专题11 基因的表达(期中真题汇编,江苏专用)高三生物上学期
2026-09-18
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摘要:
**基本信息**
汇编江苏多地高三期中试题,聚焦基因表达调控三大考点,融合miRNA、表观遗传等前沿情境,题型多样且注重能力梯度。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|11题(含多选)|基因表达(非编码RNA调控、转录翻译过程)、表观遗传(组蛋白修饰、DNA甲基化)|结合2024诺贝尔生理学或医学奖(miRNA)、HBV病毒侵染等科技前沿|
|非选择题|4题|综合考查RNA干扰机制、外泌体实验设计、苯丙氨酸代谢途径|设计验证circRNA作用的实验题,体现探究实践与科学思维|
内容正文:
专题11 基因的表达
3大高频考点
1. 基因的表达
2. 基因、蛋白质与性状的关系
3. 表观遗传
考点1 基因的表达
1.(25-26高三上·江苏镇江·期中)细胞中的非编码RNA如lncRNA、miRNA,在基因表达中的部分调控过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.IncRNA和miRNA的合成需要解旋酶和RNA聚合酶的催化
B.IncRNA和miRNA在细胞核内合成,通过胞吐方式运出细胞核
C.成熟的miRNA可直接与mRNA或IncRNA结合,从而调控基因的表达
D.lncRNA调控基因表达的机制之一是在细胞核中与DNA的转录模板链结合
【答案】D
【解析】A、转录过程中需要的酶是RNA聚合酶,不需要解旋酶,,A错误;
B、IncRNA和miRNA在细胞核内合成,通过核孔运出细胞核,B错误;
C、miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白,然后与mRNA或IncRNA结合,从而调控基因的表达,即成熟的miRNA是间接与mRNA或IncRNA结合,从而调控基因的表达,C错误;
D、从图中可以看到,lncRNA 能在细胞核内与 DNA 结合,还能在细胞质中与 mRNA 结合发挥调控作用,D正确。
故选D。
2.(25-26高三上·江苏南通通州·期中)(多选)微小RNA(miRNA)是一类由内源基因编码的具有调控功能的非编码RNA,其合成及发挥调控作用的机理如图,相关叙述错误的是( )
A.过程①需要模板、原料、解旋酶等条件
B.前体miRNA由两条互补配对的单链组成
C.过程③,RISC复合体干扰了核糖体在mRNA上移动,从而导致翻译终止
D.过程④,RISC复合体导致结合的mRNA降解
【答案】AB
【解析】A、过程①为转录,需要模板、原料,不需要解旋酶,双链DNA分子在RNA聚合酶的作用下解开双链,A错误;
B、由题图可知,miRNA 的前体RNA是单条RNA自身回折形成的茎—环结构,并非由两条独立的单链互补配对而成,B错误;
CD、由图可知,RISC复合体会干扰核糖体在mRNA上移动,导致翻译终止,还会导致mRNA被降解,即通过 RISC 复合体抑制或降解靶 mRNA,CD正确。
故选AB。
3.(25-26高三上·江苏明达中学·期中)(多选)2024年诺贝尔生理学或医学奖花落微RNA(miRNA)领域,该成果可用于治疗癌症等疾病。miRNA是一类由内源基因编码的长度约22个核苷酸的非编码单链RNA,主要作用机制是通过与特定靶mRNA结合,实现靶mRNA的降解或抑制其表达。下列叙述错误的有( )
A.可通过miRNA抑制原癌基因或抑癌基因的翻译过程治疗癌症
B.miRNA 通过碱基互补配对的方式与靶mRNA 结合形成局部双链
C.miRNA的合成需要4种游离的碱基作为原料并由ATP提供能量
D.RNA聚合酶参与miRNA的形成,可催化磷酸二酯键和氢键的合成
【答案】ACD
【解析】A、癌症出现的根本原因是原癌基因和抑癌基因突变,导致原癌基因过量表达、抑癌基因表达产物活性减弱或失去活性。若miRNA与抑癌基因的 mRNA结合,抑癌基因不能表达,则可能导致细胞癌变,A错误;
B、miRNA通过与RNA 结合成局部双链发挥作用,结合时遵循碱基互补配对原则,B正确;
C、miRNA是RNA,合成需要4 种游离的核糖核苷酸(含 A、U、C、G 碱基)作为原料,且由 ATP 提供能量,不是以4种游离的碱基作为原料,C错误;
D、RNA聚合酶参与miRNA的转录合成,其功能包括解开DNA双链(断裂氢键)和催化磷酸二酯键形成(连接核苷酸),不能催化氢键的合成,D错误。
故选ACD。
4.(25-26高三上·江苏盐城·期中)下图为某基因编码区部分序列,编码的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……(甲硫氨酸密码子:AUG)。下列相关叙述错误的是( )
A.甲链是转录的模板链,其左侧是3'端,右侧是5'端
B.由图可知,组氨酸的密码子是GUA
C.5号和6号碱基对之间插入一对碱基,可能导致合成的肽链变短
D.9号碱基对发生替换,编码的氨基酸序列可能不变
【答案】B
【解析】A、转录时RNA聚合酶从模板链的3'端向5'端移动,合成RNA,且起始密码子是AUG,模板链的碱基与mRNA的碱基互补配对,相应的转录的模板链上含有TAC,据此可知甲链是转录的模板链,其左侧是3'端,右侧是5'端,A正确;
B、编码的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……(甲硫氨酸密码子:AUG)由图可知,甲链是转录的模板链,其转录出的mRNA上的密码子依次为AUGCAUCCUAAG,因此组氨酸的密码子是CAU,B错误;
C、mRNA上的密码子依次为AUGCAUCCUAAG,当5号和6号碱基对之间插入一对碱基,mRNA上的密码子依次为AUGCA-UCCUAA(无论插入的是哪一对碱基,密码子CA-不可能是终止密码子,但是由图可知终止密码子UAA提前出现),所以合成的肽链变短,C正确;
D、密码子具有简并性,9号碱基对替换后密码子可能编码同一种氨基酸,编码的氨基酸序列不变,D正确。
故选B。
5.(25-26高三上·江苏盐城·期中)DNA中的遗传信息可以通过复制、转录和翻译而流动,下列相关叙述错误的是( )
A.酶A是DNA聚合酶
B.R环中可能存在8种核苷酸
C.过程③中反密码子与终止密码子互补配对是翻译结束的信号
D.过程①②③中均存在氢键的断裂
【答案】C
【解析】A、过程①表示DNA复制,酶A是DNA聚合酶,酶B是解旋酶,A正确;
B、R环中既有DNA又有RNA,可能含有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸,B正确;
C、过程③表示翻译,终止密码子不编码氨基酸,过程③中没有反密码子和终止密码子互补配对,C错误;
D、过程①②③分别为DNA复制、转录和翻译,过程中均存在氢键的断裂,D正确。
故选C。
