A．只有①过程存在碱基互补配对 B．②过程发生在细胞核中 C．一条DNA可以转录形成多个mRNA D．不同细胞中同一基因可以控制合成不同的蛋白质 二、非选择题 17．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)自然界中果蝇眼色通常是红色的。请回答问题： （1）果蝇红眼基因的部分序列（含起始密码信息）如下图所示（起始密码子为AUG）。该基因片段以________链为模板合成mRNA，需要________的催化，此过程在遗传学上称为________。 （2）若上述红眼基因片段“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链将会含有________个氨基酸（终止密码子为UAA、UAG或UGA），该过程需要tRNA分子，它的作用是________。 18．(24-25高一下·北京市通州区·期中)BDNF蛋白能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致认知功能障碍。经研究发现部分患者组血清BDNF蛋白水平明显低于正常组。图1为BDNF基因的表达及调控过程： （1）正常情况下，甲过程以________为原料合成RNA，转录获得的mRNA链在________（填细胞器）中翻译成蛋白质。 （2）由图1可知，miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是________。 （3）tRNA的功能是________，根据下表，写出图2所示的tRNA携带的氨基酸是________。 密码子 UUC CUU AAG GAA 氨基酸 苯丙氨酸 亮氨酸 赖氨酸 谷氨酸 （4）部分重症患者与正常人相比，丙过程增强从而使体内的BDNF减少，基于上述分析，请提出一种治疗该疾病的思路________。 19．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)端粒是存在于染色体两端的DNA-蛋白质复合体。端粒学说认为，随着细胞不断地分裂，线性染色体的末端不断缩短，当缩短至染色体的临界长度时，细胞将失去活性而衰老死亡。研究发现，在生殖细胞和癌细胞中端粒酶的活性高，能够将变短的DNA末端重新加长。下图是端粒酶延伸端粒示意图，据图分析回答下列问题： （1）端粒酶基因是一段具有________片段。端粒酶彻底水解的产物有________。 （2）端粒酶能修复因分裂而缩短的端粒，其作用机制是：端粒酶以________为模板，________为原料，合成DNA序列，添加到染色体的末端。端粒酶的作用方式与中心法则中的________过程类似。 （3）下列有关端粒及端粒酶的叙述中，正确的是________。 A．端粒酶对维持染色体DNA的完整性起重要作用 B．人类生殖细胞中端粒酶的活性高有利于遗传的稳定性 C．人体大部分细胞因缺乏端粒酶基因，故不能延伸端粒 D．癌细胞内可能存在延伸端粒的机制，使其能够无限增殖 （4）人类的少数细胞如造血干细胞，端粒酶活性较高，请分析此现象的意义________。 20．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)罗氏沼虾是我国重要的经济虾类之一，具有生长速度快、营养价值高等优点。研究者利用RNA干扰技术降低了罗氏沼虾COX2基因的表达水平，借此探究影响罗氏沼虾生长速度的相关因素。 （1）RNA干扰的基本原理是向细胞中导入一段反义RNA，它能与COX2的mRNA按照________原则结合，降低该基因表达水平。 （2）研究者给罗氏沼虾注射COX2基因的反义RNA后，检测了其有氧呼吸中催化ATP大量合成的X酶相对活性，结果如图所示。 ①对照组应向罗氏沼虾注射无关RNA，该无关RNA的序列和反义RNA的序列关系应为________。 ②罗氏沼虾在生长发育过程中进行生命活动时需要大量的ATP提供能量，根据图中结果推测，注射COX2基因的反义RNA后，罗氏沼虾的生长速度将变________，原因是________。 （3）若要进一步验证COX2基因的功能，还需要增加一组实验。请写出实验组的设计并预期结果________。 21．(24-25高一下·北京中学·期中)心肌细胞不能增殖，基因ARC在心肌细胞中特异性表达，抑制其凋亡，以维持细胞正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多非编码RNA，如miR-223（链状），HRCR（环状）。 （1）基因ARC启动过程[①]________产生mRNA，该过程需要4种________作为原料。再在________（场所）进行过程[②]合成多肽链，最终合成三条多肽链T1、T2、T3的氨基酸排列顺序________（相同/不同）。 （2）当心肌缺血、缺氧时，会引起基因miR-223过度表达，所产生的miR-223可与ARC的mRNA结合形成核酸杂交分子1，使过程[②]因缺少________而被抑制，ARC蛋白无法合成。 （3）HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA，以达到清除它们的目的，HRCR能________（促进/抑制）心肌细胞凋亡。与基因ARC相比，核酸杂交分子2中特有的碱基对是_______。 （4）根据所学的知识及题中信息，判断下列关于RNA功能的说法，正确的是___________。 a．有的RNA不作为遗传物质 b．有的RNA是构成某些细胞器的成分 c．有的RNA不参与催化反应 d．有的RNA可调控基因表达 e．有的RNA可运输蛋白质 f．有的RNA可作为翻译的直接模板 （5）科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，据图分析其依据是________。 22．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)放射性心脏损伤（RIHD）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，调控机制见图，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）在心肌细胞中，可以完成的生理活动是下图中的________（编号选填）。 （2）心肌细胞是由受精卵通过细胞分裂与分化实现的，细胞分化的本质是________，心肌细胞中P基因与肌红蛋白基因的根本区别是________。 （3）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。 （4）据图分析，若miRNA含量升高，可________（填“促进”或“抑制”）P基因的翻译过程，导致P蛋白含量________（填“上升”或“下降”），从而________（填“促进”或“抑制”）细胞凋亡。 （5）氟比洛芬酯（FA）是一种非甾体类药物，现研究人员欲探究FA是否能通过影响心肌细胞中P基因的表达，从而治疗RIHD。 ①实验设计如下： a．取若干只生理状态基本相同的大鼠，随机均分为甲（对照组）、乙（照射组）、丙（FA低剂量组）、丁（FA中剂量组）、戊（FA高剂量组）5组 b．将________组心脏进行放疗照射处理 c．对丙、丁、戊组分别静脉注射5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg FA，持续四周 d．测定各组大鼠心肌细胞中P基因mRNA和P蛋白含量，以及心肌细胞凋亡率 ②若FA可在一定程度上缓解RIHD，且在实验范围内浓度越高效果越好，请比较5组心肌细胞凋亡率：________。 （6）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________。 23．(24-25高一下·北京市第五十七中学·期中)miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA，其主要功能是调控其他基因的表达，在细胞分化、凋亡、个体发育和疾病发生等方面起着重要作用。研究发现，Bcl-2是一个抗凋亡基因，其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用。该基因的表达受MIR-15a基因控制合成的成熟miRNA的调控，如下图所示。请分析并回答下列问题。注：MⅠ为减数分裂Ⅰ；MⅡ为减数分裂Ⅱ。 （1）A过程是________，需要________酶的催化。B过程中核糖体的移动方向是从________往________。 （2）B过程中能与①发生碱基互补配对的物质是________，该物质在B过程中的作用是________，物质②是指________。 （3）据图分析可知，miRNA前体加工时会发生________键的断裂，miRNA调控Bc1-2基因表达的机理是________。 （4）若MIR-15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性________（填“上升”“不变”或“下降”），理由是________。 （5）与有丝分裂相比，减数分裂中染色体特有的行为有同源染色体________，以及非同源染色体________。 （6）REC8有利于姐妹染色单体的黏连，RAD21L介导同源染色体的非姐妹染色单体之间的黏连，推测，Rec8和Rad21L两种基因在减数分裂过程中表达的时期和两蛋白质降解的时期可能的是________。 选项 Rec8基因表达 REC8蛋白降解 Rad21L基因表达 RAD21L蛋白降解 A MⅠ中期 MⅡ后期之前 MⅠ前期之后 MⅡ后期之后 B 间期 MⅡ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前 C 间期 MⅠ后期之前 MⅠ前期之后 MⅡ后期之后 D MⅠ中期 MⅠ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前 24．(24-25高一下·北京市第八中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（5）题。 氨基酸是蛋白质的基本单位，在遗传信息的传递过程中，由AUCG四种碱基构成的“核酸语言”，通过三个碱基形成的密码子转变成20种常见的天然氨基酸组成的“蛋白质语言”。人们很早就破译得到包括64个密码子的传统密码子表（下表中为部分密码子）。 第一字母 第二字母 第三字母 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U C A G 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 …… …… …… 1986年，科学家在研究谷胱甘肽过氧化物酶的作用时，发现了硒代半胱氨酸（Sec）。通过比较含硒（Se）多肽键的基因序列和氨基酸序列，证实了终止密码子UGA是编码Sec的密码子。因为这种新发现的氨基酸在结构上可视为半胱氨酸（如图）侧链上的S元素被Se取代的产物，所以它被称为Sec。又因为它是在20种常见的天然蛋白质氨基酸之后发现的，所以又称为第21种蛋白质氨基酸。 研究发现，密码子UGA通常作为蛋白质合成的终止密码子，但当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时，UGA才成为Sec的密码子，使See掺入到多肽链中去。后来科学家发现某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由UGA编码。 Sec是蛋白质中硒的主要存在形式，也是唯一的含有准金属元素的氨基酸。迄今为止，Sec已经被发现是25种含硒酶的活性中心，是含硒酶的灵魂，如果没有这第21种氨基酸，含硒酶就无法工作，人就会出各种各样的病症。如谷胱甘肽过氧化物酶是人体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶，它能催化有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。 人体的“第21种氨基酸——硒代半胱氨酸”的发现说明科学是一个发展的过程，科学知识也随着研究的深入而不断改变着。 （1）Sec的密码子为UGA，DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是________。 （2）请画出Sec的侧链基团（R基）：________。 （3）当核糖体进行翻译时，终止密码子没有相应的IRNA结合，而是与终止因子（一种蛋白质）结合，翻译终止。mRNA上的密码子UGA是对应翻译终止还是编码Sec呢？有人曾经提出过“终止因子与携带Sec的tRNA竞争结合密码子UGA”的假设。请结合文中内容判断研究结果是否支持该假设，并写出理由。________。 （4）文中提到“某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由密码了UGA编码”，这也为“现存的丰富多样的物种是由________长期进化形成的”提供了证据。 （5）硒是人体生命活动不可缺少的微量元素，被国内外医药界和营养学界称为“长寿元素”，请根据文中提供的资料进行解释________。 地 城 考点02 基因表达与性状的关系 一、单选题 1．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)下图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，从图中可以分析出（　　） A．基因与性状之间并不都是一一对应的关系 B．若基因1不表达，则基因2也不表达 C．基因1、2、3、4在所有细胞中均能表达 D．基因都是通过控制酶的合成来控制性状的 2．(24-25高一下·北京中学·期中)血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。