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2026江苏高考生物学的二轮专题
非选择题突破3　基因表达情境
共5题,共59分。除标注外,每空1分。
1.(16分)RNA介导的基因沉默即RNA干扰(RNAi)是表观遗传学的研究热点。RNAi主要是对mRNA进行干扰,起作用的有miRNA和siRNA。miRNA是由基因组内源DNA编码产生,其可与目标mRNA配对;siRNA主要来源于外来生物,例如寄生在宿主体内的病毒会产生异源双链RNA(dsRNA),dsRNA经过核酸酶Dicer的加工后成为siRNA,siRNA与目标mRNA完全配对,导致mRNA被水解。请据图回答下列问题。
图1
(1)过程①所需的原料是　　　　,催化过程①的酶的合成场所是　　　　。
(2)Drosha和Dicer都可以催化　　　　键的水解,Exportin5的功能是　　　　　　　　　　　　。
(3)若miRNA基因中腺嘌呤有m个,占该基因全部碱基的比例为n,则该miRNA基因中胞嘧啶为　　　　个,该基因第3代复制所需的腺嘌呤脱氧核苷酸为　　　　个。与miRNA基因相比,miRNA在化学组成上的区别在于　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)过程③会导致　　　　　　终止,原因是　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
过程④RISC复合体中的RNA与mRNA之间发生　　　　　　,最终导致mRNA被水解。
(5)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　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)科研人员为研究昆虫中的GdHsp60(热激蛋白基因)的功能,利用显微注射技术将dsGFP(绿色荧光蛋白基因对应的双链RNA)和dsGdHsp60(热激蛋白基因对应的双链RNA)分别导入昆虫幼虫,一段时间后检测热激蛋白的表达量以及昆虫幼虫的结冰点,实验结果如下图2和图3:
图2
图3
实验中导入dsGFP的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,图2中导入dsGdHsp60导致热激蛋白表达量下降的原因是dsGdHsp60抑制了热激蛋白基因的　　　　过程,推测GdHsp60基因的功能是　 　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
2.(11分)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,而表型发生可遗传变化的现象,DNA甲基化、组蛋白修饰和RNA干扰等均可产生表观遗传变化。回答下列问题。
(1)组蛋白乙酰化可通过减弱染色质的紧密结构促进转录,果蝇翅膀发育的部分机制如下图所示。
①分析图解可知,细胞核靠近细胞边缘时　　　　组蛋白乙酰化,而低氧环境　　　　组蛋白乙酰化,从而影响翅膀发育基因的表达。(均填“促进”或“抑制”)
②组蛋白乙酰化可使染色质结构变得松散,　　　　　　　更加容易结合到基因启动子的位置,从而启动图中过程①;与DNA复制相比,该过程特有的碱基互补配对方式为　　　　　　。
③图中过程②携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的　　　　个tRNA结合位点,该过程中核糖体在mRNA上的移动方向为　　　　。
(2)高等真核生物基因组中大多数基因转录形成的RNA不能直接指导翻译,这类RNA称为非编码RNA(ncRNA)。lnc-ob1是在小鼠新的成骨细胞中发现的一种大量存在的长链非编码RNA。如图所示,lnc-ob1通过与多梳蛋白SUZ12结合,抑制成骨细胞特异性转录因子(Osx)组蛋白的甲基化,从而上调Osx的表达,促进成骨细胞成熟分化和骨形成。
①由题干信息可知,组蛋白甲基化会　　　　Osx的表达,SUZ12与RNA　　　　(填“是”或“不是”)通过碱基互补配对方式结合;lnc-ob1对基因表达的调控属于对　　　　水平的调控。
②有研究发现,老年人成骨细胞中lnc-ob1的表达发生增龄性下降,结合图示解释老年人容易发生骨质疏松的原因。 　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