6.(25-26高三上·江苏宿迁中学·期中)(多选)大肠杆菌中直接编码乳糖分解代谢所需酶类的基因叫结构基因,包括基因lacZ、基因lacY和基因lacA结构基因的上游有3个对结构基因起调控作用的核苷酸序列,其中操纵基因对结构基因起着“开关”的作用,直接控制结构基因的表达;调节基因能够调节操纵基因的状态,从而对“开关”起着控制作用,启动序列为启动子。不同状态下,大肠杆菌中基因的表达情况如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.图中调节基因的①过程发生在细胞核,②过程发生在细胞质
B.阻遏蛋白与操纵基因结合,可阻碍RNA聚合酶与启动子的结合,从而抑制转录
C.无乳糖环境中,乳糖分解代谢所需酶类的基因会表达
D.结构基因表达的产物催化乳糖分解后,会负反馈调节结构基因的表达
【答案】AC
【解析】A、过程①是转录,过程②是翻译,大肠杆菌为原核生物,无细胞核,A错误;
B、阻遏蛋白与操纵基因结合,可阻碍RNA聚合酶与启动序列(启动子)的结合,从而抑制转录,B正确;
C、分析题图可知,如果乳糖与阻遏蛋白结合,使其空间结构改变而失去功能,则结构基因表达,合成乳糖代谢酶,催化乳糖分解,乳糖被分解后(无乳糖环境)又可导致结构基因不表达,即在缺乏乳糖的环境中,乳糖代谢所需酶类的基因不表达,C错误;
D、结构基因表达的产物催化乳糖分解后,乳糖含量下降,对阻遏蛋白的抑制减弱,阻碍蛋白与操纵基因结合,从而抑制结构基因的表达,该过程为负反馈调节,D正确。
故选AC。
7.(25-26高三上·江苏中华中学·期中)(多选)色氨酸合成酶基因的 mRNA 的 5'端有一段调控该基因表达的序列,包含 4 个特殊区段,其中 1 区段富含编码色氨酸的密码子。核糖体在 1 区段移动速度的不同会对色氨酸合成酶基因的表达产生不同影响,作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.色氨酸合成酶基因的表达量与色氨酸的含量呈负相关
B.2 和 4 区段应存在相同或相似的脱氧核苷酸序列
C.此过程发生在原核细胞内,转录模板链的 3'端位于右侧
D.色氨酸不足时核糖体在 1 区段处移动缓慢,导致转录无法进行
【答案】BCD
【解析】A、色氨酸含量会影响色氨酸合成酶基因的转录,色氨酸不足时转录正常进行,色氨酸含量高时转录停止,说明色氨酸合成酶基因的表达量与色氨酸的含量呈负相关,A正确;
B、图中2区段和4区段的序列均能与3区段的序列互补配对,说明2和4区段应存在相同或相似的核糖核苷酸序列,而不是脱氧核苷酸序列,B错误;
C、RNA聚合酶从转录模板链的3'端向5'端移动并催化mRNA合成,图中RNA聚合酶向右移动,说明转录模板链的3'端位于左侧,C错误;
D、据图分析,色氨酸不足时核糖体在1区段处移动缓慢,即翻译缓慢,RNA聚合酶继续移动,转录继续进行,D错误。
故选BCD。
8.(25-26高三上·江苏连云港·期中)下列遗传物质探索实验中相关推测或推论正确的是( )
序号
研究结果
推测或推论
①
注射加热致死的S型肺炎链球菌,小鼠不死亡
S型肺炎链球菌的DNA被破坏
②
DNA酶处理后,S型细菌的细胞提取物失去转化活性
S型细菌的转化因子可能是DNA
③
35S标记噬菌体侵染细菌,35S主要分布于上清液
进入大肠杆菌的是DNA而非蛋白质
④
加入苯丙氨酸、多聚尿嘧啶及必要成分的试管出现了肽链
苯丙氨酸对应的密码子是UUU
⑤
应用X射线技术获得高质量的DNA衍射图谱及相关数据
DNA呈螺旋结构
A.①②③ B.②③④ C.①④⑤ D.②④⑤
【答案】D
【解析】①注射加热致死的S型肺炎链球菌,小鼠不死亡,说明加热致死的S型肺炎链球菌失去了毒性,但不能说明其DNA是否被破坏,①错误;
②用DNA酶处理后,S型细菌的细胞提取物失去转化活性,可推测S型细菌的转化因子可能是DNA,②正确;
③用35S标记噬菌体侵染细菌,35S主要分布于上清液,可推测噬菌体侵染细菌时,只能说明蛋白质没有进入大肠杆菌,但是不能说明DNA是否进入了大肠杆菌,③错误;
④加入苯丙氨酸、多聚尿嘧啶及必要成分的试管出现了肽链,可推测苯丙氨酸对应的密码子是UUU,④正确;
⑤威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得高质量的DNA衍射图谱及相关数据。沃森和克里克主要以该照片的有关数据为基础,推算出DNA呈双螺旋结构,⑤正确;
综上可知,有关推测和推论正确的是②④⑤,D正确,ABC错误。
故选D。
9.(25-26高三上·江苏连云港·期中)(多选)研究人员发现,反义RNA(asRNA)可以在酶的催化下与mRNA形成dsRNA,如图为细胞中的dsRNA优先输出模型。下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞中①和②共同实现了遗传信息的表达
B.①相比②过程特有碱基配对方式有T-A、A-U
C.核转运蛋白对dsRNA表现出更高的结合亲和力
D.dsRNA的形成可能是一种快速调节基因表达以适应环境的机制
【答案】CD
【解析】A、该细胞中①转录和②翻译共同实现了遗传信息的表达,体现了基因对蛋白质合成的控制,A正确;
B、①表示转录,碱基互补配对原则是A-U、T-A、C-G、G-C,②表示翻译,碱基互补配对原则是A-U、U-A、C-G、G-C,①相比②过程特有碱基配对方式有T-A,B错误;
C、结合图示可知,核转运蛋白对dsRNA表现出更高的结合亲和力,因而实现了双链RNA的转运,C正确;
D、dsRNA的形成可能是一种快速调节基因表达以适应环境的机制,该过程中避免了mRNA被降解,有利于基因表达的顺利进行,D正确。
故选ACD。
10.(25-26高三上·江苏徐州·期中)(多选)下图为大肠杆菌在有、无乳糖时,通过乳糖操纵子的调控来合理利用营养物质的示意图。下列相关叙述错误的有( )
A.一个mRNA可以控制多种蛋白质的合成
B.①和②可同时进行且其碱基配对方式不完全相同
C.RNA聚合酶沿着DNA模板链的5′→3′方向移动
D.无乳糖时结构基因表达被抑制,有乳糖时调节基因表达被抑制
【答案】CD
【解析】A、从图中可以看到,结构基因转录形成的一个mRNA上有多个编码区,因此一个mRNA可以控制多种蛋白质的合成,A正确;
B、①是转录过程,②是翻译过程,大肠杆菌是原核生物,没有核膜,转录和翻译可同时进行,转录的碱基配对方式有A-U、T-A、G-C、C-G,翻译的碱基配对方式有A-U、U-A、G-C、C-G,二者碱基配对方式不完全相同,B正确;
C、RNA聚合酶沿着DNA模板链的3'→5'方向移动,催化RNA沿5'→3'方向合成,C错误;
D、无乳糖时,阻遏蛋白与操纵序列结合,结构基因表达被抑制,有乳糖时,乳糖与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能与操纵序列结合,结构基因得以表达,但调节基因始终在表达,并没有被抑制,D错误。
故选CD。
11.(25-26高三上·江苏无锡·期中)关于细胞内遗传信息的复制、转录和翻译,下列叙述错误的是( )
A.都需要消耗引物和能量 B.都遵循碱基互补配对原则
C.都需要蛋白质分子参与 D.都受到精密的时空调控
【答案】A