下列分析不合理的是（　　） 注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列 A．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的 B．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多 C．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关 D．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达 3．(24-25高一下·北京市第八十中学·期中)喜马拉雅兔初生时全身毛色是白色的，随着成长身体各个末端部分的毛呈黑色。原因是机体深部温度较高导致合成黑色素相关的酶失去活性，身体末端的温度较低，合成黑色素相关的酶保持催化活性。下列相关叙述错误的是（　　） A．喜马拉雅兔的毛色受环境因素影响 B．较高温度通过破坏酶的空间结构使酶失活 C．与黑色素合成相关的酶的活性对温度敏感 D．机体深部细胞没有黑色素合成酶的基因 4．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)以下关于表观遗传的描述中，不正确的是（　　） A．是通过改变基因序列实现的 B．可以遗传给下一代 C．通常与DNA甲基化或组蛋白修饰有关 D．表观遗传会影响表型 5．(24-25高一下·北京市通州区·期中)遗传印记是染色体来源不同而导致基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记的重要方式之一。下图是某个体15号染色体遗传印记对部分基因表达影响的示意图，下列相关叙述正确的是（　　） A．遗传印记现象改变了生物体基因的碱基序列 B．来源于父本和母本的基因均能在子代中表达 C．只有来源于母本的A/a基因才能在子代中表达 D．该个体的表型与基因型为aaddee的表型一致 6．(24-25高一下·北京市通州区·期中)a蛋白乙酰化后可使染色质的DNA与染色质蛋白结合程度下降，结构变松散。异常Ht蛋白的积累会抑制a蛋白的乙酰化，从而引起细胞凋亡。下列相关叙述错误的是（　　） A．a蛋白乙酰化未改变生物体DNA的碱基序列 B．有丝分裂前期a蛋白的乙酰化程度大于分裂间期 C．异常Ht蛋白可能影响染色质与染色体结构变化 D．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程 7．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化会引起染色质结构松散，有关基因进行表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制（如图）。下列叙述错误的是（　　） A．组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中 B．染色质变松散的过程中，解旋酶催化了DNA双链解旋 C．一个DNA分子可通过过程c合成多种mRNA D．过程d还需要核糖体、tRNA、氨基酸、ATP等参与 二、非选择题 8．(24-25高一下·北京市第四十三中学·期中)miRNA是在真核细胞内发现的一类内源性的具有调控功能的非编码小RNA，其具体调控机理如图。 （1）图中①为________过程，形成的miRNA分子前体通过________（结构）从细胞核运出，进入细胞质进一步加工为成熟miRNA。 （2）成熟miRNA与________蛋白结合形成RNA诱导物（RISC）。RISC与靶基因mRNA特异结合而引起________，并抑制翻译过程，导致靶基因沉默。 （3）miRNA-1在心脏组织中表达水平较高，但过表达的miRNA-1会引起心力衰竭（HF）。为研究黄芪甲苷（ASⅣ）对miRNA-1过表达诱导大鼠（HF模型大鼠）的保护作用机制，研究者对32只大鼠随机分组，处理及结果见下表。 注：左心室射血分数越大，心脏的收缩和舒张功能越强 组别 实验处理 miRNA-1表达水平 左心室射血分数（%） 心肌细胞存活率（%） 1 正常大鼠灌胃0.9%生理盐水 1.00 92.50 100 2 HF模型大鼠灌胃0.9%生理盐水 82.51 71.52 49 3 HF模型大鼠灌胃80mg/kg ASⅣ 20.38 84.36 76 由结果可知，miRNA-1过表达使大鼠________，ASⅣ可以________miRNA-1过表达对大鼠心脏造成的损伤。 （4）基于以上研究，请提出一个进一步研究的方向________。 9．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)线粒体DNA（mtDNA）的转录调控对维持线粒体的正常功能至关重要。 （1）mtDNA的转录过程与核DNA相似，在________酶的作用下，游离的________依次连接合成mRNA。 （2）环境变化信号会诱导7S RNA在线粒体中积累，科研人员推测7S RNA可以调控mtDNA转录，并以mtDNA为模板构建体外转录体系来进行实验验证。 ①科研人员设置了2组实验，其中A组加入不同浓度的7SRNA，B组加入不同浓度的无关RNA作为________； ②检测体系中mtDNA转录的mRNA生成量，据图1可知，7S RNA________（填“促进”、“抑制”或“不影响”）mtDNA的转录。 （3）图2所示为mtDNA的转录起始复合物，由酶POLRMT、转录因子（TFAM和TFB2M）和mtDNA启动子组成。7S RNA可以与转录起始复合物中某种成分结合，诱导其空间结构改变进而影响转录。为确定7S RNA结合的具体成分，科学家进行体外转录实验，检测mtDNA-mRNA的生成情况，结果见下表。 实验处理 不用7S RNA处理 用7S RNA处理 用7S RNA处理 一段时间后加入POLRMT 一段时间后加入TFAM 一段时间后加入TFB2M 一段时间后加入mtDNA mtDNA-mRNA + - + - - - 注：“+”代表有mtDNA-mRNA；“-”代表无mtDNA-mRNA； 根据表中结果7S RNA结合的成分应为________，判断的依据是________。该成分在与7S RNA结合时，会聚合形成二聚体。 10．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫，若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后（蜂王），若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明，蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少，进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如下图所示。请回答下列问题： （1）如果①以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列为________。过程②发生的场所是________，其模板是________。 （2）DNA甲基化若发生在基因的DNA序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制遗传信息的________过程。 （3）研究表明蜂王浆中的蛋白是决定雌性蜜蜂幼虫发育成为蜂王的关键因素，请根据文中信息推测蜂王浆中的蛋白可能________（“促进”或“抑制”）DNMT蛋白活性。 （4）已知注射DNMT3 siRNA（小干扰RNA）能抑制DNMT3基因表达，为验证DNMT3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素，科研人员取多只生理状况相同的幼虫，平均分为A、B两组，请根据提示完成表中内容。 1 处理方式 饲养方式 培养条件 预期结果 A组 ①________ ②________ 其他条件相同且适宜 工蜂 B组 注射适量DNMT 3siRNA溶液 饲喂花粉和花蜜 ③________ （5）综上所述，性状是________的结果。 11．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)表观遗传效应通常只影响成人的体细胞，关闭基因表达或调控基因活性。不过，有些表观遗传也能改变精子和卵细胞，这样就能将获得性状遗传给后代。 （1）图1表示控制Dnmt的基因内部碱基组成及其表达过程中的对应关系。图中数字以千碱基对（kb）为单位，基因长度共8kb。已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间相对应的区域会被切除，而成为成熟的mRNA．由该基因控制合成的Dnmt是由________个氨基酸脱水缩合形成的。 （2）遗传印记是亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一、印记是在配子发生和个体发育过程中获得，下一代配子形成印记重建。雌雄配子中印记重建情况如图2所示，被甲基化的基因不能表达。基因的甲基化过程是通过影响基因表达的________（填“转录”或“翻译”或“转录和翻译”），从而使基因不能正常表达。由图可推测亲代雌性的A基因来自它的________（填“父方”或“母方”或“不确定”），理由是________。 （3）为确定某生长缺陷雄鼠的基因型，请补充完善下列实验设计思路并得出结论。 ①实验思路：将该雄鼠与________（填“正常”或“缺陷”或“任意”）雌鼠杂交，统计子代的表型及比例。 ②结论：若子代________，则基因型为Aa。 若子代________，则基因型为________。 12．(24-25高一下·北京中学·期中)阅读下面文章，回答问题。 多细胞生物体的正常发育离不开细胞分化过程中高度精巧的调控 研究表明，分化细胞中的遗传物质并没有丢失，它们只是开启或关闭了特异的基因，而表观遗传则是控制着DNA中基因开启或关闭的重要机制。表观遗传通过改变DNA或染色体蛋白质上的化学修饰形成多种不同的细胞分化方向。 表观遗传中最重要的修饰是DNA甲基化，DNA中的某些碱基加上甲基后，基因的碱基序列不会改变，但是甲基化程度的高低会影响其转录的水平，甲基化程度越高，转录水平越低。在DNA复制时，DNA甲基转移酶能够使子代DNA获得与亲代DNA相同的DNA甲基化特征，从而使其在DNA复制和细胞分裂中被保留下来。 组蛋白是真核生物细胞核中与DNA结合在一起的蛋白质。科学家发现组蛋白的多种化学修饰也能够影响基因的表达。细胞核受到某些外界刺激可能会引起组蛋白修饰的改变，进而使基因出现越来越多的甲基化，直至其表达关闭，而另一些刺激引起的组蛋白修饰会使基因去甲基化，从而开启表达过程。 基因的表观遗传修饰会不会由亲代个体传递给子代个体呢?这取决于精卵形成过程及受精后细胞中发生的复杂变化，这些复杂变化会使表观遗传会被重新编程。 怀孕早期遭受饥荒的女性，其后代罹患肥胖的概率比较高，因为表观遗传将其细胞编程为尽量减少能量消耗的模式。男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化程度明显升高。怀孕期间过量饮酒是导致出生缺陷和智力发育迟缓的重要因素，动物实验显示，酒精能够改变表观遗传修饰，影响下一代表型。 人体很复杂，每个人的健康和寿命都由基因组、表观遗传、环境因素等共同影响，目前研究人员尚不能预测表观遗传效应对后代的影响有多大，但我们应通过健康的生活方式，尽可能提高自己和后代的身体素质。 （1）在多细胞生物的个体发育过程中，通过细胞分化形成多样的细胞，细胞分化的实质是________。 （2）据文中信息可知，________酶的参与使DNA甲基化特征能够保存在子细胞中。结合所学知识推测，特定序列的甲基化可能干扰了________酶与基因的结合，进而降低基因表达水平。此外，由文中信息可知，环境因素会引起________，进而影响基因甲基化程度的高低，最终影响基因的表达。 （3）某品系小鼠的毛色受AVT基因控制，AYY基因上游一段序列的甲基化程度影响AVY基因表达，甲基化程度越高、小鼠毛色越深。为证明“孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型”的假设，研究人员利用该品系小鼠设计了以下实验。 组别 小鼠 酒精摄入情况 实验组 刚受孕的雌鼠 每天摄入一定量酒精 对照组 ________ ________ 请填写表格完善以上实验方案，并预期实验结果：________。 （4）下面表示乙醇进入人体后的代谢途径。若人体内缺乏酶1，则饮酒后脸色基本不变但易醉，称为“白脸”。若人体内缺乏酶2，则饮酒后乙醛积累刺激血管导致脸红，称为“红脸”。若上述两种酶都有，则乙醇能彻底氧化分解，人表现为“基本不醉”。 人群中“红脸”人的基因型有________种，该类人群饮酒后会因血液中乙醛含量相对较高，毛细血管扩张而引起脸红。以上实例说明基因可通过________来控制代谢，进而控制生物的性状。 （5）结合本文信息，请列举你应当采取的健康生活方式：________。 13．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)学习以下材料，回答（1）～（5）题。 探索非编码RNA的奇妙世界 自1958年“中心法则”确立以来，科学家长期认为RNA只是传递遗传信息的信使。直到2001年人类基因组计划发现：占人类基因组98.5%的DNA并不编码蛋白质，这些曾被称作“垃圾DNA”的区域，能够以发育阶段特异性或组织特异性的方式转录成生命调控的重要密码——非编码RNA。非编码RNA包括长链非编码RNA（lncRNA）、小干扰RNA（siRNA）等。 lncRNA的长度超过200个核苷酸。科学家已在人类基因组发现9000多种lncRNA，但仅有不到100种的功能被完全破解。它们像精密的开关，可以调控基因表达。例如人体中某个lncRNA——Hot能通过调控组蛋白的甲基化修饰，从而对HOXD基因的表达起抑制作用。