3.(11分)circRNA和miRNA是细胞中的单链RNA,参与基因表达的调控。circRNA的部分功能如图。有研究表明,circRNA在很多肿瘤组织中异常表达,影响肿瘤细胞的增殖、化疗敏感性、侵袭等行为。研究人员通过实验探索circ-TAGLN(一种circRNA)在卵巢癌细胞中的功能及其作用机制。回答下列问题。
注:miRNA海绵指circRNA与miRNA结合,抑制miRNA与mRNA结合。
(1)控制miRNA合成的基因　　　(填“能”或“不能”)表达出蛋白质。miRNA与靶基因的mRNA结合,抑制了　　　　　过程。circRNA可与mRNA竞争性结合　　　　　。
(2)circRNA是一种环状闭合RNA,是链状RNA的首尾通过磷酸和　　　　　(填物质名称)连接形成的。circRNA和miRNA调控靶基因表达使性状改变的过程属于　　　　　。
(3)根据上图,circRNA还可以与U1小核糖核蛋白作用,再与　　　　　结合,进而促进基因的转录;circRNA也可直接作为合成蛋白质的　　　　　,执行翻译功能。
(4)研究人员为研究circ-TAGLN在卵巢癌中的作用,比较了正常卵巢上皮细胞和卵巢癌细胞中circ-TAGLN的表达情况,并将卵巢癌细胞随机分成实验组和对照组,实验组进行circ-TAGLN过度表达诱导处理,统计细胞的增殖数量和侵袭细胞数,结果如图所示。
如图①表明卵巢癌细胞中circ-TAGLN的表达量　　　　　(填“升高”或“降低”)。对照组和实验组的实验结果说明:　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)研究发现,miR-425-5p(一种miRNA)能够活化PI3K/AKT信号通路蛋白促进肿瘤的发生和发展。结合上图分析,circ-TAGLN抑制卵巢癌细胞的机制可能是 　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
4.(11分)(2025·淮安期中)图甲表示细胞内信息传递的相关过程,图乙所示图甲中某一信息传递环节的具体过程。miRNA是真核细胞中的一类内源性的具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA。成熟的miRNA组装成沉默复合体,识别某些特定的mRNA(靶RNA),进而调控基因的表达,如图乙所示。请据图回答下列问题。
甲
乙
(1)胰岛B细胞可进行图甲中的　　　　　过程(填序号)。图甲中会发生碱基互补配对的过程有　　　　　(填序号),③过程的原料是　　　　　　　　　　,催化②过程的酶为　　　　　。
(2)图乙对应于图甲中的　　　　　过程(填序号),图乙中甲硫氨酸对应的密码子是　　　　　,甲硫氨酸与赖氨酸之间的化学键是　　　　　,图乙中mRNA的左边是其　　　　　(填“3'”或“5'”)端。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程④合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因这个碱基对的替换情况是　　　　　。
(4)miRNA的作用机制:miRNA通过识别靶RNA并与之结合,通过引导沉默复合体使靶RNA降解;或者不影响靶RNA的稳定性,但干扰　　　　　识别密码子,进而阻止翻译过程,如图乙所示。
(5)在真核生物中,DNA甲基化多数发生在胞嘧啶碱基,甲基转移酶将甲基选择性地添加到胞嘧啶上,形成5-甲基胞嘧啶。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。请据图丙所示信息及分析,下列有关DNA甲基化引起的表观遗传叙述正确的有　　　　　。
丙
A.一个DNA分子可能连接多个甲基
B.胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对
C.DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合
D.被甲基化的DNA片段中遗传信息发生改变,从而使生物的性状发生改变
5.(10分)(2025·常州期末)血红蛋白由2条α肽链和2条β或γ肽链组成,控制α肽链合成的基因(用A表示)位于16号染色体,控制β和γ肽链合成的基因(分别用B、D表示)都位于11号染色体。正常人出生后,D基因的表达会关闭,机理如图1所示。请回答下列问题。
图1
(1)DNMT基因在表达DNMT蛋白的过程中,充当信使的物质可以与多个　　　　　相继结合,其意义是　　　　　。
(2)DNMT蛋白的直接作用是催化　　　　　,该过程没有改变D基因的碱基排列顺序,但导致D基因的启动子不能与　　　　　结合,进而使D基因不能表达,这种现象称为　　　　　。
(3)β地中海贫血是由于B基因突变致使β链生成受抑制,使α/β肽链比例失衡引起的病症,β地中海贫血患者甲的症状明显比其他患者轻,图2是科研人员进行相关研究后的实验结果。正常人的测定结果表明D基因的表达　　　　　(填“完全关闭”或“不完全关闭”);普通β地中海贫血患者和β地中海贫血患者甲运输氧气能力均下降。运输氧气能力下降的根本原因是缺乏正常的B基因,直接原因是缺乏　　　　　　　　　　　,由测定结果可知,β地中海贫血患者甲的症状明显较轻的具体原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
图2
(4)科研人员还测定了普通β地贫患者及甲的DNMT蛋白异常部分氨基酸序列,结果如图3。
图3
据此可以看出,甲发生的变异类型是由碱基对的　　　　　造成的基因突变;治疗或缓解β地贫症状的方案有 　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
1.答案 (1)核糖核苷酸　核糖体
(2)磷酸二酯　将前体miRNA从细胞核转运到细胞质
(3)m(1/2n-1)　4m　核糖和尿嘧啶
(4)翻译　RISC复合体可与模版mRNA配对,进而导致翻译过程终止　碱基互补配对
(5)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
(6)dsGFP可作为对照实验,排除双链RNA结构对实验的干扰　转录或翻译　当机体受到胁迫时,热激蛋白大量合成,以恢复变性蛋白或凝聚蛋白的天然构象,帮助昆虫抵御严寒天气
解析 (1)图中①表示以miRNA基因的一条单链为模板进行的转录过程,所需的原料是核糖核苷酸,所需的酶是RNA聚合酶,其化学本质为蛋白质,合成场所是核糖体。
(2)Drosha和Dicer酶能识别并切割双链RNA,可以催化磷酸二酯键的水解,Exportin5能够将前体miRNA从细胞核转运到细胞质。
(3)腺嘌呤有m个,占该基因全部碱基的比例为n,因此该基因的碱基总数为m/n,基因为一段DNA,DNA中A=T,G=C,A+C=T+G=50%,因此C的数目为1/2×(m/n)-m=m(1/2n-1);第3代复制需要合成的DNA分子有23-22=4个,因此该基因第3代复制所需的腺嘌呤脱氧核苷酸为4m个;miRNA基因属于DNA,与miRNA基因相比,miRNA在化学组成上的区别在于miRNA中含有核糖和尿嘧啶。
(4)成熟的miRNA或siRNA中的一条链与酶复合物组装成基因沉默复合体(RISC),由题意与图示可知,RISC可与模板mRNA配对,进而导致翻译过程终止;RISC复合体中的RNA与目标mRNA之间发生碱基互补配对,最终导致目标mRNA被水解。
(5)RNA介导的基因沉默过程,生物体基因的碱基序列保持不变,而基因表达和表型发生可遗传变化,所以RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的,属于表观遗传。
(6)dsGFP为双链RNA,dsGdHsp60也是双链RNA,将两种双链RNA分别导入不同昆虫幼虫,dsGFP可作为对照实验,排除双链RNA结构对实验的干扰;图2中导入dsGdHsp60后,导致热激蛋白GdHsp60表达量下降,可推测dsGdHsp60抑制了热激蛋白基因的转录或翻译过程,导致热激蛋白GdHsp60表达量下降;通过图3可知,CK组和dsGFP组,其结冰点对比dsGdHsp60组要低,说明GdHsp60基因的功能是当机体受到胁迫时,热激蛋白大量合成,以恢复变性蛋白或凝聚蛋白的天然构象,帮助昆虫抵御严寒天气。
2.答案 (1)①促进　抑制　②RNA聚合酶　A—U　③2　5'→3'　(2)①抑制　不是　转录　②lnc-ob1的表达发生增龄性下降,其与SUZ12结合减弱,抑制成骨细胞特异性转录因子(Osx)组蛋白的甲基化效果减弱,Osx的表达量减少,使得成骨细胞成熟分化和骨形成变缓
解析 (1)①由图可知,细胞核靠近细胞边缘时,通过促进乙酰辅酶A合成酶的合成,进而促进乙酸盐转化为乙酰辅酶A,进一步促进组蛋白乙酰化,低氧环境通过抑制脂肪酸的氧化代谢,从而抑制乙酰辅酶A的产生,进一步抑制组蛋白乙酰化。
②染色质结构变得松散,RNA聚合酶更加容易结合到基因启动子的位置,启动转录。图中过程①为转录,其碱基配对方式有A—U、T—A、C—G、G—C,与DNA复制相比,该过程特有的碱基互补配对方式为A—U。
③图中②过程表示翻译,携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点,通过反密码子与密码子进行互补配对,核糖体在mRNA上的移动方向为5'→3'。
(2)①由题意可知,抑制组蛋白Osx的甲基化,从而上调Osx的表达,说明组蛋白甲基化会抑制Osx的表达。SUZ12是蛋白质,与RNA不是通过碱基互补配对的形式结合的。lnc-ob1对基因表达的调控是通过影响转录实现的,属于对转录水平的调控。
②老年人成骨细胞中lnc-ob1的表达发生增龄性下降,其与SUZ12结合减弱,抑制Osx的甲基化效果减弱,Osx的表达量减少,使得成骨细胞成熟分化和骨形成变缓。
3.答案 (1)不能　翻译　核糖体
(2)核糖　表观遗传
(3)RNA聚合酶　模板
(4)降低　卵巢癌细胞过度表达circ-TAGLN后,癌细胞的增殖和侵袭能力均被抑制　　(5)circ-TAGLN能够靶向结合miR-425-5p,抑制PI3K/AKT信号通路蛋白的活化,抑制肿瘤的发生和发展
解析 (1)miRNA是一类由生物体自身基因控制合成的单链RNA分子,其不直接参与蛋白质的合成,而是通过与mRNA的结合来调控基因的表达,所以控制miRNA合成的基因不能表达出蛋白质。miRNA与靶基因的mRNA结合后,导致mRNA不能与核糖体结合,进而抑制了翻译过程。据图可知,circRNA可以与核糖体结合,mRNA也可以和核糖体结合,故circRNA可与mRNA竞争性结合核糖体。
(2)circRNA是一种环状闭合RNA,是链状RNA的首尾通过磷酸和核糖连接形成磷酸二酯键。circRNA和miRNA调控靶基因表达使性状改变的过程属于表观遗传,其过程不改变基因的碱基排列顺序,但可使基因的表达和表型发生可遗传的改变。
(3)RNA聚合酶可催化转录过程。由图可知,circRNA可与U1小核糖核蛋白作用,再与RNA聚合酶结合,进而促进基因的转录;翻译的直接模板是单链mRNA,circRNA是一类环状单链RNA,也可直接作为合成蛋白质的模板,执行翻译功能。
(4)由图①可知,卵巢癌细胞中circ-TAGLN的表达量低于正常卵巢上皮细胞,即卵巢癌细胞中circ-TAGLN的表达量降低。由图②和③可知,卵巢癌细胞过度表达circ-TAGLN后,癌细胞增殖和侵袭能力均低于对照组,即癌细胞增殖和侵袭能力均被抑制。
(5)circ-TAGLN能够靶向结合miR-425-5p,抑制PI3K/AKT信号通路蛋白的活化,抑制肿瘤的发生和发展。
4.答案 (1)②③④　①②③④　核糖核苷酸　RNA聚合酶
(2)④　AUG　肽键　5'
(3)T—A替换为C—G(或A—T替换为G—C)
(4)tRNA
(5)ABC
解析 (1)胰岛B细胞是高度分化的细胞,不再进行DNA的复制,但是可以进行转录和翻译过程,所以可以进行②③转录,④翻译。DNA的复制和转录、翻译过程都存在碱基互补配对,所以图甲中①②③④都存在碱基互补配对。③是转录,需要的原料是核糖核苷酸,②是转录,需要RNA聚合酶的催化。
(2)图乙为翻译过程,对应于图甲中的④过程,根据图乙可知,携带甲硫氨酸的tRNA上的反密码子是UAC,则对应在mRNA上的密码子是AUG,氨基酸之间通过肽键相连,图乙中核糖体由左向右合成肽链,则mRNA的左边是其5'端。
(3)异亮氨酸对应的密码子与苏氨酸对应的密码子中第2个碱基不同,即由U变为C,则模板基因中碱基替换情况是T—A替换为C—G。
(4)miRNA通过识别靶RNA并与之结合,来干扰tRNA识别密码子,进而阻止翻译过程。
(5)一个DNA分子有多个碱基C,则可能连接多个甲基,A项正确;碱基的甲基化不影响碱基之间的配对,则胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对,B项正确;甲基化干扰了基因的转录,则DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,C项正确;甲基化不改变DNA片段碱基的排列顺序,则DNA片段中遗传信息并未发生改变,D项错误。
5.答案 (1)核糖体　少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
(2)D基因的启动子甲基化　RNA聚合酶　表观遗传
(3)不完全关闭　由两条α肽链和2条β肽链组成的血红蛋白　D基因表达出γ肽链,γ肽链和α肽链结合形成正常的血红蛋白
(4)替换　诱发DNMT基因突变,使其无法表达或利用基因编辑技术敲除DNMT基因或开发药物阻止DNMT基因的表达
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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