【解析】A、DNA复制需要引物(如RNA引物),而转录和翻译均不需要引物,但三者均需消耗能量(ATP),A错误;
B、复制(DNA-DNA)、转录(DNA-RNA)、翻译(RNA-蛋白质)均涉及碱基互补配对,如A-T、A-U等,B正确;
C、复制需DNA聚合酶,转录需RNA聚合酶,翻译需核糖体(含蛋白质)和酶,三者均依赖蛋白质参与,C正确;
D、复制发生在S期,转录和翻译在基因表达阶段进行,且场所分别为细胞核(或拟核)、细胞质,受时空精准调控,D正确。
故选A。
12.(25-26高三上·江苏明达中学·期中)细胞中基因的表达过程受到多水平的调控,包括转录前调控、转录调控、翻译调控和翻译后调控等,每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。下图表示几种不同的调控方式,请分析回答:
(1)已分化的B细胞中C、J、D、V等片段编码受体蛋白结构的不同部位,通过如图1所示方式,实现产生不同的受体,基因的这种选择性表达,属于________调控。转录形成的mRNA通过核孔复合体从细胞核转运至细胞质的过程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量;据图2分析当细胞中缺乏氨基酸时,空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)来抑制基因的表达过程,属于____________调控。
(2)已知图2中过程①产生的mRNA链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的46%,该mRNA链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占26%、19%,则该mRNA对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)RNA介导的基因沉默即RNA干扰(RNAi)是当前生物学研究的热点。RNAi主要是对mRNA进行干扰,起作用的有miRNA和siRNA,作用机制如图3。其中宿主通过siRNA的作用降解病毒基因组RNA的过程又称为“RNAi免疫途径”。
图3
①图3miRNA基因的基本单位为________________,“RNAi免疫途径”中,过程④为________过程。RISC复合体需要分子向导siRNA和AGO2蛋白协调发挥功能,siRNA作为分子向导,可通过____________原则,靶向结合病毒基因组;而AGO2蛋白利用自身的RNA酶活性将病毒基因组RNA降解为核苷酸碎片。病毒为了加强侵染效率,病毒蛋白可以和dsRNA和siRNA相结合。由图分析,病毒蛋白抑制“RNAi免疫途径”的机制是________。
②研究发现,RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的,这________(填“属于”或“不属于”)表观遗传,理由是________。
【答案】(1) 转录前 需要 转录、翻译
(2)27.5%
(3) 脱氧核糖核苷酸 RNA复制 碱基互补配对 RNA病毒蛋白与Dicer酶和AGO2蛋白竞争结合位点,分别阻止siRNA的产生和RISC的装配 属于 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
【解析】转录是在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
(1)基因的选择性表达中,通过DNA选择性重排实现产生不同受体,这属于转录前调控。转录形成的mRNA通过核孔复合体从细胞核转运至细胞质的过程需要消耗能量;当细胞中缺乏氨基酸时,空载tRNA来抑制基因的表达过程,而表达包括转录和翻译,所以属于转录、翻译调控。
(2)已知过程①产生的mRNA链中鸟嘌呤(G)与尿嘧啶(U)之和占碱基总数的46%,该mRNA链中G占26%,则U占46%-26%=20%,其模板链中C占26%,A占20%,又因为模板链中G占19%,所以模板链中T占1-26%-19%-20%=35%,根据DNA双链中A与T配对,该mRNA对应的DNA区段中腺嘌呤(A)所占的碱基比例为(20%+35%)÷ 2=27.5%。
(3)①miRNA基因是具有遗传效应的DNA片段,其基本单位为脱氧核糖核苷酸,“RNAi免疫途径”中,过程④由单链RNA变为双链RNA,为RNA复制过程。RISC复合体中siRNA作为分子向导,可通过碱基互补配对原则,靶向结合病毒基因组;AGO2蛋白将病毒基因组RNA降解为核苷酸碎片说明有RNA(水解)酶的作用。为了加强病毒的侵染效率,病毒蛋白可以和dsRNA和siRNA相结合。由图分析,RNA病毒蛋白与Dicer酶和AGO2蛋白竞争结合位点,分别阻止siRNA的产生和RISC的装配,不能装配形成RISC复合体,抑制“RNAi免疫途径”。
②表观遗传是指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,RNA介导的基因沉默由RNA介导且可遗传,但未改变DNA序列,属于表观遗传。
13.(25-26高三上·江苏扬州·期中)多种细胞能分泌纳米级囊泡——外泌体,其内部包裹蛋白质、脂质、核酸等多种分子。外泌体可参与细胞间通讯。
(1)图1为外泌体形成的部分示意图,主要通过内吞形成早期内体,内体膜向内出芽形成多泡体,在内质网、高尔基体等的参与下,最终多泡体与_______ 融合并将其中的囊泡释放至胞外形成外泌体,外泌体膜的基本骨架为______。多泡体的锚定和运输离不开________ 的支撑和多种蛋白质的精密调控。
(2)图2展示了circRNA(环状RNA)在胃癌细胞中发挥作用的分子机制。据图分析,circRNA可作为分子海绵,吸附_________,促进了__________ 的合成,最终促进了肿瘤血管的生成。
(3)为验证促进血管生成的作用依赖于外泌体中的circRNA,完成相关实验设计。
实验目的
简要操作步骤及结果分析
外泌体的提取
采用________法获得外泌体:将胃癌细胞悬液离心后取________(填“上清液”或“沉淀”),提高转速,将其第二次离心,取_________(填“上清液”或“沉淀”)。
分组实验
实验设A、B、C三组,A组为HUVECs细胞培养液中添加适量缓冲液;B组为_________;C组为HUVECs细胞培养液中添加等量的外泌体悬液和circRNA抑制剂。
结果分析
细胞水平检测可知,_________组促进血管生成作用显著;除此之外,还可以进行分子水平的检测,如检测__________的含量。
注:HUVECs为某种干细胞,可分化为血管内皮细胞。
(4)利用外泌体在细胞间传递信息分子的特性,科学家尝试将其改造为“生物导弹”用于癌症治疗。这种疗法相比传统化疗的显著优势是_______(写出一点即可)。通过分离外泌体,可进行某些疾病的检测,相对于利用组织样本检测诊断,利用尿液中外泌体进行诊断的优点有________。
【答案】(1) 细胞膜 磷脂双分子层 细胞骨架
(2) miRNA H蛋白