HOXD基因对人类胚胎的肢体、脊柱、生殖系统等发育有重要作用，但对成体影响不大。 与lncRNA不同，siRNA是一种双链短链RNA，只有约20～25个碱基对，且siRNA也是基因表达的调控器。siRNA对基因表达的调控是通过形成RNA诱导沉默复合体（RISC）进行的，过程如图所示：siRNA的两条链分别称为向导链和随从链，双链的siRNA可以与Arg蛋白结合，形成RNA诱导沉默复合体前体（pre-RISC），然后Arg催化随从链的切割，切割后的随从链片段被释放，生成仅包含向导链的RISC。向导链将RISC引导至靶mRNA并对其进行精准的剪切。这种被称为RNA干扰的现象，已成为基因治疗的新武器。 除了上述的lncRNA和siRNA外，还有许多种非编码RNA，如微小RNA（miRNA）和环状RNA（circRNA）等。从“基因垃圾”到生命调控的核心成员，非编码RNA的发现彻底改变了生命科学的认知版图。 （1）除了文中提到的lncRNA、siRNA、miRNA和circRNA外，还有________（至少写出两个）也属于非编码RNA。 （2）HOXD的表达在胚胎和成体之间存在差异，体现了Hot能够以________特异性的方式转录产生并调控生命活动。 （3）关于siRNA的结构和功能，下列说法错误的是：________。 A．siRNA中只有一条链可以与靶RNA结合 B．RISC对靶RNA的切割是通过断开氢键进行的 C．siRNA引发的基因沉默效果不是永久的 D．siRNA将致病基因进行了修正，从而进行基因治疗 （4）由图分析RNA干扰作为基因治疗手段的优点有：________。 （5）有人认为，文中提到的非编码RNA对基因表达的调控过程属于表观遗传现象。你是否认同此观点？请解释原因________。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 基因的表达 2大高频考点概览 考点01 基因指导蛋白质的合成 考点02 基因表达与性状的关系 地 城 考点01 基因指导蛋白质的合成 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市第五十七中学·期中)下图为中心法则图解，a-e表示相关生理过程。以下叙述正确的是（　　） A．b、d过程只能在细胞分裂时进行 B．克里克提出的中心法则的要点内容只包括b、d C．结构完整的活细胞都可以发生a、b、d D．图中所有过程都可在细胞内发生 【答案】D 【分析】题图分析：图示为生物的中心法则图解，其中a为DNA分子复制过程，b为转录过程，e为逆转录过程，c为RNA分子复制过程，d为翻译过程。逆转录和RNA的复制过程只发生在被某些病毒侵染的细胞中。 【解析】A、基因的表达包括转录和翻译过程，图中b为转录过程，d为翻译过程，高度分化不分裂的细胞也能进行基因的表达，如胰岛B细胞可合成胰岛素，A错误； B、中心法则表示的是遗传信息的流动，克里克提出的中心法则的要点内容包括a、b、d，B错误； C、a表示DNA复制，只有能分裂的细胞才能进行DNA的复制，C错误； D、a、b、d过程可以发生在生物体的细胞中，而逆转录和RNA的复制过程也可发生在被某些病毒侵染的细胞中，故图中所有过程都可在细胞内发生，D正确。 故选D。 2．(24-25高一下·北京市二中·期中)下列关于基因转录的叙述正确的是（　　） A．转录以细胞核中四种脱氧核糖核苷酸为原料 B．转录不需要先利用解旋酶将DNA的双螺旋解开 C．转录成的RNA链与不作为模板的DNA链碱基互补 D．一个基因的多个部位可同时启动转录以提高效率 【答案】B 【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程，基因表达产物通常是蛋白质。基因表达包括转录和翻译。转录过程由RNA聚合酶进行，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则，合成相对应的RNA分子。翻译过程是以信使RNA（mRNA）为模板，指导合成蛋白质的过程。 【解析】A、转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，RNA的原料是四种核糖核苷酸，A错误； B、转录时RNA聚合酶有解旋的功能，不需要先利用解旋酶将DNA的双螺旋解开，B正确； C、转录成的RNA链与作为模板的DNA链碱基互补，与不作为模板链的DNA链碱基序列相同（U与T不同），C错误； D、基因的启动部位只有1个，D错误。 故选B。 3．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)基因表达过程中的转录过程需要的原料是（　　） A．氨基酸 B．脱氧核苷酸 C．脱氧核糖 D．核糖核苷酸 【答案】D 【分析】1、转录指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。2、翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。 【解析】A、氨基酸是翻译过程中合成蛋白质的原料，不是转录过程的原料，A错误； B、脱氧核苷酸是合成DNA的原料，不是转录过程的原料，B错误； C、脱氧核糖是DNA的组成成分之一，不是转录过程所需的原料，C错误； D、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，所以转录过程需要的原料是核糖核苷酸，D正确。 故选D。 4．(24-25高一下·北京市昌平区东方红学校·期中)下列有关翻译过程的叙述，错误的是（　　） A．终止密码子通常不编码氨基酸 B．每种tRNA只转运一种氨基酸 C．tRNA携带了氨基酸序列的遗传信息 D．核糖体可在mRNA上移动 【答案】C 【分析】翻译过程中是三种RNA均参与。mRNA携带遗传信息，作为翻译的模板；tRNA运载氨基酸；rRNA参与组成核糖体，合成蛋白质的机器。 【解析】A、终止密码子位于mRNA上，作用是终止翻译，不编码氨基酸，A正确； B、每种tRNA通过特定的反密码子识别对应密码子，只能转运一种氨基酸，B正确； C、tRNA的功能是转运氨基酸并识别密码子，而氨基酸序列的遗传信息由mRNA的碱基排列顺序决定，tRNA并不携带该信息，C错误； D、翻译时核糖体沿mRNA移动以读取密码子，D正确。 故选C。 5．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)在翻译过程中，密码子决定了蛋白质中的氨基酸种类。密码子位于（　　） A．基因上 B．DNA上 C．mRNA上 D．tRNA上 【答案】C 【分析】密码子是mRNA上三个相邻的碱基，可直接决定蛋白质中的氨基酸种类。 【解析】A、基因是DNA上有遗传效应的片段，储存遗传信息，但密码子并不位于基因上，A不符合题意； B、DNA是转录的模板，其碱基序列通过转录生成mRNA，但密码子存在于mRNA上，而非DNA上，B不符合题意； C、密码子是mRNA上三个相邻的碱基，直接决定蛋白质中的氨基酸种类，C符合题意； D、tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对，D不符合题意。 故选C。 6．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)基因编辑技术是当前生命科学和生物医学等领域研究的热点，它通过修饰基因而改变基因的表达。下图表示细胞内基因表达过程，其中过程N称为（　　） A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录 【答案】C 【分析】分析题图，图中M是转录过程，转录的产物是mRNA，N是翻译过程，翻译的产物是多肽链。 【解析】转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质；因此图中M过程为转录过程，N过程为翻译过程，即ABD错误，C正确。 故选C。 7．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。判断下列说法中正确的是（　　） A．分析题图可知①链应为DNA中的α链 B．DNA形成②的过程发生的场所是细胞核 C．酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA D．图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行 【答案】D 【分析】基因经转录形成的mRNA上的碱基序列与基因的其中一条链遵循碱基互补配对。翻译时，tRNA携带着氨基酸，通过自身的反密码子与mRNA上密码子的碱基互补配对而准确将氨基酸带入相应位置，合成肽链。 【解析】A、形成mRNA（②链）与β链的碱基满足互补配对原则，所以①链应为DNA中的β链，A错误； B、DNA形成②的过程为转录，结合题干该生物为蓝细菌，则②转录发生在细胞质，B错误； C、携带酪氨酸和天冬氨酸的tRNA上的反密码子分别是AUG和CUA，根据碱基互补配对原则可知，酪氨酸的密码子是UAC，天冬氨酸的密码子是GAU，C错误； D、图中②与③配对过程即为翻译的过程，发生在核糖体上，D正确。 故选D。 8．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)甲型流感病毒（IAV）是单链RNA病毒，进入人体细胞后遗传信息的传递过程如下图。下列叙述正确的是（　　） A．IAV的基因是有遗传效应的DNA片段 B．IAV的增殖过程中会发生A-T碱基配对 C．催化①②过程的酶可作为药物研发靶点 D．在核糖体上进行的③过程不发生碱基配对 【答案】C 【分析】据图分析，①②为RNA复制过程；③是翻译过程。 【解析】A、甲型流感病毒（IAV）是单链RNA病毒，基因是有遗传效应的RNA片段，A错误； B、IAV的增殖过程中涉及RNA复制和翻译过程，会发生A-U碱基配对，B错误； C、①②为RNA复制过程，需要相应的酶催化，若利用催化①②过程的酶作为药物研发靶点，则可以已知病毒的增殖，C正确； D、核糖体上进行翻译过程，存在mRNA和tRNA上的碱基互补配对，D错误。 故选C。 9．(24-25高一下·北京市通州区·期中)如图表示细胞内某蛋白质的合成过程，①～③表示生理过程，a～e表示物质或结构。下列叙述正确的是（　　） A．在真核细胞中①过程只发生在细胞核中 B．该图表示了DNA分子通过b指导d的合成 C．该图表示了遗传信息从DNA流向蛋白质的过程 D．该过程不可能发生在水稻花粉精母细胞之中 【答案】C 【分析】基因指导蛋白质合成的过程叫基因的表达。基因中的碱基序列决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序。基因通过转录产生mRNA，再由mRNA翻译产生蛋白质。基因是DNA分子上的遗传信息片段，通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成。 【解析】A、①过程是转录，在真核细胞中，转录主要发生在细胞核中，但线粒体和叶绿体中也含有DNA，也能进行转录，A错误； B、图中①是转录，②是翻译，该图表示了DNA通过转录和翻译进行基因的表达，即该图表示了DNA分子通过b指导c（多肽链）的合成，而不是指导d（tRNA）的合成，B错误； C、该图中①是转录（遗传信息从DNA到RNA），②是翻译（遗传信息从RNA到蛋白质），表示了遗传信息从DNA流向蛋白质的过程，C正确； D、水稻花粉精母细胞可以进行转录和翻译过程，该过程可以发生在其中，D错误。 故选C。 10．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是（　　） A．图示翻译过程中，各核糖体从图中的左侧向右侧移动 B．该过程中与一条mRNA结合的多个核糖体合成的肽链是相同的 C．图中多个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译 D．若将细菌的某基因截短，其多聚核糖体上的核糖体数目不会发生变化 【答案】B 【分析】图示为翻译的过程，在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 【解析】A、根据肽链的长度推测各核糖体从图中的右侧向左侧移动，A错误； B、多个核糖体串联在一条mRNA上进行各自的翻译过程，由于模板mRNA相同，故结合的多个核糖体合成的肽链是相同的，B正确； C、图中多个核糖体相继结合到mRNA上开始翻译，相继结束翻译，C错误； D、多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。若将细菌的某基因截短，那么其mRNA也会变短，其多聚核糖体上的核糖体数目会发生变化，D错误。 故选B。 11．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)下图为细胞中基因表达过程示意图，相关叙述错误的是（　　） A．该过程不可发生在人体细胞的细胞核中 B．该过程需要核糖核苷酸和氨基酸作为原料 C．RNA聚合酶a比RNA聚合酶b更早催化转录过程 D．核糖体1早于核糖体2与mRNA结合并进行翻译 【答案】D 【分析】分析题图：图中转录和翻译两个过程在同一场所进行，因此为原核细胞中基因的表达过程。转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上。 【解析】A、该图的转录和翻译两个过程在同一场所进行，应该发生在原核生物细胞中，人体细胞的细胞核具有核膜，不会发生该过程，A正确； B、转录过程需要核糖核苷酸为原料，翻译过程需要氨基酸为原料，B正确； C、根据图中RNA聚合酶a催化形成的mRNA链比RNA聚合酶b更长，故RNA聚合酶a比RNA聚合酶b更早催化转录过程，C正确； D、根据图中核糖体2合成的肽链长于核糖体1形成的肽链，核糖体2早于核糖体1与mRNA结合并进行翻译，D错误。 故选D。 12．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)2017年诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国的三位科学家，他们发现果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。下图表示PER蛋白作用的部分过程，有关叙述错误的是（　　） A．PER蛋白可反馈抑制per基因的转录 B．PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核膜进入细胞核 C．per mRNA的合成过程发生在细胞核内 D．一个per mRNA分子上可结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成 【答案】B 【分析】分析题图：细胞核内的per基因的转录指导合成PER蛋白，PER蛋白合成后可以和TIM结合，结合物进入细胞核，抑制per基因的转录，据此答题。 【解析】A、据图分析可知，PER蛋白与TIM结合后，进入细胞核，反馈抑制per基因的转录，A正确； B、PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核孔进入细胞核，B错误； C、由图可知，per mRNA在细胞核内合成后，通过核孔转移到细胞质中与核糖体结合，C正确； D、据图可知，在合成蛋白质时，多个核糖体可以相继结合到per mRNA分子上，形成多聚核糖体，这样可以同时进行多条相同肽链的合成，提高蛋白质的翻译效率，D正确。 故选B。 13．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)胰岛素是含有51个氨基酸的蛋白质，控制合成胰岛素的DNA和mRNA中至少含有碱基的数目分别是（　　） A．51个和51个 B．153个和51个 C．153个和153个 D．306个和153个 【答案】D 【分析】mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，若不考虑终止密码，翻译过程中，mRNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸的数目是mRNA碱基数目的1/3，是DNA（基因）中碱基数目的1/6。 【解析】DNA（或基因）中碱基数：mRNA上碱基数：氨基酸个数=6：3：1。胰岛素中含有51个氨基酸，则控制合成胰岛素的DNA分子中至少含有碱基数目为51×6=306个；控制合成胰岛素的RNA分子中至少含有碱基数目为51×3=153个。 故选D。 14．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占比例为20%，由该DNA转录出来的RNA，其胞嘧啶的比例是（　　） A．10% B．20% C．40% D．无法确定 【答案】D 【分析】在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。若已知G占双链的比例为20%，但G1单链的比例无法确定，但最大值可求出为40%，最小值为0，据此答题。 【解析】转录的模板是DNA的一条链，且DNA中的鸟嘌呤与RNA中的胞嘧啶配对，虽然已知双链DNA分子中鸟嘌呤所占的比例为20%，但无法得知DNA单链中鸟嘌呤所占的比例，所以mRNA中胞嘧啶的比例也无法确定。 故选D。 15．(24-25高一下·北京市第8中学·期中)假定在含有腺嘌呤80%和尿嘧啶20%的溶液中获得各种合成RNA，并以这些mRNA合成蛋白质。发现其所含氨基酸的相对比是：异亮氨酸是酪氨酸的4倍，异亮氨酸是苯丙氨酸的16倍，赖氨酸是酪氨酸的16倍。下列氨基酸密码子的叙述，不正确的是（　　） A．赖氨酸的密码子是AAA B．苯丙氨酸的密码子是UUU C．异亮氨酸的密码子可能是AUA D．酪氨酸的密码子可能是AUA 【答案】D 【分析】mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这样的三个碱基称为密码子。反密码子：每个tRNA上三个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，这样的三个碱基称为反密码子。 【解析】由题意可知，溶液中腺嘌呤80%、尿嘧啶20%，一个密码子有3个碱基，其中每个碱基是A的概率为80%=4/5，是U的概率为20%=1/5，因此该密码子3个碱基都是A的概率为4/5×4/5×4/5=64/125，3个碱基中有2个是A、1个是U的概率为4/5×4/5×1/5=16/125，3个碱基中有1个是A、2个是U的概率为4/5×1/5×1/5=4/125，3个碱基中都是U的概率为1/5×1/5×1/5=1/125，即3个碱基都是A：3个碱基中有2个A、1个U：3个碱基中有1个A、2个U：3个碱基都是U=64：16：4：1。由题可知，异亮氨酸是酪氨酸的4倍，异亮氨酸是苯丙氨酸的16倍，赖氨酸是酪氨酸的16倍，设苯丙氨酸为a，则异亮氨酸为16a，酪氨酸为16a÷4=4a，赖氨酸为4a×16=64a，即赖氨酸：异亮氨酸：酪氨酸：苯丙氨酸=64：16：4：1，该比例正好和上面的密码子种类的比例相同，说明赖氨酸密码子都是A，异亮氨酸密码子中有2个A、1个U，酪氨酸密码子中有1个A、2个U，苯丙氨酸密码子都是U，ABC正确，D错误。 故选D。 16．(24-25高一下·北京市第五十七中学·期中)图为α-原肌球蛋白基因在不同组织细胞中的表达过程示意图。据图分析下列说法错误的是（　　） A．只有①过程存在碱基互补配对 B．②过程发生在细胞核中 C．一条DNA可以转录形成多个mRNA D．不同细胞中同一基因可以控制合成不同的蛋白质 【答案】A 【分析】在基因的表达过程中，包括转录和翻译两个阶段。转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，在这个过程中存在碱基互补配对。 【解析】A、在整个基因表达过程中，包括转录（①过程）和翻译（④过程），转录过程中存在碱基互补配对，翻译过程中tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子也存在碱基互补配对，A错误； B、②过程是对前体RNA进行剪接，发生在细胞核中，B正确； C、一条DNA上含有多个基因，一个基因也可以多次转录，所以一条DNA可以转录形成多个mRNA，C正确； D、从图中可以看出，不同细胞中对同一基因的选择性剪接不同，最终控制合成的蛋白质也不同，D正确。 故选A。 二、非选择题 17．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)自然界中果蝇眼色通常是红色的。请回答问题： （1）果蝇红眼基因的部分序列（含起始密码信息）如下图所示（起始密码子为AUG）。该基因片段以________链为模板合成mRNA，需要________的催化，此过程在遗传学上称为________。 （2）若上述红眼基因片段“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链将会含有________个氨基酸（终止密码子为UAA、UAG或UGA），该过程需要tRNA分子，它的作用是________。 【答案】（1）乙 RNA聚合酶 转录 （2）5 运输氨基酸，识别密码子 【分析】密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的相邻的3个碱基，根据起始密码子（AUG）可知，上图所示的基因片段在转录时，以B链为模板合成mRNA，且B链中的TAC序列转录形成起始密码子（AUG）。 【解析】（1）由题意知，起始密码子是AUG，模板链对应的碱基序列是TAC，“TAC”在乙链上，因此转录是以乙链为模板进行的，以乙链为模板合成mRNA，此过程在遗传学上称为转录，需要RNA聚合酶的催化。 （2）若“↑”所指碱基对缺失，则转录形成的mRNA链上的碱基序列是GCG GCG AUG GGA AUC UCA AUG UGA CAC UG其中 AUG 是起始密码子，UGA是终止密码子，因此该基因控制合成的肽链含5个氨基酸，该过程需要tRNA分子，它的作用是运输氨基酸，识别密码子。 18．(24-25高一下·北京市通州区·期中)BDNF蛋白能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致认知功能障碍。经研究发现部分患者组血清BDNF蛋白水平明显低于正常组。图1为BDNF基因的表达及调控过程： （1）正常情况下，甲过程以________为原料合成RNA，转录获得的mRNA链在________（填细胞器）中翻译成蛋白质。 （2）由图1可知，miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是________。 （3）tRNA的功能是________，根据下表，写出图2所示的tRNA携带的氨基酸是________。 密码子 UUC CUU AAG GAA 氨基酸 苯丙氨酸 亮氨酸 赖氨酸 谷氨酸 （4）部分重症患者与正常人相比，丙过程增强从而使体内的BDNF减少，基于上述分析，请提出一种治疗该疾病的思路________。 【答案】（1）四种核糖核苷酸 核糖体 （2）miRNA-195与BDNF基因转录出的mRNA结合，阻止其翻译 （3）识别并转运氨基酸 赖氨酸 （4）抑制miRNA-195基因的表达 【分析】中心法则：（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。 【解析】（1）合成RNA的原料是核糖核苷酸。转录获得的mRNA链在核糖体中翻译成蛋白质。 （2）miRNA-195基因转录产生的miRNA-195可以与BDNF基因转录产生的mRNA结合，使BDNF基因转录产生的mRNA无法与核糖体结合，抑制BDNF基因表达。 （3）tRNA识别并转运氨基酸，密码子的阅读方向为5′→3′，反密码子的阅读方向为：3′→5′，图2中tRNA上的反密码子为UUC，则其对应的密码子为AAG，该密码子决定的氨基酸是赖氨酸。 （4）若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症的发生，因此抑制miRNA-195基因的转录或促进BDNF基因的转录可以治疗该疾病。 19．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)端粒是存在于染色体两端的DNA-蛋白质复合体。端粒学说认为，随着细胞不断地分裂，线性染色体的末端不断缩短，当缩短至染色体的临界长度时，细胞将失去活性而衰老死亡。研究发现，在生殖细胞和癌细胞中端粒酶的活性高，能够将变短的DNA末端重新加长。下图是端粒酶延伸端粒示意图，据图分析回答下列问题： （1）端粒酶基因是一段具有________片段。端粒酶彻底水解的产物有________。 （2）端粒酶能修复因分裂而缩短的端粒，其作用机制是：端粒酶以________为模板，________为原料，合成DNA序列，添加到染色体的末端。端粒酶的作用方式与中心法则中的________过程类似。 （3）下列有关端粒及端粒酶的叙述中，正确的是________。 A．端粒酶对维持染色体DNA的完整性起重要作用 B．人类生殖细胞中端粒酶的活性高有利于遗传的稳定性 C．人体大部分细胞因缺乏端粒酶基因，故不能延伸端粒 D．癌细胞内可能存在延伸端粒的机制，使其能够无限增殖 （4）人类的少数细胞如造血干细胞，端粒酶活性较高，请分析此现象的意义________。 【答案】（1）遗传效应的DNA 氨基酸、核糖、含氮碱基、磷酸 （2）RNA 4种脱氧核苷酸 逆转录 （3）ABD （4）干细胞需要高的端粒酶活性以保证其端粒长度，使其仍然维持较高的分裂分化的能力 【分析】端粒学说每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。 【解析】（1）基因通常是具有遗传效应的DNA片段，端粒酶基因也不例外，它能控制端粒酶的合成。端粒酶是由蛋白质和RNA组成的复合体。蛋白质彻底水解产物是氨基酸；RNA彻底水解产物是核糖、磷酸和含氮碱基。 （2）由图可知，端粒酶中的RNA模板可用于合成DNA序列，所以是以自身RNA为模板。因为要合成DNA序列，而DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，所以原料是脱氧核苷酸。端粒酶以RNA为模板合成DNA，这与中心法则中以RNA为模板合成DNA的逆转录过程类似。 （3）A、端粒酶能将变短的DNA末端重新加长，对维持染色体DNA的完整性起重要作用，A正确； B、人类生殖细胞中端粒酶活性高，可维持端粒长度，保证染色体的完整性，有利于遗传的稳定性，B正确； C、人体大部分细胞含有端粒酶基因，只是端粒酶基因不表达，所以不能延伸端粒，C错误； D、癌细胞中端粒酶活性高，可能存在延伸端粒的机制，使染色体在细胞分裂时保持完整性，从而能够无限增殖，D正确。 故选ABD。 （4）造血干细胞需要不断分裂分化产生红细胞、白细胞、血小板等各种血细胞。端粒酶活性高可避免因细胞分裂导致端粒缩短而使细胞衰老死亡，维持造血干细胞的分裂能力，保障血细胞的持续更新。 20．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)罗氏沼虾是我国重要的经济虾类之一，具有生长速度快、营养价值高等优点。研究者利用RNA干扰技术降低了罗氏沼虾COX2基因的表达水平，借此探究影响罗氏沼虾生长速度的相关因素。 （1）RNA干扰的基本原理是向细胞中导入一段反义RNA，它能与COX2的mRNA按照________原则结合，降低该基因表达水平。 （2）研究者给罗氏沼虾注射COX2基因的反义RNA后，检测了其有氧呼吸中催化ATP大量合成的X酶相对活性，结果如图所示。 ①对照组应向罗氏沼虾注射无关RNA，该无关RNA的序列和反义RNA的序列关系应为________。 ②罗氏沼虾在生长发育过程中进行生命活动时需要大量的ATP提供能量，根据图中结果推测，注射COX2基因的反义RNA后，罗氏沼虾的生长速度将变________，原因是________。 （3）若要进一步验证COX2基因的功能，还需要增加一组实验。请写出实验组的设计并预期结果________。 【答案】（1）碱基互补配对 （2）具有相同的碱基数目，不同的碱基序列 慢 注射COX2基因的反义RNA后，COX2基因的表达水平下降，X酶的活性下降，ATP合成减少，因而生长缓慢 （3）用某种方法提高COX2基因的表达，预期结果：与对照组相比，COX2过表达组的X酶活性更高 【分析】中心法则的证内容：信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。但是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向RNA或DNA。中心法则的后续补充有：遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA这两条途径。 【解析】（1）RNA干扰的基本原理是向细胞中导入一段RNA（反义RNA），它能与COX2mRNA按照碱基互补配对原则结合，从而阻止该基因表达过程中的翻译过程，降低该基因表达水平。 （2）①对照组应向罗氏沼虾注射无关RNA，该无关RNA的序列和反义RNA的序列中的碱基数目应该相同，不同的碱基序列，且不能与COX2基因转录的mRNA发生碱基互补配对，因而对相关基因的表达无影响，进而形成对照。 ②罗氏沼虾在生长发育过程中进行生命活动时需要大量的ATP提供能量，根据图中结果推测，注射COX2基因的反义RNA后，X酶的活性下降，而X酶能催化ATP的大量合成，因而罗氏沼虾的生长速度由于ATP供应不足而变慢。 （3）之前实验是降低COX2基因的表达水平观察现象，要进一步验证COX2基因功能，可增加使其基因表达水平升高的实验组。预期结果：与对照组相比，COX2过表达组的X酶活性更高。 21．(24-25高一下·北京中学·期中)心肌细胞不能增殖，基因ARC在心肌细胞中特异性表达，抑制其凋亡，以维持细胞正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多非编码RNA，如miR-223（链状），HRCR（环状）。 （1）基因ARC启动过程[①]________产生mRNA，该过程需要4种________作为原料。再在________（场所）进行过程[②]合成多肽链，最终合成三条多肽链T1、T2、T3的氨基酸排列顺序________（相同/不同）。 （2）当心肌缺血、缺氧时，会引起基因miR-223过度表达，所产生的miR-223可与ARC的mRNA结合形成核酸杂交分子1，使过程[②]因缺少________而被抑制，ARC蛋白无法合成。 （3）HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA，以达到清除它们的目的，HRCR能________（促进/抑制）心肌细胞凋亡。与基因ARC相比，核酸杂交分子2中特有的碱基对是_______。 （4）根据所学的知识及题中信息，判断下列关于RNA功能的说法，正确的是___________。 a．有的RNA不作为遗传物质 b．有的RNA是构成某些细胞器的成分 c．有的RNA不参与催化反应 d．有的RNA可调控基因表达 e．有的RNA可运输蛋白质 f．有的RNA可作为翻译的直接模板 （5）科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，据图分析其依据是________。 【答案】（1）转录 核糖核苷酸 核糖体 相同 （2）模板/mRNA （3）抑制 A-U/U-A （4）abcdf （5）HRCR可吸附miR-223，解除其对ARC基因表达的抑制，促进ARC蛋白合成，抑制心肌细胞凋亡，从而减缓心力衰竭 【分析】据图分析，①为转录，该过程需要RNA聚合酶识别并与基因上的启动子结合。过程②是翻译，在核糖体中进行，以氨基酸为原料合成多肽链。 【解析】（1）基因表达的第一步是转录，以DNA为模板合成mRNA，需要4种核糖核苷酸作为原料。翻译过程在核糖体中进行，合成多肽链。由于T1、T2、T3的合成是由同一个mRNA作模板指导合成的，故最终合成三条多肽链T1、T2、T3的氨基酸排列顺序相同。 （2）miR-223与ARC的mRNA结合形成杂交分子，导致翻译过程（②）缺乏模板（mRNA），从而抑制ARC蛋白合成。 （3）HRCR吸附miR-223，减少其与ARC的mRNA结合，使ARC蛋白正常合成，而ARC蛋白抑制心肌细胞凋亡，故HRCR能抑制凋亡。基因ARC为DNA，含碱基对A-T、C-G；核酸杂交分子2由RNA（miR-223）与HRCR（RNA）结合，其特有的碱基对为A-U（或U-A）。 （4）a、细胞生物的遗传物质是DNA，RNA不作为遗传物质（仅部分病毒以RNA为遗传物质），a正确； b、核糖体由rRNA和蛋白质组成，rRNA是细胞器成分，b正确； c、多数RNA（如mRNA、tRNA、rRNA）不参与催化反应，仅少数酶为RNA（核酶）参与催化反应，c正确； d、如题中miRNA可通过结合mRNA调控基因表达，d正确； e、运输蛋白质的是囊泡，tRNA运输的是氨基酸，非蛋白质，e错误； f、mRNA是翻译的直接模板，f正确。 综上所述，abcdf正确。 （5）HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，据图分析其依据是HRCR可吸附miR-223，解除其对ARC基因表达的抑制，促进ARC蛋白合成，抑制心肌细胞凋亡，从而减缓心力衰竭。 22．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)放射性心脏损伤（RIHD）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，调控机制见图，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）在心肌细胞中，可以完成的生理活动是下图中的________（编号选填）。 （2）心肌细胞是由受精卵通过细胞分裂与分化实现的，细胞分化的本质是________，心肌细胞中P基因与肌红蛋白基因的根本区别是________。 （3）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。 （4）据图分析，若miRNA含量升高，可________（填“促进”或“抑制”）P基因的翻译过程，导致P蛋白含量________（填“上升”或“下降”），从而________（填“促进”或“抑制”）细胞凋亡。 （5）氟比洛芬酯（FA）是一种非甾体类药物，现研究人员欲探究FA是否能通过影响心肌细胞中P基因的表达，从而治疗RIHD。 ①实验设计如下： a．取若干只生理状态基本相同的大鼠，随机均分为甲（对照组）、乙（照射组）、丙（FA低剂量组）、丁（FA中剂量组）、戊（FA高剂量组）5组 b．将________组心脏进行放疗照射处理 c．对丙、丁、戊组分别静脉注射5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg FA，持续四周 d．测定各组大鼠心肌细胞中P基因mRNA和P蛋白含量，以及心肌细胞凋亡率 ②若FA可在一定程度上缓解RIHD，且在实验范围内浓度越高效果越好，请比较5组心肌细胞凋亡率：________。 （6）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________。 【答案】（1）①② （2）基因的选择性表达 脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同 （3）RNA聚合 miRNA （4）抑制 下降 促进 （5）乙、丙、丁、戊 乙>丙>丁>戊>甲 （6）可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 【分析】结合题意分析题图可知，miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 【解析】（1）心肌细胞是真核细胞，且是一个高度分化的细胞，不能继续分裂，不可进行DNA复制过程，但会发生转录、翻译过程，对应题图①②过程。 （2）细胞分化的本质是基因的选择性表达。心肌细胞中P基因与肌红蛋白基因的根本区别是脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同。 （3）RNA聚合酶能催化转录过程，故前体mRNA是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的。由图可知，miRNA既能与mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。 （4）mRNA是翻译的模板，据图可知，P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，抑制P基因的翻译过程，导致合成的P蛋白减少，P蛋白含量下降，无法抑制细胞凋亡，即可以促进细胞凋亡。 （5）分析题意，本实验目的是探究FA是否能通过影响心肌细胞中P基因的表达，从而治疗RIHD，则实验的自变量是FA的有无，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下： ①a．取若干只生理状态基本相同的大鼠，随机均分为甲（对照组）、乙（照射组）、丙（FA低剂量组）、丁（FA中剂量组）、戊（FA高剂量组）5组。b．将乙、丙、丁、戊组心脏进行放疗照射处理，作为实验组。c．对丙、丁、戊组分别静脉注射5mgkg、10mg/kg、20mg/kg FA，持续四周。d．测定各组大鼠心肌细胞中P基因mRNA和P蛋白含量，以及心肌细胞凋亡率。 ②若FA可在一定程度上缓解RIHD，且在实验范围内浓度越高效果越好，则5组心肌细胞凋亡率应为：乙>丙>丁>戊>甲。 （6）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。 23．(24-25高一下·北京市第五十七中学·期中)miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA，其主要功能是调控其他基因的表达，在细胞分化、凋亡、个体发育和疾病发生等方面起着重要作用。研究发现，Bcl-2是一个抗凋亡基因，其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用。该基因的表达受MIR-15a基因控制合成的成熟miRNA的调控，如下图所示。请分析并回答下列问题。注：MⅠ为减数分裂Ⅰ；MⅡ为减数分裂Ⅱ。 （1）A过程是________，需要________酶的催化。B过程中核糖体的移动方向是从________往________。 （2）B过程中能与①发生碱基互补配对的物质是________，该物质在B过程中的作用是________，物质②是指________。 （3）据图分析可知，miRNA前体加工时会发生________键的断裂，miRNA调控Bc1-2基因表达的机理是________。 （4）若MIR-15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性________（填“上升”“不变”或“下降”），理由是________。 （5）与有丝分裂相比，减数分裂中染色体特有的行为有同源染色体________，以及非同源染色体________。 （6）REC8有利于姐妹染色单体的黏连，RAD21L介导同源染色体的非姐妹染色单体之间的黏连，推测，Rec8和Rad21L两种基因在减数分裂过程中表达的时期和两蛋白质降解的时期可能的是________。 选项 Rec8基因表达 REC8蛋白降解 Rad21L基因表达 RAD21L蛋白降解 A MⅠ中期 MⅡ后期之前 MⅠ前期之后 MⅡ后期之后 B 间期 MⅡ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前 C 间期 MⅠ后期之前 MⅠ前期之后 MⅡ后期之后 D MⅠ中期 MⅠ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前 【答案】（1）转录 RNA聚合 右 左 （2）tRNA 识别并转运氨基酸 多肽（或多肽链） （3）磷酸二酯 miRNA能与Bcl-2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程 （4）上升 MIR-15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控Bcl-2基因的表达，使Bcl-2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性增加 （5）分离 自由组合 （6）B 【分析】1、图中过程A以DNA的一条链为模板通过碱基互补配对原则形成mRNA，为转录过程。 2、图中过程B以mRNA为模板，在核糖体中合成蛋白质，为翻译过程。 3、MIR-15a基因控制合成的miRNA可与Bcl-2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程。 【解析】（1）分析题图，A过程形成的①可作为翻译的模板，说明①为mRNA，则A过程是转录，需要RNA聚合酶的催化。B过程为翻译的过程，根据翻译形成的多肽链的长短说明核糖体的移动方向是从右往左。 （2）B过程表示翻译，①mRNA与tRNA发生碱基互补配对，tRNA在翻译中的作用是识别并转运氨基酸；物质②表示翻译形成的多肽（或多肽链）。 （3）据图分析可知，miRNA前体加工时会发生磷酸二酯键的断裂，miRNA调控Bcl-2基因表达的机理是miRNA能与Bcl-2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程。 （4）若MIR-15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性上升，理由是MIR-15a基因缺失，无法合成miRNA。无法调控Bcl-2基因的表达，使Bcl-2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性增加。 （5）与有丝分裂相比，减数分裂中染色体特有的行为有同源染色体分离，以及非同源染色体自由组合。 （6）REC8有利于姐妹染色单体的黏连，姐妹染色单体形成于减数分裂Ⅰ前的间期，因此Rec8基因表达于此时，而姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ后期，因此REC8蛋白降解于MⅡ后期之前；RAD21L介导同源染色体的非姐妹染色单体之间的黏连，此时同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生片段的交换，交换完成即降解该蛋白，因此Rad21L基因表达于MⅠ前期之前，RAD21L蛋白降解也 发生在此时期，B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 24．(24-25高一下·北京市第八中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（5）题。 氨基酸是蛋白质的基本单位，在遗传信息的传递过程中，由AUCG四种碱基构成的“核酸语言”，通过三个碱基形成的密码子转变成20种常见的天然氨基酸组成的“蛋白质语言”。人们很早就破译得到包括64个密码子的传统密码子表（下表中为部分密码子）。 第一字母 第二字母 第三字母 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U C A G 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 …… …… …… 1986年，科学家在研究谷胱甘肽过氧化物酶的作用时，发现了硒代半胱氨酸（Sec）。通过比较含硒（Se）多肽键的基因序列和氨基酸序列，证实了终止密码子UGA是编码Sec的密码子。因为这种新发现的氨基酸在结构上可视为半胱氨酸（如图）侧链上的S元素被Se取代的产物，所以它被称为Sec。又因为它是在20种常见的天然蛋白质氨基酸之后发现的，所以又称为第21种蛋白质氨基酸。 研究发现，密码子UGA通常作为蛋白质合成的终止密码子，但当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时，UGA才成为Sec的密码子，使See掺入到多肽链中去。后来科学家发现某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由UGA编码。 Sec是蛋白质中硒的主要存在形式，也是唯一的含有准金属元素的氨基酸。迄今为止，Sec已经被发现是25种含硒酶的活性中心，是含硒酶的灵魂，如果没有这第21种氨基酸，含硒酶就无法工作，人就会出各种各样的病症。如谷胱甘肽过氧化物酶是人体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶，它能催化有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。 人体的“第21种氨基酸——硒代半胱氨酸”的发现说明科学是一个发展的过程，科学知识也随着研究的深入而不断改变着。 （1）Sec的密码子为UGA，DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是________。 （2）请画出Sec的侧链基团（R基）：________。 （3）当核糖体进行翻译时，终止密码子没有相应的IRNA结合，而是与终止因子（一种蛋白质）结合，翻译终止。mRNA上的密码子UGA是对应翻译终止还是编码Sec呢？有人曾经提出过“终止因子与携带Sec的tRNA竞争结合密码子UGA”的假设。请结合文中内容判断研究结果是否支持该假设，并写出理由。________。 （4）文中提到“某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由密码了UGA编码”，这也为“现存的丰富多样的物种是由________长期进化形成的”提供了证据。 （5）硒是人体生命活动不可缺少的微量元素，被国内外医药界和营养学界称为“长寿元素”，请根据文中提供的资料进行解释________。 【答案】（1） （2）-CH2-SeH （3）不支持。研究证明，当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时，UGA才成为Sec的密码子 （4）共同祖先 （5）谷胱甘肽过氧化物酶能抗氧化、延缓细胞衰老 【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。 【解析】（1） Sec的密码子为UGA，在转录和翻译时阅读mRNA上携带的碱基，所以DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是。 （2）硒代半胱氨酸与半胱氨酸的主要区别在半胱氨酸的S原子被Se所取代，所以为—CH2—SeH。 （3）不支持。材料中提到，“当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时，UGA才成为Sec的密码子，使Sec掺入到多肽链中去”，研究证明，当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时，UGA才成为Sec的密码子。 （4）文中提到“某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由密码子UGA编码”，说明生物界的生物共用一套遗传密码，这也为“现存的丰富多样的物种是由共同祖先长期进化形成的”提供了证据。 （5）硒元素可以构成含有Sec的蛋白质外，硒作为微量元素在人体内也有很重的作用，生物体的新城代谢由一系列的生物化学反应参与，就需要有酶的参与，补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用，减少由于过氧化物造成的细胞损伤和衰老，达到长寿的结果。 地 城 考点02 基因表达与性状的关系 一、单选题 1．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)下图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，从图中可以分析出（　　） A．基因与性状之间并不都是一一对应的关系 B．若基因1不表达，则基因2也不表达 C．基因1、2、3、4在所有细胞中均能表达 D．基因都是通过控制酶的合成来控制性状的 【答案】A 【分析】由图可知，一个基因可能会影响多个性状，一个性状也可能受多个基因影响。基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状； 【解析】A、由图可知，一个基因可能会影响多个性状，一个性状也可能受多个基因影响，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，A正确； B、基因1、2的表达没有直接关系，B错误； C、基因1、2、3、4的表达产物，并不是每个细胞维持生命活动所必须的，所以不会在所有细胞中都表达，C错误； D、基因对性状的控制作用有两种：基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状；基因也可以通过指导蛋白质的合成，控制蛋白质结构进而直接控制生物体的性状，D错误。 故选A。 2．(24-25高一下·北京中学·期中)血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。下列分析不合理的是（　　） 注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列 A．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的 B．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多 C．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关 D．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达 【答案】B 【分析】基因与性状的关系为：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，二是基因通过控制蛋白质合成，直接控制生物的性状。 【解析】A、由图可知，基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，所以血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的，A正确； B、由图可知，低温引起T序列去甲基化进而使血橙“血量”增多，T序列未改变，B错误； C、由图可知，光照会促进HY5蛋白与G序列结合，激活Ruby基因，促进合成关键酶，使花色苷前体转为花色苷，增加“血量”，所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关，C正确； D、由图可知，低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因，所以若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达，D正确。 故选B。 3．(24-25高一下·北京市第八十中学·期中)喜马拉雅兔初生时全身毛色是白色的，随着成长身体各个末端部分的毛呈黑色。原因是机体深部温度较高导致合成黑色素相关的酶失去活性，身体末端的温度较低，合成黑色素相关的酶保持催化活性。下列相关叙述错误的是（　　） A．喜马拉雅兔的毛色受环境因素影响 B．较高温度通过破坏酶的空间结构使酶失活 C．与黑色素合成相关的酶的活性对温度敏感 D．机体深部细胞没有黑色素合成酶的基因 【答案】D 【分析】由题意知：喜马拉雅兔体色受环境的影响，若机体深部温度较高导致合成黑色素相关的酶失去活性，体色出现白色，若身体末端的温度较低，合成黑色素相关的酶保持催化活性，则为黑色。 【解析】A、由题意“喜马拉雅兔初生时全身毛色是白色的，随着成长身体各个末端部分的毛呈黑色。原因是机体深部温度较高导致合成黑色素相关的酶失去活性，身体末端的温度较低，合成黑色素相关的酶保持催化活性”可知，喜马拉雅兔的毛色受环境因素影响，A正确； B、酶的作用条件较温和，较高温度通过破坏酶的空间结构使酶失活，B正确； C、根据“机体深部温度较高导致合成黑色素相关的酶失去活性，身体末端的温度较低，合成黑色素相关的酶保持催化活性”可知，与黑色素合成相关的酶其活性对温度敏感，C正确； D、机体深部细胞含有黑色素合成酶的基因，只是由于深部温度较高导致合成黑色素相关的酶失去活性，不能合成黑色素，D错误。 故选D。 4．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)以下关于表观遗传的描述中，不正确的是（　　） A．是通过改变基因序列实现的 B．可以遗传给下一代 C．通常与DNA甲基化或组蛋白修饰有关 D．表观遗传会影响表型 【答案】A 【解析】A、表观遗传中基因序列并未发生改变，只是基因表达和表型发生可遗传变化，A错误； B、发生表观遗传的修饰（如DNA甲基化）可以通过生殖细胞等遗传给后代，B正确； C、DNA甲基化和组蛋白修饰是表观遗传的典型机制，C正确； D、表观遗传通过调控基因表达影响蛋白质合成，最终导致表型变化，D正确。 故选A。 5．(24-25高一下·北京市通州区·期中)遗传印记是染色体来源不同而导致基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记的重要方式之一。下图是某个体15号染色体遗传印记对部分基因表达影响的示意图，下列相关叙述正确的是（　　） A．遗传印记现象改变了生物体基因的碱基序列 B．来源于父本和母本的基因均能在子代中表达 C．只有来源于母本的A/a基因才能在子代中表达 D．该个体的表型与基因型为aaddee的表型一致 【答案】D 【分析】遗传印记持续在一个个体的一生中，在配子形成时，旧的印记可以消除并发生新的印记。由图可知：遗传印记是通过特异性的对源于父本或母本的等位基因做一个印记，使其只表达父源或母源的等位基因。 【解析】A、DNA甲基化是遗传印记的重要方式之一，甲基化是在不改变DNA碱基序列的前提下调控基因的表达，因此遗传印记现象没有改变生物体基因的碱基序列，A错误； B、由图呈现的信息可推知：来源于父本和母本的基因不一定都能在子代中表达，B错误； C、在配子形成时，旧的遗传印记可以消除并发生新的印记，图中来源于母本的A/a基因的印记重建的方式是甲基化，而来源于父本的A/a基因的印记重建的方式是去甲基化，所以只有来源于父本的A/a基因才能在子代中表达，C错误； D、由图可知：该个体表达的基因有a、d、e，该个体的表型与基因型为aaddee的表型一致，D正确。 故选D。 6．(24-25高一下·北京市通州区·期中)a蛋白乙酰化后可使染色质的DNA与染色质蛋白结合程度下降，结构变松散。异常Ht蛋白的积累会抑制a蛋白的乙酰化，从而引起细胞凋亡。下列相关叙述错误的是（　　） A．a蛋白乙酰化未改变生物体DNA的碱基序列 B．有丝分裂前期a蛋白的乙酰化程度大于分裂间期 C．异常Ht蛋白可能影响染色质与染色体结构变化 D．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程 【答案】B 【分析】表观遗传：指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。