(3) 差速离心 上清液 沉淀 HUVECs细胞培养液中添加等量的外泌体悬液 B VEGF蛋白
(4) 靶向性强、副作用小 无创、易获取、来源广泛,可实时动态监测疾病进程
【解析】空白对照:对照组不施加任何自变量(仅加基础条件); 自身对照:同一实验对象自身前后 / 不同部位对比;相互对照:各组均为实验组,相互之间形成对照。
(1)多泡体最终需与细胞膜融合,才能将内部囊泡释放到细胞外形成外泌体。所有生物膜(包括外泌体膜)的基本骨架都是磷脂双分子层。细胞骨架具有支撑细胞形态、维持细胞结构稳定,以及为细胞器的锚定和运输提供轨道的作用,多泡体的运输依赖细胞骨架。
(2)从图2可知,circRNA可吸附miRNA,避免miRNA对H基因mRNA的抑制。miRNA被吸附后,H基因mRNA能正常翻译,促进H蛋白合成,进而促进VEGF蛋白合成,最终推动肿瘤血管生成。
(3)外泌体提取:外泌体常用差速离心法分离,利用不同转速分离不同大小的颗粒。第一次离心可去除细胞碎片等大颗粒,取上清液;提高转速后,外泌体因密度较大会沉淀,故第二次离心取沉淀。 分组实验 :实验遵循单一变量和对照原则,A组为空白对照(缓冲液),B组为实验组(含circRNA的外泌体悬液),C组为实验组的对照(外泌体悬液+circRNA抑制剂),三组添加量需等量。 结果分析:B组含正常外泌体(有circRNA),能促进血管生成,作用显著;C组circRNA被抑制,作用减弱;A组无促进作用。 分子水平:核心目标分子是VEGF蛋白,可通过检测其含量验证实验效果。
(4)传统化疗靶向性差,易损伤正常细胞;外泌体可改造为“生物导弹”,精准携带药物靶向癌细胞,故靶向性强、副作用小。尿液样本获取无需创伤,操作简便、来源广泛,且可多次采集,实现对疾病进程的实时动态监测,相比组织样本检测更具实用性。
14.(25-26高三上·江苏无锡·期中)乙型肝炎病毒(HBV)的DNA是由两条长度不等的互补链组成的部分双链环状结构,在病毒颗粒内以松弛环状(rcDNA)形式存在。侵染细胞后,rcDNA转变为闭环DNA(cccDNA),cccDNA可以整合到宿主细胞的DNA中。下图为HBV侵染肝细胞的过程示意图,①~⑧表示相关生理过程。请回答下列问题:
(1)过程②、过程④分别称为___________、___________,直接参与过程③的物质与结构有___________ (填字母编号)。
a.病毒的RNA b.病毒的RNA聚合酶 c.病毒的核糖体 d.肝细胞的tRNA e.肝细胞的核糖核苷酸
(2)cccDNA分子中含有___________个游离的磷酸基;若HBV衣壳蛋白基因编码链的部分序列为5'-GGACTGATT-3',则过程②获得的相应RNA对应区段的序列为___________(按5'→3'书写)。
(3)HBV增殖时pol酶与RNA结合,在病毒衣壳内经过④、⑤、⑥最终完成HBV遗传物质的复制。过程⑤、⑥分别体现了pol酶具有___________酶和___________酶的活性。
(4)富马酸替诺福韦是腺嘌呤脱氧核苷酸的类似物,可以被pol酶识别并掺入到病毒DNA链中,从而阻止病毒增殖。据此推测,富马酸替诺福韦可抑制HBV增殖的___________(填图中序号)过程。
(5)为验证NTCP蛋白在HBV侵染肝细胞过程中的作用,科学家将一种可直接与NTCP基因的mRNA结合的siRNA加入可被HBV侵染的人类肝脏细胞中(如图1),检测HBV侵染前细胞中NTCP mRNA量和HBV侵染细胞一段时间后HBV的RNA量,结果如图2。
①实验中加入siRNA的目的是___________,甲组应加入___________(填字母编号)。
a.蒸馏水 b.抵抗HBV侵染的人类肝脏细胞
c.易被HBV侵染的人类肝脏细胞 d.HBV病毒
e.与NTCP mRNA互补结合的siRNA f.不与NTCP mRNA互补结合的siRNA
②实验结果表明NTCP在HBV感染肝细胞过程中发挥关键作用,理由是___________。
【答案】(1) 转录 逆转录 ad
(2) 0 5'-GGACUGAUU-3'
(3) RNA水解酶 DNA聚合酶
(4)①④⑥
(5) 与NTCP mRNA结合后抑制翻译 cdf 乙组的NTCP的mRNA含量和HBV的RNA含量均明显低于甲组,siRNA抑制NTCP表达时HBV的感染率降低
【解析】病毒是非细胞生物,只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体;根据遗传物质来分,分为DNA病毒和RNA病毒;病毒由核酸和蛋白质组成。
(1)过程②:从 cccDNA(DNA)到 RNA,属于转录。 过程④:pol 酶与 RNA 结合,在病毒衣壳内合成 DNA,属于逆转录。过程③(翻译)的直接参与者: 模板(a. 病毒的 RNA); 运输工具(d. 肝细胞的 tRNA(宿主细胞的 tRNA 参与氨基酸转运))。 因此,直接参与的物质与结构为ad。
(2)cccDNA 是闭环 DNA,无游离磷酸基,故为0。 转录时 RNA 与 DNA 编码链(5’-GGACTGATT-3’)碱基互补(T→U),方向 5’→3’,故 RNA 序列为5’-GGACUGAUU-3’。
(3)结合题图可知,HBV扩增时pol酶与mRNA结合,在病毒衣壳内先进行逆转录(过程④),再通过过程⑤、⑥最终合成 HBV 的遗传物质,⑤、⑥分别体现了 pol酶具有RNA 水解酶(催化RNA水解)、DNA 聚合酶(催化DNA子链形成)的功能。
(4)富马酸替诺福韦是腺嘌呤脱氧核苷酸的类似物,可以被pol酶识别并掺入到病毒DNA链中,进而影响DNA的功能,而图示①、④和⑥过程均需要DNA的作用,因此富马酸替诺福韦抑制HBV增殖的过程中的①、④和⑥。
(5)①加入 siRNA 的目的:siRNA 与 NTCP 的 mRNA 结合,阻止其翻译。 甲组(对照组)应加入f 不与 NTCP mRNA 互补结合的 siRNA(排除 siRNA 本身的干扰)其他与实验组相同,故选cdf。
②实验结论:乙组的NTCP的mRNA含量和HBV的RNA含量均明显低于甲组,siRNA抑制NTCP表达时HBV的感染率降低。
考点2 基因、蛋白质与性状的关系
1.(25-26高三上·江苏无锡·期中)(多选)下图是人体内苯丙氨酸的代谢途径。肝脏中某些酶缺陷会导致苯丙氨酸无法正常代谢,苯丙氨酸或苯丙酮酸在体内异常蓄积引发苯丙酮尿症。相关叙述正确的( )
A.编码酶①的基因突变可导致苯丙酮尿症
B.苯丙酮尿症患者的肤色或发色可能比正常人浅
C.口服参与上述代谢途径的酶可以缓解患者的症状
D.苯丙酮尿症患者的神经机能可能存在异常
【答案】ABD
【解析】A、编码酶①的基因突变可导致苯丙氨酸不能正常代谢为酪氨酸,而导致更多的苯丙氨酸转化苯丙酮酸,进而引发苯丙酮尿症,A正确;
B、由图可知,苯丙酮尿症影响患者体内正常合成黑色素的途径,故肤色或发色可能比正常人浅,B正确;
C、酶的本质是蛋白质,口服会在口腔或消化道中被分解,因此不能口服参与上述代谢途径的酶缓解患者的症状,C错误;
D、由图可知,苯丙酮尿症会影响患者体内的多巴胺含量,因此患者的神经机能可能存在异常,D正确。
故选ABD。
考点3 表观遗传
1.(25-26高三上·江苏启东·期中)组蛋白发生乙酰化修饰后,导致染色质的结构变得松散而使DNA暴露出来,从而调控基因表达。下列分析错误的是( )
A.抑癌基因区域的组蛋白乙酰化可减缓细胞癌变
B.在神经细胞中,控制呼吸酶合成的基因与组蛋白的紧密程度高于抗体基因
C.组蛋白乙酰化不会改变基因的核苷酸序列
D.组蛋白乙酰化会影响生物性状,属于表观遗传
【答案】B
【解析】A、抑癌基因区域的组蛋白乙酰化会促进该基因表达,从而抑制细胞异常增殖,减缓癌变,A正确;
B、神经细胞中呼吸酶基因持续表达(结构松散,组蛋白结合程度低),而抗体基因不表达(结构紧密,组蛋白结合程度高),因此呼吸酶基因的组蛋白结合程度应低于抗体基因,B错误;
C、组蛋白乙酰化属于表观遗传修饰,不改变DNA的碱基序列,C正确;
D、表观遗传通过调控基因表达影响性状,且不涉及DNA序列变化,组蛋白乙酰化符合此特征,D正确。
故选B。
2.(25-26高三上·江苏明达中学·期中)表观遗传调控在诸如阿尔茨海默症等疾病中起重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A.表观遗传是一种可遗传但不可逆的生化过程
B.靶向调节相关基因的甲基化水平可治疗阿尔茨海默症
C.组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰也是表观遗传调控的方式
D.表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老等生命历程中
【答案】A
【解析】表观遗传是指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型却发生了改变,如DNA的甲基化。
A、DNA甲基化后可去甲基化,故表观遗传的改变是可逆的,A错误;
B、靶向调节相关基因的甲基化水平,调节神经细胞凋亡,可用于治疗阿尔茨海默病,B正确;
C、除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达,属于表观遗传调控的方式,C正确;
D、表观遗传现象在生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中普遍存在,表观遗传机制在特定的时间通过调控特定基因的表达而影响细胞分裂、分化以及代谢等生命活动,D正确。
故选A。
3.(25-26高三上·江苏明达中学·期中)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白,需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是( )
A.组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型
B.具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程
C.编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,可影响翻译的准确度和效率
D.组蛋白乙酰化发生在翻译后,是基因表达调控的结果,也会影响基因的表达
【答案】C
【解析】表观遗传是指生物体的碱基序列保持不变,但基因的表达和表型发生了可遗传变化的现象,即基因型未发生变化而表型却发生了改变,如DNA的甲基化、构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。
A、组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列,但能降低染色质的紧密程度,从而促进基因的表达,可影响个体表型,A正确;
B、具有生物活性的tRNA的形成,需要DNA转录,还需要转录后加工形成三叶草结构,B正确;
C、编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,会影响翻译效率,但不会影响翻译的准确度,C错误;
D、组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后,是基因表达调控的结果,也会影响基因的表达,D正确。
故选C。
4.(25-26高三上·江苏盐城·期中)小鼠常染色体上的A基因控制个体正常发育,a基因使小鼠个体矮小,这对基因在形成精子时发生甲基化。基因型为AA的雄鼠和基因型为aa的雌鼠生出子代全为矮小。据图,下列相关叙述错误的是( )
A.A基因的甲基化是可逆的
B.后代小鼠表现为矮小的原因是A基因发生了甲基化影响表达
C.后代矮小小鼠相互交配,能生出基因型为AA的矮小小鼠
D.染色体的组蛋白修饰也可以导致表观遗传
【答案】C
【解析】A、从图中能看到,A基因在精子形成时发生甲基化,而在子代的性腺中A基因的甲基化消失,而在子代再次形成精子时A基因又被甲基化,所以A基因的甲基化是可逆的,A正确;
B、基因型为AA的雄鼠和基因型为aa的雌鼠生出的子代的基因型是Aa,但表型全部为矮小,由于A基因控制个体正常发育,a基因使小鼠个体矮小,说明A基因发生了甲基化影响表达,其控制的性状未表现出来,所以子代小鼠全部表现为矮小,B正确;
C、由图可知,在Aa个体的体细胞中会显示出基因的甲基化,从而改变生物的表型,但若在性腺中,这对基因在精子的形成过程中都会被甲基化。若后代矮小小鼠相互交配,Aa的雌性个体产生两个正常的卵子,分别是A和a,而Aa的雄性个体产生两个被甲基化的精子,分别是A(甲基化)和a(甲基化),精卵随机结合后,产生的后代基因型AA(一个A甲基化)、Aa(a甲基化)、Aa(A甲基化)和aa(一个a甲基化),表型分别为正常、正常、矮小和矮小,所以生不出基因型为AA的矮小小鼠,C错误;
D、DNA的甲基化,染色体的组蛋白修饰都可以在不改变生物体基因序列的前提下,导致生物体的基因表达和表型发生可遗传变化,D正确。
故选C。
5.(25-26高三上·江苏苏州·期中)异染色质是染色质上的致密浓缩区域,其高螺旋状态可向邻近区段延伸。科学家对果蝇诱变处理时,发现有的果蝇眼色会表现为红白交错的花斑状,原理如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.眼色基因的遗传信息发生了改变
B.出现花斑状是因为发生了染色体易位
C.染色质聚缩状态的改变,会影响基因的表达
D.眼色基因位置变化后,转录的模板链也随之改变
【答案】C
【解析】A、由图可知,眼色基因的遗传信息未发生改变(无碱基序列的变化),只是位置和染色质状态改变,A错误;
B、花斑状表现是因为异染色质的螺旋状态延伸影响了眼色基因的表达,并非染色体易位,B错误;
C、异染色质高螺旋状态会向邻近部位扩展,使基因转录受抑制,影响基因的表达,C正确;
D、眼色基因位置变化后,转录的模板链没有改变,D错误。
故选C。
6.(25-26高三上·江苏扬州·期中)下图表示组蛋白乙酰化使染色质结构开放,促进了基因表达;反之则抑制表达。下列叙述错误的是( )
A.a、b过程互为可逆反应
B.c过程中存在氢键的断裂和形成
C.d过程中存在U - A、G - C的碱基配对方式
D.组蛋白乙酰化有利于RNA聚合酶、转录因子与DNA结合
【答案】A
【解析】A、可逆反应的前提是 “相同条件下,正、逆反应同时进行”,但组蛋白乙酰化(a)和去乙酰化(b)的酶、反应条件都不同(乙酰化需要乙酰化酶,去乙酰化需要去乙酰化酶),因此不是可逆反应,A错误;
B、c是转录过程,该过程中,RNA聚合酶结合DNA时,会解开 DNA 双链(断裂氢键);合成 mRNA 时,核糖核苷酸与DNA模板链碱基配对(A-U、T-A、G-C),会形成新的氢键,B正确;
C、d是翻译过程,该过程以mRNA为模板,tRNA的反密码子与mRNA的密码子配对,配对方式包括U-A(tRNA 的U对应 mRNA 的 A)、G-C(tRNA 的G对应 mRNA 的 C),C正确;
D、题干明确 “组蛋白乙酰化使染色质结构开放”,染色质结构开放后,DNA更易被 RNA 聚合酶、转录因子识别并结合,从而促进基因表达,D正确。
故选A。
7.(25-26高三上·江苏宿迁中学·期中)生物的性别决定与多种因素有关。海龟的性别由性别决定基因决定,且这些基因受去甲基化酶基因Kdm6b表达产物的调控。去甲基化酶基因Kdm6b表达过程在性腺分化前受温度影响,低温时该基因活跃,导致胚胎发育成雄性;而高温条件下Kdm6b基因几乎不表达,使得胚胎发育成雌性。下列叙述错误的是( )
A.温度的高低影响海龟性别属于表观遗传调控
B.海龟可通过DNA碱基序列决定下一代的某些性状
C.海龟可通过DNA序列以外的方式影响下一代的性别
D.低温时基因Kdm6b表达产物使性别决定基因不易被转录
【答案】D
【解析】A、表观遗传指基因表达发生可遗传变化但不涉及DNA序列改变,温度通过调控Kdm6b的表达影响甲基化状态,属于表观遗传调控,A正确;
B、性别决定基因通过DNA碱基序列遗传给后代,决定性状,B正确;
C、温度通过影响Kdm6b的表达(非DNA序列变化)调控性别,属于DNA序列以外的方式,C正确;
D、Kdm6b表达产物为去甲基化酶,低温时该酶活性高,会去除甲基使性别决定基因更易被转录,而非“不易被转录”,D错误。
故选D。
试卷第1页,共3页
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专题11 基因的表达
考点1 基因的表达
1.【答案】D
2.【答案】AB
3.【答案】ACD
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】AC
7.【答案】BCD
8.【答案】D
9.【答案】CD
10.【答案】CD
11.【答案】A
12.【答案】(1) 转录前 需要 转录、翻译
(2)27.5%
(3) 脱氧核糖核苷酸 RNA复制 碱基互补配对 RNA病毒蛋白与Dicer酶和AGO2蛋白竞争结合位点,分别阻止siRNA的产生和RISC的装配 属于 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
13.【答案】(1) 细胞膜 磷脂双分子层 细胞骨架
(2) miRNA H蛋白
(3) 差速离心 上清液 沉淀 HUVECs细胞培养液中添加等量的外泌体悬液 B VEGF蛋白
(4) 靶向性强、副作用小 无创、易获取、来源广泛,可实时动态监测疾病进程
14.【答案】(1) 转录 逆转录 ad
(2) 0 5'-GGACUGAUU-3'
(3) RNA水解酶 DNA聚合酶
(4)①④⑥
(5) 与NTCP mRNA结合后抑制翻译 cdf 乙组的NTCP的mRNA含量和HBV的RNA含量均明显低于甲组,siRNA抑制NTCP表达时HBV的感染率降低
考点2 基因、蛋白质与性状的关系
1.【答案】ABD
考点3 表观遗传
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】A
7.【答案】D
试卷第1页,共3页
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专题11 基因的表达
3大高频考点
1. 基因的表达
2. 基因、蛋白质与性状的关系
3. 表观遗传
考点1 基因的表达
1.(25-26高三上·江苏镇江·期中)细胞中的非编码RNA如lncRNA、miRNA,在基因表达中的部分调控过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.IncRNA和miRNA的合成需要解旋酶和RNA聚合酶的催化
B.IncRNA和miRNA在细胞核内合成,通过胞吐方式运出细胞核
C.成熟的miRNA可直接与mRNA或IncRNA结合,从而调控基因的表达
D.lncRNA调控基因表达的机制之一是在细胞核中与DNA的转录模板链结合
2.(25-26高三上·江苏南通通州·期中)(多选)微小RNA(miRNA)是一类由内源基因编码的具有调控功能的非编码RNA,其合成及发挥调控作用的机理如图,相关叙述错误的是( )
A.过程①需要模板、原料、解旋酶等条件
B.前体miRNA由两条互补配对的单链组成
C.过程③,RISC复合体干扰了核糖体在mRNA上移动,从而导致翻译终止
D.过程④,RISC复合体导致结合的mRNA降解
3.(25-26高三上·江苏明达中学·期中)(多选)2024年诺贝尔生理学或医学奖花落微RNA(miRNA)领域,该成果可用于治疗癌症等疾病。miRNA是一类由内源基因编码的长度约22个核苷酸的非编码单链RNA,主要作用机制是通过与特定靶mRNA结合,实现靶mRNA的降解或抑制其表达。下列叙述错误的有( )
A.可通过miRNA抑制原癌基因或抑癌基因的翻译过程治疗癌症
B.miRNA 通过碱基互补配对的方式与靶mRNA 结合形成局部双链
C.miRNA的合成需要4种游离的碱基作为原料并由ATP提供能量
D.RNA聚合酶参与miRNA的形成,可催化磷酸二酯键和氢键的合成
4.(25-26高三上·江苏盐城·期中)下图为某基因编码区部分序列,编码的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……(甲硫氨酸密码子:AUG)。下列相关叙述错误的是( )
A.甲链是转录的模板链,其左侧是3'端,右侧是5'端
B.由图可知,组氨酸的密码子是GUA
C.5号和6号碱基对之间插入一对碱基,可能导致合成的肽链变短
D.9号碱基对发生替换,编码的氨基酸序列可能不变
5.(25-26高三上·江苏盐城·期中)DNA中的遗传信息可以通过复制、转录和翻译而流动,下列相关叙述错误的是( )
A.酶A是DNA聚合酶
B.R环中可能存在8种核苷酸
C.过程③中反密码子与终止密码子互补配对是翻译结束的信号
D.过程①②③中均存在氢键的断裂
6.(25-26高三上·江苏宿迁中学·期中)(多选)大肠杆菌中直接编码乳糖分解代谢所需酶类的基因叫结构基因,包括基因lacZ、基因lacY和基因lacA结构基因的上游有3个对结构基因起调控作用的核苷酸序列,其中操纵基因对结构基因起着“开关”的作用,直接控制结构基因的表达;调节基因能够调节操纵基因的状态,从而对“开关”起着控制作用,启动序列为启动子。不同状态下,大肠杆菌中基因的表达情况如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.图中调节基因的①过程发生在细胞核,②过程发生在细胞质
B.阻遏蛋白与操纵基因结合,可阻碍RNA聚合酶与启动子的结合,从而抑制转录
C.无乳糖环境中,乳糖分解代谢所需酶类的基因会表达
D.结构基因表达的产物催化乳糖分解后,会负反馈调节结构基因的表达
7.(25-26高三上·江苏中华中学·期中)(多选)色氨酸合成酶基因的 mRNA 的 5'端有一段调控该基因表达的序列,包含 4 个特殊区段,其中 1 区段富含编码色氨酸的密码子。核糖体在 1 区段移动速度的不同会对色氨酸合成酶基因的表达产生不同影响,作用机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.色氨酸合成酶基因的表达量与色氨酸的含量呈负相关
B.2 和 4 区段应存在相同或相似的脱氧核苷酸序列
C.此过程发生在原核细胞内,转录模板链的 3'端位于右侧
D.色氨酸不足时核糖体在 1 区段处移动缓慢,导致转录无法进行
8.(25-26高三上·江苏连云港·期中)下列遗传物质探索实验中相关推测或推论正确的是( )
序号
研究结果
推测或推论
①
注射加热致死的S型肺炎链球菌,小鼠不死亡
S型肺炎链球菌的DNA被破坏
②
DNA酶处理后,S型细菌的细胞提取物失去转化活性
S型细菌的转化因子可能是DNA
③
35S标记噬菌体侵染细菌,35S主要分布于上清液
进入大肠杆菌的是DNA而非蛋白质
④
加入苯丙氨酸、多聚尿嘧啶及必要成分的试管出现了肽链
苯丙氨酸对应的密码子是UUU
⑤
应用X射线技术获得高质量的DNA衍射图谱及相关数据
DNA呈螺旋结构
A.①②③ B.②③④ C.①④⑤ D.②④⑤
9.(25-26高三上·江苏连云港·期中)(多选)研究人员发现,反义RNA(asRNA)可以在酶的催化下与mRNA形成dsRNA,如图为细胞中的dsRNA优先输出模型。下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞中①和②共同实现了遗传信息的表达
B.①相比②过程特有碱基配对方式有T-A、A-U
C.核转运蛋白对dsRNA表现出更高的结合亲和力
D.dsRNA的形成可能是一种快速调节基因表达以适应环境的机制
10.(25-26高三上·江苏徐州·期中)(多选)下图为大肠杆菌在有、无乳糖时,通过乳糖操纵子的调控来合理利用营养物质的示意图。下列相关叙述错误的有( )
A.一个mRNA可以控制多种蛋白质的合成
B.①和②可同时进行且其碱基配对方式不完全相同
C.RNA聚合酶沿着DNA模板链的5′→3′方向移动
D.无乳糖时结构基因表达被抑制,有乳糖时调节基因表达被抑制
11.(25-26高三上·江苏无锡·期中)关于细胞内遗传信息的复制、转录和翻译,下列叙述错误的是( )
A.都需要消耗引物和能量 B.都遵循碱基互补配对原则
C.都需要蛋白质分子参与 D.都受到精密的时空调控
12.(25-26高三上·江苏明达中学·期中)细胞中基因的表达过程受到多水平的调控,包括转录前调控、转录调控、翻译调控和翻译后调控等,每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。下图表示几种不同的调控方式,请分析回答:
(1)已分化的B细胞中C、J、D、V等片段编码受体蛋白结构的不同部位,通过如图1所示方式,实现产生不同的受体,基因的这种选择性表达,属于________调控。转录形成的mRNA通过核孔复合体从细胞核转运至细胞质的过程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量;据图2分析当细胞中缺乏氨基酸时,空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)来抑制基因的表达过程,属于____________调控。
(2)已知图2中过程①产生的mRNA链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的46%,该mRNA链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占26%、19%,则该mRNA对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)RNA介导的基因沉默即RNA干扰(RNAi)是当前生物学研究的热点。RNAi主要是对mRNA进行干扰,起作用的有miRNA和siRNA,作用机制如图3。其中宿主通过siRNA的作用降解病毒基因组RNA的过程又称为“RNAi免疫途径”。
图3
①图3miRNA基因的基本单位为________________,“RNAi免疫途径”中,过程④为________过程。RISC复合体需要分子向导siRNA和AGO2蛋白协调发挥功能,siRNA作为分子向导,可通过____________原则,靶向结合病毒基因组;而AGO2蛋白利用自身的RNA酶活性将病毒基因组RNA降解为核苷酸碎片。病毒为了加强侵染效率,病毒蛋白可以和dsRNA和siRNA相结合。由图分析,病毒蛋白抑制“RNAi免疫途径”的机制是________。
②研究发现,RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的,这________(填“属于”或“不属于”)表观遗传,理由是________。
13.(25-26高三上·江苏扬州·期中)多种细胞能分泌纳米级囊泡——外泌体,其内部包裹蛋白质、脂质、核酸等多种分子。外泌体可参与细胞间通讯。
(1)图1为外泌体形成的部分示意图,主要通过内吞形成早期内体,内体膜向内出芽形成多泡体,在内质网、高尔基体等的参与下,最终多泡体与_______ 融合并将其中的囊泡释放至胞外形成外泌体,外泌体膜的基本骨架为______。多泡体的锚定和运输离不开________ 的支撑和多种蛋白质的精密调控。
(2)图2展示了circRNA(环状RNA)在胃癌细胞中发挥作用的分子机制。据图分析,circRNA可作为分子海绵,吸附_________,促进了__________ 的合成,最终促进了肿瘤血管的生成。
(3)为验证促进血管生成的作用依赖于外泌体中的circRNA,完成相关实验设计。
实验目的
简要操作步骤及结果分析
外泌体的提取
采用________法获得外泌体:将胃癌细胞悬液离心后取________(填“上清液”或“沉淀”),提高转速,将其第二次离心,取_________(填“上清液”或“沉淀”)。
分组实验
实验设A、B、C三组,A组为HUVECs细胞培养液中添加适量缓冲液;B组为_________;C组为HUVECs细胞培养液中添加等量的外泌体悬液和circRNA抑制剂。
结果分析
细胞水平检测可知,_________组促进血管生成作用显著;除此之外,还可以进行分子水平的检测,如检测__________的含量。
注:HUVECs为某种干细胞,可分化为血管内皮细胞。
(4)利用外泌体在细胞间传递信息分子的特性,科学家尝试将其改造为“生物导弹”用于癌症治疗。这种疗法相比传统化疗的显著优势是_______(写出一点即可)。通过分离外泌体,可进行某些疾病的检测,相对于利用组织样本检测诊断,利用尿液中外泌体进行诊断的优点有________。
14.(25-26高三上·江苏无锡·期中)乙型肝炎病毒(HBV)的DNA是由两条长度不等的互补链组成的部分双链环状结构,在病毒颗粒内以松弛环状(rcDNA)形式存在。侵染细胞后,rcDNA转变为闭环DNA(cccDNA),cccDNA可以整合到宿主细胞的DNA中。下图为HBV侵染肝细胞的过程示意图,①~⑧表示相关生理过程。请回答下列问题:
(1)过程②、过程④分别称为___________、___________,直接参与过程③的物质与结构有___________ (填字母编号)。
a.病毒的RNA b.病毒的RNA聚合酶 c.病毒的核糖体 d.肝细胞的tRNA e.肝细胞的核糖核苷酸
(2)cccDNA分子中含有___________个游离的磷酸基;若HBV衣壳蛋白基因编码链的部分序列为5'-GGACTGATT-3',则过程②获得的相应RNA对应区段的序列为___________(按5'→3'书写)。
(3)HBV增殖时pol酶与RNA结合,在病毒衣壳内经过④、⑤、⑥最终完成HBV遗传物质的复制。过程⑤、⑥分别体现了pol酶具有___________酶和___________酶的活性。
(4)富马酸替诺福韦是腺嘌呤脱氧核苷酸的类似物,可以被pol酶识别并掺入到病毒DNA链中,从而阻止病毒增殖。据此推测,富马酸替诺福韦可抑制HBV增殖的___________(填图中序号)过程。
(5)为验证NTCP蛋白在HBV侵染肝细胞过程中的作用,科学家将一种可直接与NTCP基因的mRNA结合的siRNA加入可被HBV侵染的人类肝脏细胞中(如图1),检测HBV侵染前细胞中NTCP mRNA量和HBV侵染细胞一段时间后HBV的RNA量,结果如图2。
①实验中加入siRNA的目的是___________,甲组应加入___________(填字母编号)。
a.蒸馏水 b.抵抗HBV侵染的人类肝脏细胞
c.易被HBV侵染的人类肝脏细胞 d.HBV病毒
e.与NTCP mRNA互补结合的siRNA f.不与NTCP mRNA互补结合的siRNA
②实验结果表明NTCP在HBV感染肝细胞过程中发挥关键作用,理由是___________。
考点2 基因、蛋白质与性状的关系
1.(25-26高三上·江苏无锡·期中)(多选)下图是人体内苯丙氨酸的代谢途径。肝脏中某些酶缺陷会导致苯丙氨酸无法正常代谢,苯丙氨酸或苯丙酮酸在体内异常蓄积引发苯丙酮尿症。相关叙述正确的( )
A.编码酶①的基因突变可导致苯丙酮尿症
B.苯丙酮尿症患者的肤色或发色可能比正常人浅
C.口服参与上述代谢途径的酶可以缓解患者的症状
D.苯丙酮尿症患者的神经机能可能存在异常
考点3 表观遗传
1.(25-26高三上·江苏启东·期中)组蛋白发生乙酰化修饰后,导致染色质的结构变得松散而使DNA暴露出来,从而调控基因表达。下列分析错误的是( )
A.抑癌基因区域的组蛋白乙酰化可减缓细胞癌变
B.在神经细胞中,控制呼吸酶合成的基因与组蛋白的紧密程度高于抗体基因
C.组蛋白乙酰化不会改变基因的核苷酸序列
D.组蛋白乙酰化会影响生物性状,属于表观遗传
2.(25-26高三上·江苏明达中学·期中)表观遗传调控在诸如阿尔茨海默症等疾病中起重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A.表观遗传是一种可遗传但不可逆的生化过程
B.靶向调节相关基因的甲基化水平可治疗阿尔茨海默症
C.组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰也是表观遗传调控的方式
D.表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老等生命历程中
3.(25-26高三上·江苏明达中学·期中)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白,需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是( )
A.组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型
B.具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程
C.编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,可影响翻译的准确度和效率
D.组蛋白乙酰化发生在翻译后,是基因表达调控的结果,也会影响基因的表达
4.(25-26高三上·江苏盐城·期中)小鼠常染色体上的A基因控制个体正常发育,a基因使小鼠个体矮小,这对基因在形成精子时发生甲基化。基因型为AA的雄鼠和基因型为aa的雌鼠生出子代全为矮小。据图,下列相关叙述错误的是( )
A.A基因的甲基化是可逆的
B.后代小鼠表现为矮小的原因是A基因发生了甲基化影响表达
C.后代矮小小鼠相互交配,能生出基因型为AA的矮小小鼠
D.染色体的组蛋白修饰也可以导致表观遗传
5.(25-26高三上·江苏苏州·期中)异染色质是染色质上的致密浓缩区域,其高螺旋状态可向邻近区段延伸。科学家对果蝇诱变处理时,发现有的果蝇眼色会表现为红白交错的花斑状,原理如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.眼色基因的遗传信息发生了改变
B.出现花斑状是因为发生了染色体易位
C.染色质聚缩状态的改变,会影响基因的表达
D.眼色基因位置变化后,转录的模板链也随之改变
6.(25-26高三上·江苏扬州·期中)下图表示组蛋白乙酰化使染色质结构开放,促进了基因表达;反之则抑制表达。下列叙述错误的是( )
A.a、b过程互为可逆反应
B.c过程中存在氢键的断裂和形成
C.d过程中存在U - A、G - C的碱基配对方式
D.组蛋白乙酰化有利于RNA聚合酶、转录因子与DNA结合
7.(25-26高三上·江苏宿迁中学·期中)生物的性别决定与多种因素有关。海龟的性别由性别决定基因决定,且这些基因受去甲基化酶基因Kdm6b表达产物的调控。去甲基化酶基因Kdm6b表达过程在性腺分化前受温度影响,低温时该基因活跃,导致胚胎发育成雄性;而高温条件下Kdm6b基因几乎不表达,使得胚胎发育成雌性。下列叙述错误的是( )
A.温度的高低影响海龟性别属于表观遗传调控
B.海龟可通过DNA碱基序列决定下一代的某些性状
C.海龟可通过DNA序列以外的方式影响下一代的性别
D.低温时基因Kdm6b表达产物使性别决定基因不易被转录
试卷第1页,共3页
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