DNA的甲基化：生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。 【解析】A、a蛋白乙酰化属于表观遗传，不会改变生物体DNA的碱基序列，A正确； B、有丝分裂间期染色质呈松散状态，便于DNA复制和转录，根据题意a蛋白乙酰化会使染色质结构变松散，所以间期a蛋白乙酰化程度应大于前期（前期染色质螺旋化形成染色体，结构紧密），B错误； C、异常H蛋白抑制a蛋白乙酰化，而a蛋白乙酰化影响染色质与蛋白质结合程度，所以异常H蛋白可能影响染色质与染色体结构变化，C正确； D、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的编程性死亡过程，D正确。 故选B。 7．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化会引起染色质结构松散，有关基因进行表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制（如图）。下列叙述错误的是（　　） A．组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中 B．染色质变松散的过程中，解旋酶催化了DNA双链解旋 C．一个DNA分子可通过过程c合成多种mRNA D．过程d还需要核糖体、tRNA、氨基酸、ATP等参与 【答案】B 【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，以核糖体为场所，通过tRNA携带氨基酸，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。 【解析】A、细胞分化是基因选择性表达的结果，存在基因的表达，组蛋白乙酰化使染色体结构松散，有利于基因的表达，故组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中，A正确； B、据题图分析可知，组蛋白乙酰化会引起染色质结构松散，该过程不需要解旋酶，B错误； C、因为一个DNA分子上有多个基因，一个DNA分子可以通过过程c转录合成多种mRNA，进而合成多种蛋白质，C正确； D、过程d为翻译，翻译时游离在细胞质中的各种氨基酸由tRNA转运，以mRNA为模板，在核糖体上合成一条具有特定氨基酸序列的多肽链，此过程需要ATP提供能量，需要氨基酸为原料，核糖体、tRNA等参与，D正确。 故选B。 二、非选择题 8．(24-25高一下·北京市第四十三中学·期中)miRNA是在真核细胞内发现的一类内源性的具有调控功能的非编码小RNA，其具体调控机理如图。 （1）图中①为________过程，形成的miRNA分子前体通过________（结构）从细胞核运出，进入细胞质进一步加工为成熟miRNA。 （2）成熟miRNA与________蛋白结合形成RNA诱导物（RISC）。RISC与靶基因mRNA特异结合而引起________，并抑制翻译过程，导致靶基因沉默。 （3）miRNA-1在心脏组织中表达水平较高，但过表达的miRNA-1会引起心力衰竭（HF）。为研究黄芪甲苷（ASⅣ）对miRNA-1过表达诱导大鼠（HF模型大鼠）的保护作用机制，研究者对32只大鼠随机分组，处理及结果见下表。 注：左心室射血分数越大，心脏的收缩和舒张功能越强 组别 实验处理 miRNA-1表达水平 左心室射血分数（%） 心肌细胞存活率（%） 1 正常大鼠灌胃0.9%生理盐水 1.00 92.50 100 2 HF模型大鼠灌胃0.9%生理盐水 82.51 71.52 49 3 HF模型大鼠灌胃80mg/kg ASⅣ 20.38 84.36 76 由结果可知，miRNA-1过表达使大鼠________，ASⅣ可以________miRNA-1过表达对大鼠心脏造成的损伤。 （4）基于以上研究，请提出一个进一步研究的方向________。 【答案】（1）转录 核孔 （2）Ago 靶基因mRNA降解 （3）心脏的收缩和舒张功能减弱、引起心肌细胞死亡 缓解 （4）ASⅣ对miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的作用机理（ASⅣ对miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的最适浓度；miRNA-1高表达引起心肌细胞损伤的具体机制）。 【分析】基因表达包括转录和翻译。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA结合氨基酸的部位是其羟基末端（-OH）。 【解析】（1）①是由miRNA基因产生miRNA分子前体，是转录过程。miRNA是大分子，需要从核孔运出，进入细胞质进一步加工为成熟miRNA。 （2）据图，成熟miRNA与Ago蛋白结合形成RNA诱导物。RISC与靶基因mRNA特异结合而引起靶基因mRNA水解，并抑制翻译过程。 （3）实验结果显示，第2组和第1组相比，miRNA-1过表达，左心室射血分数减小，心肌细胞存活率减小。第3组和第2组相比，miRNA-1过表达水平降低，左心室射血分数增大，心肌细胞存活率增大，据此可判断miRNA-1过表达使大鼠心脏的收缩和舒张功能减弱、引起心肌细胞死亡，ASⅣ可以缓解miRNA-1过表达对大鼠心脏造成的损伤。 （4）通过以上研究知道黄芪甲苷（ASV）对miRNA-1过表达诱导大鼠（HF模型大鼠）的保护作用，可在此基础上进一步研究：ASⅣ对miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的作用机理；ASⅣ时miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的最适浓度；miRNA-1高表达引起心肌细胞损伤的具体机制等。 9．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)线粒体DNA（mtDNA）的转录调控对维持线粒体的正常功能至关重要。 （1）mtDNA的转录过程与核DNA相似，在________酶的作用下，游离的________依次连接合成mRNA。 （2）环境变化信号会诱导7S RNA在线粒体中积累，科研人员推测7S RNA可以调控mtDNA转录，并以mtDNA为模板构建体外转录体系来进行实验验证。 ①科研人员设置了2组实验，其中A组加入不同浓度的7SRNA，B组加入不同浓度的无关RNA作为________； ②检测体系中mtDNA转录的mRNA生成量，据图1可知，7S RNA________（填“促进”、“抑制”或“不影响”）mtDNA的转录。 （3）图2所示为mtDNA的转录起始复合物，由酶POLRMT、转录因子（TFAM和TFB2M）和mtDNA启动子组成。7S RNA可以与转录起始复合物中某种成分结合，诱导其空间结构改变进而影响转录。为确定7S RNA结合的具体成分，科学家进行体外转录实验，检测mtDNA-mRNA的生成情况，结果见下表。 实验处理 不用7S RNA处理 用7S RNA处理 用7S RNA处理 一段时间后加入POLRMT 一段时间后加入TFAM 一段时间后加入TFB2M 一段时间后加入mtDNA mtDNA-mRNA + - + - - - 注：“+”代表有mtDNA-mRNA；“-”代表无mtDNA-mRNA； 根据表中结果7S RNA结合的成分应为________，判断的依据是________。该成分在与7S RNA结合时，会聚合形成二聚体。 【答案】（1）RNA聚合 核糖核苷酸 （2）对照 抑制 （3）POLRMT 体外转录体系中添加7SRNA后不生成mtDNA-mRNA，再次加入POLRMT后，生成mtDNA-mRNA 【分析】转录是指以DNA一条链为模板形成mRNA的过程，该过程主要发生在细胞核，需要RNA聚合酶的催化。 【解析】（1）转录过程是在RNA聚合酶的作用下，以游离的核糖核苷酸为原料，合成mRNA。 （2）①在对照实验中，一组加入不同浓度7S RNA（A组），另一组加入不同浓度无关RNA（B组），B组起对照作用。 ②从图1中可看出，A组加入7S RNA后，mRNA生成量比B组少，说明7S RNA抑制了mtDNA的转录。 （3）从表格数据看，不用7S RNA处理时有mtDNA-mRNA生成，用7S RNA处理后没有生成，而再次加入POLRMT后又生成了mtDNA-mRNA。这表明7S RNA结合的成分是POLRMT。 10．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫，若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后（蜂王），若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明，蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少，进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如下图所示。请回答下列问题： （1）如果①以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列为________。过程②发生的场所是________，其模板是________。 （2）DNA甲基化若发生在基因的DNA序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制遗传信息的________过程。 （3）研究表明蜂王浆中的蛋白是决定雌性蜜蜂幼虫发育成为蜂王的关键因素，请根据文中信息推测蜂王浆中的蛋白可能________（“促进”或“抑制”）DNMT蛋白活性。 （4）已知注射DNMT3 siRNA（小干扰RNA）能抑制DNMT3基因表达，为验证DNMT3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素，科研人员取多只生理状况相同的幼虫，平均分为A、B两组，请根据提示完成表中内容。 1 处理方式 饲养方式 培养条件 预期结果 A组 ①________ ②________ 其他条件相同且适宜 工蜂 B组 注射适量DNMT 3siRNA溶液 饲喂花粉和花蜜 ③________ （5）综上所述，性状是________的结果。 【答案】（1）CUUGCCAGC（或5’-CUUGCCAGC-3’） 核糖体 mRNA （2）转录 （3）抑制 （4）注射等量不含DNMT3 siRNA溶液（注射等量无关siRNA溶液） 饲喂花粉和花蜜 蜂后（或蜂王） （5）基因和环境共同作用 【分析】DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加.上甲基，虽然不改变DNA序列，但是导致相关基因转录沉默。DNA甲基化在细胞中普遍存在，对维持细胞的生长及代谢等是必需的。如果某DNA片段被甲基化，那么包含该片段的基因功能就会被抑制。DNA的甲基化是由DNA甲基化转移酶来控制的，如果让蜜蜂幼虫细胞中的这种酶失去作用，蜜蜂幼虫就会发育成蜂王，和喂它蜂王浆的效果是一样的。 【解析】（1）过程①表示转录，若①以基因的β链为模板，根据碱基互补配对原则，以及RNA聚合酶的移动方向（沿着DNA链3'→5'方向移动），则虚线框中合成的RNA的碱基序列为5'-CUUGCCAGC-3'。过程②是以RNA为模板合成蛋白质的过程，表示翻译，翻译的场所是细胞质中的核糖体；翻译的模板是mRNA。 （2）启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，若DNA甲基化若发生在基因的启动子序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制遗传信息的转录过程。 （3）蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少，进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，由此可推测，蜂王浆中的蛋白可能抑制DNMT蛋白活性，幼虫DNA甲基化的减少，进而发育为蜂后。 （4）已知DNMT3 siRNA（小干扰RNA）能使DNMT3基因表达沉默，即抑制DNMT3基因表达。本实验的目的是验证DNMT3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素，因此实验的自变量为是否注射适量的DNMT3 siRNA抑制DNMT3基因表达DNMT3，因变量是雌蜂幼虫发育的结果，据此设计实验如下：取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理作为对照组，B组注射适量的DNMT3 siRNA，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。如果A组发育成工蜂，B组发育成蜂王，则能验证DNMT3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素。 （5）如果没有蜂王浆中的蛋白的影响，雌性蜜蜂幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂，受基因控制，如果有蜂王浆中的蛋白的影响，蜂王浆蛋白导致幼虫DNA甲基化的减少，进而发育为蜂后，该过程环境影响了基因的表达，综上所述，性状是基因和环境共同作用的结果。 11．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)表观遗传效应通常只影响成人的体细胞，关闭基因表达或调控基因活性。不过，有些表观遗传也能改变精子和卵细胞，这样就能将获得性状遗传给后代。 （1）图1表示控制Dnmt的基因内部碱基组成及其表达过程中的对应关系。图中数字以千碱基对（kb）为单位，基因长度共8kb。已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间相对应的区域会被切除，而成为成熟的mRNA．由该基因控制合成的Dnmt是由________个氨基酸脱水缩合形成的。 （2）遗传印记是亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一、印记是在配子发生和个体发育过程中获得，下一代配子形成印记重建。雌雄配子中印记重建情况如图2所示，被甲基化的基因不能表达。基因的甲基化过程是通过影响基因表达的________（填“转录”或“翻译”或“转录和翻译”），从而使基因不能正常表达。由图可推测亲代雌性的A基因来自它的________（填“父方”或“母方”或“不确定”），理由是________。 （3）为确定某生长缺陷雄鼠的基因型，请补充完善下列实验设计思路并得出结论。 ①实验思路：将该雄鼠与________（填“正常”或“缺陷”或“任意”）雌鼠杂交，统计子代的表型及比例。 ②结论：若子代________，则基因型为Aa。 若子代________，则基因型为________。 【答案】（1）299 （2）转录 父方 雄配子中印记重建是去甲基化，雌配子中印记重建是甲基化，雌鼠的A基因未甲基化 （3）正常 表型及比例为生长缺陷鼠：正常鼠=1：1 表型全部为生长缺陷鼠 AA 【分析】1、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。 2、由图中配子形成过程中印记发生的机制：雄配子中印记重建是：将等位基因A、a，全部去甲基化；雌配子中印记重建是：将等位基因A、a，全部甲基化。 【解析】（1）转录时由起始密码子对应点开始，到终止密码子对应点结束，除去d段，共有2.0-1.7+5.8-5.2=0.9kb个碱基，即900个碱基，由于一个密码子由相邻3个碱基构成，且终止密码子不编码氨基酸，故得出该酶由900/3-1=299个氨基酸脱水缩合而成。 （2）基因的甲基化过程是通过影响基因表达的转录，从而使基因不能正常表达。由图中配子形成过程中印记发生的机制可知，雄配子中印记重建是将等位基因A、a全部去甲基化，雌配子中印记重建是将等位基因A、a全部甲基化，可以断定亲代雌鼠的A基因未甲基化，说明该A基因来自它父方。 （3）①为了确定某生长缺陷雄鼠的基因型，最简单的方法是测交，所以实验思路为将该雄鼠与正常雌鼠杂交，统计子代的表型及比例。 ②如果雄鼠基因型为Aa，与正常雌鼠（aa）杂交，根据基因的分离定律，子代的基因型及比例为Aa：aa=1：1，表型及比例为生长缺陷鼠：正常鼠=1：1。如果该雄鼠基因型为AA，与正常雌鼠（aa）杂交，子代的基因型全部为Aa，表型全部为生长缺陷鼠。 12．(24-25高一下·北京中学·期中)阅读下面文章，回答问题。 多细胞生物体的正常发育离不开细胞分化过程中高度精巧的调控 研究表明，分化细胞中的遗传物质并没有丢失，它们只是开启或关闭了特异的基因，而表观遗传则是控制着DNA中基因开启或关闭的重要机制。表观遗传通过改变DNA或染色体蛋白质上的化学修饰形成多种不同的细胞分化方向。 表观遗传中最重要的修饰是DNA甲基化，DNA中的某些碱基加上甲基后，基因的碱基序列不会改变，但是甲基化程度的高低会影响其转录的水平，甲基化程度越高，转录水平越低。在DNA复制时，DNA甲基转移酶能够使子代DNA获得与亲代DNA相同的DNA甲基化特征，从而使其在DNA复制和细胞分裂中被保留下来。 组蛋白是真核生物细胞核中与DNA结合在一起的蛋白质。科学家发现组蛋白的多种化学修饰也能够影响基因的表达。细胞核受到某些外界刺激可能会引起组蛋白修饰的改变，进而使基因出现越来越多的甲基化，直至其表达关闭，而另一些刺激引起的组蛋白修饰会使基因去甲基化，从而开启表达过程。 基因的表观遗传修饰会不会由亲代个体传递给子代个体呢?这取决于精卵形成过程及受精后细胞中发生的复杂变化，这些复杂变化会使表观遗传会被重新编程。 怀孕早期遭受饥荒的女性，其后代罹患肥胖的概率比较高，因为表观遗传将其细胞编程为尽量减少能量消耗的模式。男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化程度明显升高。怀孕期间过量饮酒是导致出生缺陷和智力发育迟缓的重要因素，动物实验显示，酒精能够改变表观遗传修饰，影响下一代表型。 人体很复杂，每个人的健康和寿命都由基因组、表观遗传、环境因素等共同影响，目前研究人员尚不能预测表观遗传效应对后代的影响有多大，但我们应通过健康的生活方式，尽可能提高自己和后代的身体素质。 （1）在多细胞生物的个体发育过程中，通过细胞分化形成多样的细胞，细胞分化的实质是________。 （2）据文中信息可知，________酶的参与使DNA甲基化特征能够保存在子细胞中。结合所学知识推测，特定序列的甲基化可能干扰了________酶与基因的结合，进而降低基因表达水平。此外，由文中信息可知，环境因素会引起________，进而影响基因甲基化程度的高低，最终影响基因的表达。 （3）某品系小鼠的毛色受AVT基因控制，AYY基因上游一段序列的甲基化程度影响AVY基因表达，甲基化程度越高、小鼠毛色越深。为证明“孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型”的假设，研究人员利用该品系小鼠设计了以下实验。 组别 小鼠 酒精摄入情况 实验组 刚受孕的雌鼠 每天摄入一定量酒精 对照组 ________ ________ 请填写表格完善以上实验方案，并预期实验结果：________。 （4）下面表示乙醇进入人体后的代谢途径。若人体内缺乏酶1，则饮酒后脸色基本不变但易醉，称为“白脸”。若人体内缺乏酶2，则饮酒后乙醛积累刺激血管导致脸红，称为“红脸”。若上述两种酶都有，则乙醇能彻底氧化分解，人表现为“基本不醉”。 人群中“红脸”人的基因型有________种，该类人群饮酒后会因血液中乙醛含量相对较高，毛细血管扩张而引起脸红。以上实例说明基因可通过________来控制代谢，进而控制生物的性状。 （5）结合本文信息，请列举你应当采取的健康生活方式：________。 【答案】（1）基因的选择性表达 （2）DNA甲基转移 RNA聚合 组蛋白修饰改变 （3）刚受孕的雌鼠 不摄入酒精 实验组子代小鼠的毛色差异大于对照组 （4）4/四 酶的合成 （5）不吸烟、不过量饮酒、不暴饮暴食 【分析】1、细胞的分化的概念：在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程； 2、细胞分化的基础和实质（1）分化的基础：每个细胞都含有一套与受精卵完全相同的染色体，即携带有本物种的全部遗传信息；（2）分化的实质：是在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即基因的选择性表达。 3、表观遗传通过改变DNA或染色体蛋白质上的化学修饰形成多种不同的细胞分化方向。 【解析】（1）细胞分化的实质是不同细胞中基因的选择性表达。 （2）据文中信息可知，DNA甲基转移酶能够使子代DNA获得与亲代DNA相同的DNA甲基化特征，DNA甲基转移酶的参与使DNA甲基化特征能够保存在子细胞中。DNA甲基化程度的高低会影响其转录的水平，结合所学知识推测，特定序列的甲基化可能干扰了RNA聚合酶与基因的结合，进而降低转录水平。此外，由文中信息可知，组蛋白的多种化学修饰也能够影响基因的表达，细胞核受到某些外界刺激可能会引起组蛋白修饰的改变，进而使基因出现越来越多的甲基化，即环境因素会引起组蛋白修饰改变，进而影响基因甲基化程度的高低，最终影响基因的表达。 （3）分析题意可知，该实验目的是为证明“孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型”的假设，故自变量是组别小鼠酒精摄入情况，因变量为子代小鼠毛色，根据实验组的处理和实验设计的对照原则和单一变量原则可知，对照组也应选用刚受孕的雌鼠，不摄入酒精作对照，由于孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型，而AVY基因甲基化程度越高、小鼠毛色越深，可预期实验结果为：实验组子代小鼠的毛色差异大于对照组。 （4）结合题干信息和分析题图可知，人群中“红脸”人的基因型为A_B_，基因型有2×2=4种。以上实例说明基因可通过酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状。 （5）结合本文信息，提到的关于影响表观遗传效应的因素有：孕期饥饿、饮酒等，可知应当采取的健康生活方式为：不吸烟、不过量饮酒、不暴饮暴食。 13．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)学习以下材料，回答（1）～（5）题。 探索非编码RNA的奇妙世界 自1958年“中心法则”确立以来，科学家长期认为RNA只是传递遗传信息的信使。直到2001年人类基因组计划发现：占人类基因组98.5%的DNA并不编码蛋白质，这些曾被称作“垃圾DNA”的区域，能够以发育阶段特异性或组织特异性的方式转录成生命调控的重要密码——非编码RNA。非编码RNA包括长链非编码RNA（lncRNA）、小干扰RNA（siRNA）等。 lncRNA的长度超过200个核苷酸。科学家已在人类基因组发现9000多种lncRNA，但仅有不到100种的功能被完全破解。它们像精密的开关，可以调控基因表达。例如人体中某个lncRNA——Hot能通过调控组蛋白的甲基化修饰，从而对HOXD基因的表达起抑制作用。HOXD基因对人类胚胎的肢体、脊柱、生殖系统等发育有重要作用，但对成体影响不大。 与lncRNA不同，siRNA是一种双链短链RNA，只有约20～25个碱基对，且siRNA也是基因表达的调控器。siRNA对基因表达的调控是通过形成RNA诱导沉默复合体（RISC）进行的，过程如图所示：siRNA的两条链分别称为向导链和随从链，双链的siRNA可以与Arg蛋白结合，形成RNA诱导沉默复合体前体（pre-RISC），然后Arg催化随从链的切割，切割后的随从链片段被释放，生成仅包含向导链的RISC。向导链将RISC引导至靶mRNA并对其进行精准的剪切。这种被称为RNA干扰的现象，已成为基因治疗的新武器。 除了上述的lncRNA和siRNA外，还有许多种非编码RNA，如微小RNA（miRNA）和环状RNA（circRNA）等。从“基因垃圾”到生命调控的核心成员，非编码RNA的发现彻底改变了生命科学的认知版图。 （1）除了文中提到的lncRNA、siRNA、miRNA和circRNA外，还有________（至少写出两个）也属于非编码RNA。 （2）HOXD的表达在胚胎和成体之间存在差异，体现了Hot能够以________特异性的方式转录产生并调控生命活动。 （3）关于siRNA的结构和功能，下列说法错误的是：________。 A．siRNA中只有一条链可以与靶RNA结合 B．RISC对靶RNA的切割是通过断开氢键进行的 C．siRNA引发的基因沉默效果不是永久的 D．siRNA将致病基因进行了修正，从而进行基因治疗 （4）由图分析RNA干扰作为基因治疗手段的优点有：________。 （5）有人认为，文中提到的非编码RNA对基因表达的调控过程属于表观遗传现象。你是否认同此观点？请解释原因________。 【答案】（1）rRNA、tRNA （2）发育阶段 （3）BD （4）具有靶向性、不会将外来序列整合进基因组，具有较高的安全性等（合理即可） （5）认同：文中的调控过程均未对基因的碱基序列造成改变，而是改变了基因的表达不认同：教材中的表观遗传只体现了对DNA的修饰，而文中siRNA对基因表达的调控作用于mRNA；且其调控效果并不一定可以遗传 【分析】DNA复制在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链，延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要核糖核苷酸作为原料。 【解析】（1）非编码RNA有多种类型，除了文中提到的lncRNA、siRNA、miRNA和circRNA外，常见的还有rRNA（核糖体RNA，参与构成核糖体，在蛋白质合成中起重要作用）和tRNA（转运RNA，负责转运氨基酸到核糖体参与蛋白质合成）。 （2）文中提到“‘垃圾DNA’的区域，能够以发育阶段特异性或组织特异性的方式转录生成生命调控的重要密码——非编码RNA”以及“HOXD基因对人类胚胎的肢体、脊柱、生殖系统等发育有重要作用，但对成体影响不大”，人体中某个Hot能通过调控组蛋白的甲基化修饰，从而对HOXD基因的表达起抑制作用。说明Hot能以发育阶段特异性的方式转录产生并调控生命活动。 （3）A、siRNA是一种双链短链RNA，其中一条链（向导链）可以与靶RNA结合，A正确； B、从图中及文中可知，RISC对靶RNA的切割是通过特定的核酸内切酶活性，而不是断开氢键进行的，B错误； C、siRNA引起的基因沉默效果不是永久的，当siRNA被降解等情况发生时，基因沉默可能消失，C正确； D、文中明确说RNA干扰已成为基因治疗的新武器，而不是对致病基因进行直接修复，D错误。 故选BD。 （4）从图中及文字信息可知，RNA干扰是通过siRNA的向导链与靶mRNA结合，引导RISC对靶mRNA进行剪切，具有靶向性，只针对特定的靶mRNA起作用，不会将外来序列整合进基因组，所以具有较高的安全性等优点。 （5）认同观点：文中的非编码RNA调控过程均未对基因的碱基序列造成改变，只是通过如Hot调控组蛋白的甲基化修饰影响基因表达，siRNA通过RNA干扰影响基因表达等方式，改变了基因的表达，符合表观遗传的定义（表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化）。 不认同观点：教材中的表观遗传主要体现了对DNA的修饰（如DNA甲基化等），而文中siRNA对基因表达的调控主要是通过RNA-RNA的相互作用进行剪切等，与教材中表观遗传的主要方式有所不同，且其调控效果并不一定可以遗传。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $