2024屆高考 二輪備考 微專(zhuān)題(一)　基因表達(dá)的調(diào)控 學(xué)案

微專(zhuān)題(一)基因表達(dá)的調(diào)控真題測(cè)評(píng)·試能力1．(2022·湖南高考)大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強(qiáng)，二者組裝成核糖體。當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白可通過(guò)結(jié)合到自身mRNA分子上的核糖體結(jié)合位點(diǎn)而產(chǎn)生翻譯抑制。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．一個(gè)核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈B．細(xì)胞中有足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白通常不會(huì)結(jié)合自身mRNA分子C．核糖體蛋白對(duì)自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡D．編碼該核糖體蛋白的基因轉(zhuǎn)錄完成后，mRNA才能與核糖體結(jié)合進(jìn)行翻譯解析：選D一個(gè)核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈，以提高翻譯效率，A正確；細(xì)胞中有足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白通常不會(huì)結(jié)合自身mRNA分子，而是與rRNA分子結(jié)合，二者組裝成核糖體，B正確；當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時(shí)，核糖體蛋白只能結(jié)合到自身mRNA分子上，導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成受阻，核糖體蛋白對(duì)自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡，C正確；大腸桿菌為原核生物，沒(méi)有核膜，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA在轉(zhuǎn)錄未結(jié)束時(shí)就可與核糖體結(jié)合，開(kāi)始翻譯過(guò)程，D錯(cuò)誤。2．(2022·浙江1月選考)羊瘙癢病是感染性蛋白粒子PrPSc引起的。某些羊體內(nèi)存在蛋白質(zhì)PrPc，但不發(fā)病。當(dāng)羊感染了PrPSc后，PrPSc將PrPc不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc，導(dǎo)致PrPSc積累，從而發(fā)病。把患瘙癢病的羊組織勻漿接種到小鼠后，小鼠也會(huì)發(fā)病。下列分析合理的是()A．動(dòng)物體內(nèi)的PrPSc可全部被蛋白酶水解B．患病羊體內(nèi)存在指導(dǎo)PrPSc合成的基因C．產(chǎn)物PrPSc對(duì)PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc具有反饋抑制作用D．給PrPc基因敲除小鼠接種PrPSc，小鼠不會(huì)發(fā)病解析：選D由題干可知感染性蛋白粒子PrPSc可將PrPc不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc，因此動(dòng)物體內(nèi)的PrPSc不能全部被蛋白酶水解，A錯(cuò)誤；PrPSc是羊從外界感染所得，因此羊體內(nèi)不存在指導(dǎo)PrPSc合成的基因，B錯(cuò)誤；PrPSc不斷地將PrPc轉(zhuǎn)變成PrPSc，是正反饋促進(jìn)作用，C錯(cuò)誤；PrPc基因敲除的小鼠無(wú)法合成PrPc，接種PrPSc后，沒(méi)有原料用于轉(zhuǎn)化生成新的PrPSc，因此由接種而來(lái)的少量PrPSc不足以導(dǎo)致小鼠發(fā)病，D正確。3．(2023·湖南高考)細(xì)菌glg基因編碼的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起關(guān)鍵作用。細(xì)菌糖原合成的平衡受到CsrAB系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。CsrA蛋白可以結(jié)合glgmRNA分子，也可結(jié)合非編碼RNA分子CsrB，如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．細(xì)菌glg基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合glg基因的啟動(dòng)子并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄B．細(xì)菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽鏈時(shí)，核糖體沿glgmRNA從5′端向3′端移動(dòng)C．抑制CsrB基因的轉(zhuǎn)錄能促進(jìn)細(xì)菌糖原合成D．CsrA蛋白都結(jié)合到CsrB上，有利于細(xì)菌糖原合成解析：選C基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合到基因的啟動(dòng)子區(qū)域從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄，A正確；翻譯過(guò)程中，核糖體沿著mRNA從5′端向3′端移動(dòng)，B正確；由題圖可知，抑制CsrB基因轉(zhuǎn)錄會(huì)使非編碼RNA分子CsrB減少，使CsrA更多地與glgmRNA結(jié)合形成不穩(wěn)定構(gòu)象，最終核糖核酸酶會(huì)降解glgmRNA，而glg基因編碼的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起關(guān)鍵作用，故抑制CsrB基因的轉(zhuǎn)錄能抑制細(xì)菌糖原合成，C錯(cuò)誤；由題圖及以上分析可知，若CsrA都結(jié)合到CsrB上，則CsrA不能與glgmRNA結(jié)合，從而使glgmRNA不被降解而正常進(jìn)行翻譯，有利于細(xì)菌糖原的合成，D正確。4．(2023·廣東高考)放射性心臟損傷是由電離輻射誘導(dǎo)的大量心肌細(xì)胞凋亡產(chǎn)生的心臟疾病。一項(xiàng)新的研究表明，circRNA可以通過(guò)miRNA調(diào)控P基因表達(dá)進(jìn)而影響細(xì)胞凋亡，調(diào)控機(jī)制見(jiàn)下圖。miRNA是細(xì)胞內(nèi)一種單鏈小分子RNA，可與mRNA靶向結(jié)合并使其降解。circRNA是細(xì)胞內(nèi)一種閉合環(huán)狀RNA，可靶向結(jié)合miRNA使其不能與mRNA結(jié)合，從而提高mRNA的翻譯水平?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)放射刺激心肌細(xì)胞產(chǎn)生的________會(huì)攻擊生物膜的磷脂分子，導(dǎo)致放射性心肌損傷。(2)前體mRNA是通過(guò)________酶以DNA的一條鏈為模板合成的，可被剪切成circRNA等多種RNA。circRNA和mRNA在細(xì)胞質(zhì)中通過(guò)對(duì)________的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。(3)據(jù)圖分析，miRNA表達(dá)量升高可影響細(xì)胞凋亡，其可能的原因是__________________________________________________________________________________________________________。(4)根據(jù)以上信息，除了減少miRNA的表達(dá)之外，試提出一個(gè)治療放射性心臟損傷的新思路________________________________________。解析：(1)細(xì)胞衰老的自由基學(xué)說(shuō)認(rèn)為：自由基產(chǎn)生后，即攻擊和破壞細(xì)胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子。最為嚴(yán)重的是，當(dāng)自由基攻擊生物膜的組成成分磷脂分子時(shí)，產(chǎn)物同樣是自由基。因此放射刺激心肌細(xì)胞產(chǎn)生的自由基會(huì)攻擊生物膜的磷脂分子，導(dǎo)致放射性心肌損傷。(2)前體mRNA是通過(guò)轉(zhuǎn)錄形成的，轉(zhuǎn)錄是在RNA聚合酶的催化下，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程。據(jù)題圖可知，miRNA可以和P基因mRNA結(jié)合，導(dǎo)致P基因mRNA的翻譯過(guò)程受阻，P蛋白合成減少，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。circRNA也可以和miRNA結(jié)合，使miRNA不能和P基因mRNA結(jié)合，導(dǎo)致P蛋白合成增多，從而抑制細(xì)胞凋亡。可見(jiàn)，circRNA和mRNA在細(xì)胞質(zhì)中通過(guò)對(duì)miRNA的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。(3)據(jù)題圖分析，miRNA表達(dá)量升高可使miRNA和P基因mRNA結(jié)合增多，導(dǎo)致P基因mRNA的翻譯過(guò)程受阻，P蛋白合成減少，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。(4)若要治療放射性心臟損傷，需抑制細(xì)胞凋亡。一方面，可以促進(jìn)P蛋白的合成，以提高細(xì)胞中P蛋白的含量；另一方面，可以促進(jìn)前體mRNA的合成或促進(jìn)circRNA的合成。答案：(1)自由基(2)RNA聚合miRNA(3)miRNA表達(dá)量升高，導(dǎo)致其與P基因mRNA的結(jié)合量增加，P基因mRNA翻譯合成的P蛋白減少，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡(4)促進(jìn)前體mRNA的合成；促進(jìn)circRNA的合成；促進(jìn)P蛋白的合成深化學(xué)習(xí)·提素養(yǎng)(一)表觀遺傳調(diào)控機(jī)制DNA修飾DNA甲基化是目前研究較充分的表觀遺傳修飾形式(如下圖)。DNA甲基化可在空間上阻礙RNA聚合酶與DNA的結(jié)合組蛋白修飾真核生物的DNA被組蛋白組成的核小體緊密包繞，組蛋白上的許多位點(diǎn)都可以被修飾。組蛋白修飾會(huì)改變?nèi)旧|(zhì)的疏松和凝集狀態(tài)，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)錄因子等調(diào)節(jié)蛋白與染色質(zhì)的結(jié)合，影響基因表達(dá)基因組印記基因組印記是指來(lái)自父方和母方的等位基因在通過(guò)精子和卵子傳遞給子代時(shí)發(fā)生了修飾，使帶有親代印記的等位基因具有不同的表達(dá)特性，這種修飾常為DNA甲基化修飾，也包括組蛋白乙?；?、甲基化等修飾(二)基因表達(dá)的幾種常見(jiàn)調(diào)控機(jī)制1．轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控(以乳糖操縱子為例)無(wú)誘導(dǎo)物存在時(shí)(如圖1)阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合阻止了RNA聚合酶與啟動(dòng)子(P)的結(jié)合，使得結(jié)構(gòu)基因不能正常轉(zhuǎn)錄有誘導(dǎo)物(乳糖)存在時(shí)(如圖2)誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白結(jié)構(gòu)改變，不能與操縱基因結(jié)合，則RNA聚合酶結(jié)合到啟動(dòng)子上并啟動(dòng)結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)2．翻譯水平的調(diào)控——RNA干擾(1)RNA干擾(RNAi)的機(jī)制：RNA干擾是有效沉默或抑制目標(biāo)基因表達(dá)的過(guò)程，指內(nèi)源性或外源性雙鏈RNA(dsRNA)介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)mRNA發(fā)生特異性降解，從而導(dǎo)致靶基因的表達(dá)沉默，產(chǎn)生相應(yīng)的功能表型缺失的現(xiàn)象。RNA干擾由轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中的雙鏈RNA激活，沉默機(jī)制可導(dǎo)致由小干擾RNA(siRNA)或短發(fā)夾RNA(shRNA)誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)靶mRNA的降解，或者通過(guò)小RNA(miRNA)誘導(dǎo)特定mRNA翻譯的抑制。(2)RNAi具有的特征①RNAi是轉(zhuǎn)錄后(翻譯)水平的基因沉默機(jī)制；②RNAi具有很高的特異性，只降解與之序列相應(yīng)的單個(gè)內(nèi)源基因的mRNA；③RNAi抑制基因表達(dá)具有很高的效率，而且相對(duì)很少量的dsRNA分子(數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于內(nèi)源mRNA的數(shù)量)就能完全抑制相應(yīng)基因的表達(dá)；④RNAi抑制基因表達(dá)的效應(yīng)具有可以穿過(guò)細(xì)胞界限，在不同細(xì)胞間長(zhǎng)距離傳遞和維持信號(hào)甚至傳播至整個(gè)有機(jī)體以及可遺傳等特點(diǎn)；⑤dsRNA不得短于21個(gè)堿基，并且長(zhǎng)鏈dsRNA也在細(xì)胞內(nèi)被Dicer酶切割為21bp左右的siRNA，并由siRNA來(lái)介導(dǎo)mRNA切割。3．翻譯后水平的調(diào)控——分子伴侶(1)分子伴侶：是一類(lèi)協(xié)助細(xì)胞內(nèi)分子組裝和協(xié)助蛋白質(zhì)折疊的蛋白質(zhì)，又稱(chēng)為侶伴蛋白。主要有熱休克蛋白和伴侶蛋白兩大類(lèi)。(2)分子伴侶的主要作用①參與新生肽鏈的折疊與裝配；②參與蛋白運(yùn)送；③修復(fù)熱變性蛋白。[例1](2023·山東高考)某種XY型性別決定的二倍體動(dòng)物，其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色體上，僅G表達(dá)時(shí)為黑色，僅g表達(dá)時(shí)為灰色，二者均不表達(dá)時(shí)為白色。受表觀遺傳的影響，G、g來(lái)自父本時(shí)才表達(dá)，來(lái)自母本時(shí)不表達(dá)。某雄性與雜合子雌性個(gè)體為親本雜交，獲得4只基因型互不相同的F1。親本與F1組成的群體中，黑色個(gè)體所占比例不可能是()A．2/3 B．1/2C．1/3 D．0[解析]G、g只位于X染色體上，則該雄性基因型是XGY或XgY，雜合子雌性基因型為XGXg。若該雄性基因型為XGY，與XGXg雜交產(chǎn)生的F1基因型分別為XGXG、XGXg、XGY、XgY，在親本與F1組成的群體中，父本XGY的G基因來(lái)自其母親，因此G不表達(dá)，該父本呈現(xiàn)白色；當(dāng)母本XGXg的G基因來(lái)自其母親、g基因來(lái)自其父親時(shí)，該母本的g基因表達(dá)，表現(xiàn)為灰色，當(dāng)母本XGXg的g基因來(lái)自其母親、G基因來(lái)自其父親時(shí)，該母本的G基因表達(dá)，表現(xiàn)為黑色，因此母本表型可能為灰色或黑色；F1中基因型為XGXG的個(gè)體必定有一個(gè)G基因來(lái)自父本，G基因可以表達(dá)，因此F1中的XGXG表現(xiàn)為黑色；XGXg個(gè)體中G基因來(lái)自父本，g基因來(lái)自母本，因此G基因表達(dá)，g基因不表達(dá)，該個(gè)體表現(xiàn)為黑色；XGY的G基因來(lái)自母本，G基因不表達(dá)，因此該個(gè)體表現(xiàn)為白色；XgY個(gè)體的g基因來(lái)自母本，因此g基因不表達(dá)，該個(gè)體表現(xiàn)為白色，綜上所述，在親本雜交組合為XGY和XGXg的情況下，F(xiàn)1中的XGXG、XGXg一定表現(xiàn)為黑色，當(dāng)母本XGXg也為黑色時(shí)，該群體中黑色個(gè)體比例為3/6，即1/2；當(dāng)母本XGXg為灰色時(shí)，黑色個(gè)體比例為2/6，即1/3。若該雄性基因型為XgY，與XGXg雜交產(chǎn)生的F1基因型分別為XGXg、XgXg、XGY、XgY，在親本與F1組成的群體中，父本XgY的g基因來(lái)自其母親，因此不表達(dá)，該父本呈現(xiàn)白色；根據(jù)上面的分析可知，母本XGXg可能為灰色或黑色；F1中基因型為XGXg的個(gè)體G基因來(lái)自母本，g基因來(lái)自父本，因此g基因表達(dá)，G基因不表達(dá)，該個(gè)體表現(xiàn)為灰色；XgXg個(gè)體的兩個(gè)g基因必定有一個(gè)來(lái)自父本，g基因可以表達(dá)，因此該個(gè)體表現(xiàn)為灰色；XGY的G基因來(lái)自母本，G基因不表達(dá)，因此該個(gè)體表現(xiàn)為白色；XgY個(gè)體的g基因來(lái)自母本，因此g基因不表達(dá)，該個(gè)體表現(xiàn)為白色，綜上所述，在親本雜交組合為XgY和XGXg的情況下，F(xiàn)1中所有個(gè)體都不表現(xiàn)為黑色，當(dāng)母本XGXg為灰色時(shí)，該群體中黑色個(gè)體比例為0；當(dāng)母本XGXg為黑色時(shí)，該群體中黑色個(gè)體比例為1/6。綜合上述兩種情況可知，A符合題意。[答案]A[例2]操縱子是基因表達(dá)調(diào)控的一段序列，它由調(diào)節(jié)基因(R)、啟動(dòng)子(P)、操縱基因(O，不編碼蛋白質(zhì))、結(jié)構(gòu)基因等部分組成。如圖表示大腸桿菌細(xì)胞中乳糖代謝所需酶(由結(jié)構(gòu)基因lacZ、lacY、lacA編碼)的合成及調(diào)控過(guò)程。圖甲表示環(huán)境中沒(méi)有乳糖時(shí)，結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)被“關(guān)閉”的調(diào)節(jié)機(jī)制；圖乙表示環(huán)境中有乳糖時(shí)，結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)被“打開(kāi)”的調(diào)節(jié)機(jī)制。下列敘述正確的是()A．圖甲中阻遏蛋白的mRNA在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄形成B．圖乙中體現(xiàn)了一個(gè)mRNA上只有一個(gè)起始密碼子C．圖乙中RNA聚合酶通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與啟動(dòng)子準(zhǔn)確結(jié)合D．上述調(diào)節(jié)機(jī)制說(shuō)明，環(huán)境條件可影響基因的選擇性表達(dá)[解析]大腸桿菌為原核生物，細(xì)胞中沒(méi)有以核膜為界限的細(xì)胞核，因此，圖甲中阻遏蛋白的mRNA不可能在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄形成，A錯(cuò)誤；圖乙中一個(gè)mRNAⅡ?yàn)槟０逯笇?dǎo)合成了三種蛋白質(zhì)，說(shuō)明一個(gè)mRNA上可能不止含有一個(gè)起始密碼子，B錯(cuò)誤；RNA聚合酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)中不存在堿基，因此，圖乙中RNA聚合酶不是通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與啟動(dòng)子準(zhǔn)確結(jié)合的，C錯(cuò)誤；圖甲表示環(huán)境中沒(méi)有乳糖時(shí)，與乳糖代謝有關(guān)的基因被“關(guān)閉”，圖乙表示環(huán)境中有乳糖時(shí)，與乳糖代謝有關(guān)的基因被“打開(kāi)”，這種調(diào)節(jié)機(jī)制的存在說(shuō)明環(huán)境條件可影響基因的選擇性表達(dá)，D正確。[答案]D考法訓(xùn)練·融會(huì)通考法(一)表觀遺傳1．(2023·海南高考)某植物的葉形與R基因的表達(dá)直接相關(guān)。現(xiàn)有該植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R(shí)基因未甲基化，能正常表達(dá)；植株乙R基因高度甲基化，不能表達(dá)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．植株甲和乙的R基因的堿基種類(lèi)不同B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故葉形相同C．植株乙自交，子一代的R基因不會(huì)出現(xiàn)高度甲基化D．植株甲和乙雜交，子一代與植株乙的葉形不同解析：選D植株甲和乙的R基因的序列相同，因此所含的堿基種類(lèi)也相同，A錯(cuò)誤；植株甲和乙的R基因的序列相同，但植株甲R(shí)基因未甲基化，能正常表達(dá)，植株乙R基因高度甲基化，不能表達(dá)，因而植株甲和乙葉形不同，B錯(cuò)誤；甲基化相關(guān)的性狀可以遺傳，因此，植株乙自交，子一代的R基因會(huì)出現(xiàn)高度甲基化，C錯(cuò)誤；植株甲含有未甲基化的R基因，故植株甲和乙雜交，受植株甲R(shí)基因的影響，子一代與植株乙的葉形不同，D正確。2．(2023·宿州一模)純合黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的F1(Aa)出現(xiàn)了不同體色，原因是A基因上的胞嘧啶不同程度的甲基化，該變化不影響DNA復(fù)制，但會(huì)影響基因表達(dá)和表型。有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A．F1體色的差異與A基因的甲基化程度有關(guān)B．甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合C．DNA堿基的甲基化不影響堿基互補(bǔ)配對(duì)過(guò)程D．甲基化是引起基因堿基序列改變的常見(jiàn)方式解析：選D基因型為Aa的小鼠體色不同，關(guān)鍵原因是A基因上的胞嘧啶不同程度的甲基化，A正確；甲基化若是發(fā)生在啟動(dòng)子區(qū)段，會(huì)影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合，B正確；DNA堿基的甲基化不改變堿基序列，不影響堿基互補(bǔ)配對(duì)過(guò)程，C正確，D錯(cuò)誤。3．(2023·大連二模)促生長(zhǎng)的基因A和無(wú)此功能的隱性基因a是常染色體上的一對(duì)等位基因。DNA甲基化修飾通常會(huì)抑制基因表達(dá)。下圖表示基因型均為Aa的兩只小鼠產(chǎn)生配子過(guò)程中，甲基化修飾對(duì)基因傳遞的影響，這兩只小鼠均攜帶甲基化的基因。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．DNA甲基化不會(huì)改變基因的堿基序列，但表型能遺傳B．雄鼠在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過(guò)程中，可能出現(xiàn)了去甲基化C．這兩只小鼠的基因型相同，基因甲基化導(dǎo)致二者的表型不同D．這兩只小鼠進(jìn)行交配，子代小鼠中不攜帶甲基化基因個(gè)體所占的比例為1/4解析：選DDNA甲基化不會(huì)改變基因的堿基序列，但能遺傳給子代，其表型也能遺傳，A正確；雄鼠的A基因甲基化，產(chǎn)生的配子中A基因正常，推測(cè)其在產(chǎn)生配子的過(guò)程中，發(fā)生了去甲基化，B正確；兩種小鼠的基因型相同，雄鼠由于A基因甲基化而表現(xiàn)為隱性性狀，雌鼠表現(xiàn)出顯性性狀，因此二者的表型不同，C正確；若這兩只小鼠進(jìn)行交配，子代小鼠都攜帶甲基化基因，D錯(cuò)誤?？挤?二)新情境中基因表達(dá)的調(diào)控4．操縱元是原核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控的一種結(jié)構(gòu)形式，它由啟動(dòng)子、結(jié)構(gòu)基因(編碼蛋白基因)、終止子等組成。如圖表示大腸桿菌細(xì)胞中核糖體蛋白(RP)的合成及調(diào)控過(guò)程，其中序號(hào)表示相關(guān)生理過(guò)程，mRNA上的RBS是核糖體結(jié)合位點(diǎn)。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．過(guò)程①中RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合后相繼驅(qū)動(dòng)多個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄B．過(guò)程②中核糖體與mRNA結(jié)合后逐一閱讀密碼子，直至終止子結(jié)束閱讀C．細(xì)胞中缺乏rRNA時(shí)，RP1與mRNA上的RBS位點(diǎn)結(jié)合阻止翻譯的起始D．該機(jī)制保證了rRNA與RP的數(shù)量平衡，同時(shí)也減少了物質(zhì)與能量的浪費(fèi)解析：選B啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，過(guò)程①(轉(zhuǎn)錄)中RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合后相繼驅(qū)動(dòng)多個(gè)基因(基因1、基因2等)的轉(zhuǎn)錄，A正確；過(guò)程②(翻譯)中核糖體與mRNA結(jié)合后逐一閱讀密碼子，直至終止密碼子結(jié)束閱讀，B錯(cuò)誤；分析題圖可知，rRNA能與RP1、RP2等結(jié)合形成核糖體，mRNA上的RBS是核糖體結(jié)合位點(diǎn)，當(dāng)細(xì)胞中缺乏rRNA分子時(shí)，RP1與mRNA上的RBS位點(diǎn)結(jié)合，導(dǎo)致核糖體不能與mRNA結(jié)合，進(jìn)而阻止翻譯的起始，這種調(diào)節(jié)機(jī)制既保證細(xì)胞內(nèi)rRNA與RP在數(shù)量上保持平衡，又可以減少物質(zhì)和能量的浪費(fèi)，C、D正確。5．miRNA是一類(lèi)在人體內(nèi)廣泛分布的內(nèi)源性非編碼RNA，長(zhǎng)度為19～25個(gè)核苷酸。不同miRNA在個(gè)體發(fā)育的不同階段產(chǎn)生。miRNA通過(guò)與靶mRNA結(jié)合或引起靶mRNA的降解，進(jìn)而特異性影響相應(yīng)基因的表達(dá)。判斷下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A．miRNA指導(dǎo)合成的肽鏈最多含有8個(gè)氨基酸B．miRNA的合成不需要RNA聚合酶的參與C．miRNA在靶基因轉(zhuǎn)錄階段特異性影響其表達(dá)過(guò)程D．不同miRNA在個(gè)體發(fā)育的不同階段產(chǎn)生，與細(xì)胞分化有關(guān)解析：選D根據(jù)題意可知，miRNA是非編碼RNA，故不能指導(dǎo)合成肽鏈，A錯(cuò)誤；RNA是通過(guò)轉(zhuǎn)錄合成的，轉(zhuǎn)錄過(guò)程需要RNA聚合酶的催化，故miRNA的合成需要RNA聚合酶的參與，B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，miRNA通過(guò)與靶mRNA結(jié)合或引起靶mRNA的降解，進(jìn)而特異性影響相應(yīng)基因的表達(dá)，因此miRNA影響的只是翻譯過(guò)程，C錯(cuò)誤；不同miRNA在個(gè)體發(fā)育的不同階段產(chǎn)生，屬于基因的選擇性表達(dá)，與細(xì)胞分化有關(guān)，D正確。6．研究人員進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)，將來(lái)自非洲爪蟾紅細(xì)胞的珠蛋白mRNA和含有珠蛋白mRNA的多聚核糖體分別注入生理狀態(tài)相同的非洲爪蟾卵細(xì)胞中，標(biāo)記為甲、乙組。然后再向卵細(xì)胞分別注入等量放射性同位素標(biāo)記的氨基酸，檢測(cè)到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()A．為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，甲、乙兩組注入的珠蛋白mRNA量應(yīng)該相等B．兩組卵細(xì)胞中珠蛋白的合成量不同與細(xì)胞中核糖體的數(shù)量有關(guān)C．若不注入珠蛋白mRNA，兩組卵細(xì)胞中珠蛋白的合成量都會(huì)下降D．放射性會(huì)最先出現(xiàn)在附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中解析：選D為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，甲、乙兩組注入的珠蛋白mRNA量應(yīng)該相等，A正確；翻譯的場(chǎng)所是在核糖體上，乙組注射多聚核糖體，增加了合成場(chǎng)所，甲組沒(méi)有注射多聚核糖體，合成場(chǎng)所不足，故兩組卵細(xì)胞中珠蛋白的合成量不同，B正確；圖示結(jié)果是甲、乙組分別注入珠蛋白mRNA和含有珠蛋白mRNA的多聚核糖體，若不注入珠蛋白mRNA，兩組卵細(xì)胞中珠蛋白的合成量都會(huì)下降，C正確；珠蛋白為胞內(nèi)蛋白，其在游離的核糖體中合成，因此放射性會(huì)最先出現(xiàn)在游離的核糖體中，D錯(cuò)誤。[重難強(qiáng)化訓(xùn)練(一)]一、選擇題1．蛋白質(zhì)合成后，其第一個(gè)氨基酸會(huì)被氨基肽酶水解除去，然后由氨酰－tRNA蛋白轉(zhuǎn)移酶把一個(gè)信號(hào)氨基酸加到多肽鏈的氨基端，若該信號(hào)氨基酸為絲氨酸、蘇氨酸等必需氨基酸之一時(shí)，該蛋白質(zhì)可長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮作用；若為非必需氨基酸，則該蛋白質(zhì)不久后會(huì)被多個(gè)泛素(一種小分子蛋白)結(jié)合，進(jìn)而進(jìn)入呈筒狀的蛋白酶復(fù)合體中被水解。下列說(shuō)法正確的是()A．細(xì)胞內(nèi)所有酶分子中都含有一個(gè)信號(hào)氨基酸B．氨酰－tRNA蛋白轉(zhuǎn)移酶參與基因的翻譯過(guò)程C．泛素可能起到了對(duì)水解蛋白的標(biāo)記作用，有利于其進(jìn)入蛋白酶復(fù)合體D．多肽鏈與氨基酸脫水縮合只發(fā)生在肽鏈的羧基和氨基酸的氨基之間解析：選C絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，RNA類(lèi)型的酶不含氨基酸，故并不是細(xì)胞內(nèi)所有酶分子中都含有一個(gè)信號(hào)氨基酸，A錯(cuò)誤；從題干信息可知，氨酰－tRNA蛋白轉(zhuǎn)移酶參與的是蛋白質(zhì)的加工過(guò)程，而不是翻譯過(guò)程，B錯(cuò)誤；若信號(hào)氨基酸為非必需氨基酸，不久后水解蛋白會(huì)被多個(gè)泛素結(jié)合，進(jìn)而進(jìn)入蛋白酶復(fù)合體中被水解，故泛素可能起到了標(biāo)記作用，有利于水解蛋白進(jìn)入蛋白酶復(fù)合體，C正確；由題意可知，氨酰－tRNA蛋白轉(zhuǎn)移酶可把一個(gè)信號(hào)氨基酸加到多肽鏈的氨基端，這時(shí)多肽鏈與氨基酸脫水縮合發(fā)生在肽鏈的氨基和氨基酸的羧基之間，D錯(cuò)誤。2．miRNA是一組由核基因轉(zhuǎn)錄的非編碼RNA，能與mRNA結(jié)合，阻斷蛋白編碼基因的表達(dá)。circRNA是蛋白編碼基因的部分編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄的小型環(huán)狀RNA，通過(guò)與miRNA結(jié)合調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝。下列說(shuō)法正確的是()A．miRNA可通過(guò)核孔自由擴(kuò)散至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中與mRNA結(jié)合B．miRNA與mRNA結(jié)合形成的復(fù)合物中存在A—T堿基對(duì)C．circRNA中的核糖分子上連接著1個(gè)或2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)D．circRNA通過(guò)與mRNA競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA而發(fā)揮作用解析：選DRNA分子通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，不是自由擴(kuò)散，A錯(cuò)誤。miRNA與mRNA同屬于RNA類(lèi)，其堿基組成為A、U、C、G，兩者之間不會(huì)出現(xiàn)A—T堿基對(duì)，B錯(cuò)誤。circRNA是小型環(huán)狀RNA，結(jié)構(gòu)上首尾相接，沒(méi)有游離的磷酸基團(tuán)，C錯(cuò)誤。miRNA與mRNA結(jié)合，阻斷蛋白編碼基因的表達(dá)；circRNA與miRNA結(jié)合，調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝，故circRNA通過(guò)與mRNA競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA而發(fā)揮作用，D正確。3．在一個(gè)蜂群中，少數(shù)幼蟲(chóng)一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，而大多數(shù)幼蟲(chóng)以花粉和花蜜為食而發(fā)育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表達(dá)的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)(如圖所示)。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲(chóng)將發(fā)育成蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．蜂群中蜜蜂幼蟲(chóng)發(fā)育成蜂王可能與體內(nèi)重要基因是否甲基化有關(guān)B．DNA甲基化后可能干擾了RNA聚合酶等對(duì)DNA部分區(qū)域的識(shí)別和結(jié)合C．被甲基化的DNA片段中存儲(chǔ)的遺傳信息發(fā)生改變，從而使生物的性狀發(fā)生改變D．如圖所示，胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以與鳥(niǎo)嘌呤(G)配對(duì)解析：選CDNMT3蛋白是一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)，敲除DNMT3基因后，不能翻譯DNMT3蛋白，DNA某些區(qū)域不能被甲基化，蜜蜂幼蟲(chóng)將發(fā)育成蜂王，因此，蜂群中蜜蜂幼蟲(chóng)發(fā)育成蜂王可能與體內(nèi)重要基因是否甲基化有關(guān)，A正確；DNA甲基化后可能干擾了RNA聚合酶等對(duì)DNA部分區(qū)域的識(shí)別和結(jié)合，導(dǎo)致基因表達(dá)過(guò)程受阻，使生物表現(xiàn)出不同的性狀，B正確；分析題圖可知，部分DNA甲基化并沒(méi)有改變DNA內(nèi)部的堿基排列順序，未改變DNA片段的遺傳信息，C錯(cuò)誤；由題圖可知，胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以與鳥(niǎo)嘌呤配對(duì)，D正確。4．在細(xì)菌mRNA的起始密碼子(AUG)之前、與起始密碼子間隔約7個(gè)堿基處，有一段堿基為5′－AGGAGG－3′的SD序列，該序列與rRNA上的相應(yīng)堿基(反SD序列)配對(duì)后，開(kāi)始招募核糖體并將起始密碼子定位在核糖體的P位。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．核糖體在mRNA上的定位依賴(lài)于SD序列B．核糖體上存在5′－UCCUCC－3′的反SD序列C．核糖體的P位是第一個(gè)攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入的位置D．SD序列發(fā)生堿基插入突變后可能導(dǎo)致無(wú)翻譯產(chǎn)物解析：選B分析題意可知，SD序列與rRNA上的相應(yīng)堿基(反SD序列)配對(duì)后，開(kāi)始招募核糖體并將起始密碼子定位在核糖體的P位，故核糖體在mRNA上的定位依賴(lài)于SD序列，A正確；SD序列是5′－AGGAGG－3′，該序列與核糖體上的反SD序列配對(duì)，據(jù)此可推知核糖體上存在3′－UCCUCC－5′的反SD序列，B錯(cuò)誤；P位是起始密碼子的定位點(diǎn)，故是第一個(gè)攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入的位置，C正確；SD序列發(fā)生堿基插入突變后可能無(wú)法與反SD序列配對(duì)，進(jìn)而導(dǎo)致核糖體無(wú)法與起始密碼子定位，導(dǎo)致無(wú)翻譯產(chǎn)物，D正確。5．構(gòu)成核糖體的r蛋白與rRNA結(jié)合的能力比與mRNA結(jié)合的能力強(qiáng)，只要有游離的rRNA，新合成的r蛋白就會(huì)與之結(jié)合裝配成核糖體(如圖甲)。r蛋白的量總與rRNA數(shù)量相當(dāng)，這是r蛋白進(jìn)行自體調(diào)控的結(jié)果(如圖乙)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．圖甲中④過(guò)程需在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行B．圖甲中②過(guò)程核糖體沿mRNA由5′－端向3′－端方向移動(dòng)C．圖乙中的mRNA是翻譯r蛋白的模板D．圖乙過(guò)程以負(fù)反饋調(diào)節(jié)的方式避免物質(zhì)與能量的浪費(fèi)解析：選A核仁與核糖體的形成有關(guān)，圖甲中④過(guò)程需在核仁中進(jìn)行，A錯(cuò)誤；圖甲中②過(guò)程表示以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過(guò)程，翻譯時(shí)，核糖體沿mRNA由5′－端向3′－端方向移動(dòng)，B正確；結(jié)合圖乙可知，以mRNA為模板合成了r蛋白，故圖乙中的mRNA是翻譯r蛋白的模板，C正確；結(jié)合題干以及圖乙可知，若細(xì)胞內(nèi)rRNA合成不足則會(huì)造成已經(jīng)合成的r蛋白過(guò)量，進(jìn)而促使r蛋白與mRNA結(jié)合阻止r蛋白的繼續(xù)合成，即圖乙過(guò)程以負(fù)反饋調(diào)節(jié)的方式避免物質(zhì)與能量的浪費(fèi)，D正確。6．RNA特異性腺苷脫氨酶(ADAR)是常見(jiàn)的RNA修飾工具。轉(zhuǎn)錄時(shí)ADAR的一端與DNA的特定部位結(jié)合，另一端催化mRNA特定部位的腺苷基團(tuán)脫去氨基轉(zhuǎn)變?yōu)樾剀?，胸苷易被識(shí)別為鳥(niǎo)苷。當(dāng)該修飾作用發(fā)生在mRNA編碼區(qū)時(shí)，其翻譯產(chǎn)生的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能可能發(fā)生變化導(dǎo)致生物變異。下列說(shuō)法正確的是()A．轉(zhuǎn)錄過(guò)程中游離的核糖核苷酸將被添加到已合成mRNA的5′－端B．若修飾作用發(fā)生在終止子上，則相應(yīng)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化C．與修飾前的mRNA相比，修飾后的mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成的DNA穩(wěn)定性更高D．ADAR對(duì)RNA修飾后引發(fā)的變異會(huì)遺傳給下一代解析：選C轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，RNA鏈的合成方向是從5′－端到3′－端，因此游離的核糖核苷酸被添加到已合成mRNA的3′－端，A錯(cuò)誤；終止子位于DNA上，而ADAR是常見(jiàn)的RNA修飾工具，修飾作用發(fā)生在mRNA編碼區(qū)時(shí)，相應(yīng)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能可能發(fā)生變化，B錯(cuò)誤；DNA穩(wěn)定性與堿基對(duì)種類(lèi)有關(guān)，G—C堿基對(duì)越多，DNA越穩(wěn)定，ADAR可以催化mRNA特定部位的腺苷基團(tuán)脫去氨基變?yōu)樾剀?，胸苷易被識(shí)別為鳥(niǎo)苷，修飾后的mRNA逆轉(zhuǎn)錄時(shí)，被識(shí)別的鳥(niǎo)苷(G)增多，形成的DNA中G—C堿基對(duì)增多，因此穩(wěn)定性更高，C正確；ADAR對(duì)轉(zhuǎn)錄出的mRNA進(jìn)行修飾，故自然狀態(tài)下ADAR對(duì)RNA修飾后引發(fā)的變異不會(huì)遺傳給下一代，D錯(cuò)誤。7．遺傳標(biāo)記是在哺乳動(dòng)物配子形成期，特異性對(duì)父源(來(lái)自精子)或母源(來(lái)自卵細(xì)胞)的等位基因做一個(gè)印記，使子代只表達(dá)父源或母源的等位基因，從而使子代產(chǎn)生不同的表型。小鼠常染色體上的W基因編碼某種生長(zhǎng)因子，對(duì)小鼠的正常發(fā)育是必需的，缺乏時(shí)(用w表示)個(gè)體矮小?，F(xiàn)以純合正常小鼠為母本、純合矮小小鼠為父本雜交，F(xiàn)1全為矮小小鼠；反交實(shí)驗(yàn)中F1全為正常小鼠。下列相關(guān)分析正確的是()A．基因W、w的遺傳不遵循基因的分離定律B．正反交實(shí)驗(yàn)得到的子代小鼠的基因型不同C．正反交實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的原因是F1中父源的W基因不能正常表達(dá)D．正反交子代小鼠中W基因的表達(dá)情況不同可能與基因的甲基化有關(guān)解析：選D基因W、w位于常染色體上，遺傳遵循基因的分離定律，A錯(cuò)誤；正交為純合正常小鼠(WW)為母本和純合矮小小鼠(ww)為父本雜交，反交實(shí)驗(yàn)中以純合正常小鼠(WW)為父本、純合矮小小鼠(ww)為母本，子代基因組成均為Ww，B錯(cuò)誤；由題意可知，正反交F1中小鼠均與父本表型相同，說(shuō)明是母源的W基因不能正常表達(dá)，C錯(cuò)誤；正反交子代小鼠中W基因的表達(dá)情況不同可能與基因的甲基化有關(guān)，甲基化修飾作為遺傳標(biāo)記，使子代只表達(dá)父源的W或w基因，從而使子代產(chǎn)生不同的表型，D正確。8．某生物學(xué)家在果蠅中發(fā)現(xiàn)了兩性個(gè)體間某些基因劑量(數(shù)量)不同，但表達(dá)水平相似的現(xiàn)象，并命名為“劑量補(bǔ)償”。這一現(xiàn)象與Sxl基因的表達(dá)有關(guān)，如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．Sxl基因參與的“劑量補(bǔ)償”的原理與細(xì)胞分化原理相同B．Sxl基因通過(guò)促進(jìn)msl－2的表達(dá)從而促進(jìn)X染色體上基因的表達(dá)C．雌、雄個(gè)體中X染色體數(shù)量不同，但X染色體上相關(guān)基因的表達(dá)量可能相同D．檢測(cè)超雌果蠅(XXX)相關(guān)基因的表達(dá)量可以進(jìn)一步驗(yàn)證“劑量補(bǔ)償”解析：選B“劑量補(bǔ)償”是兩性個(gè)體間某些基因劑量(數(shù)量)不同，但表達(dá)水平相似的現(xiàn)象，結(jié)合圖示可知，該現(xiàn)象與Sxl基因是否表達(dá)有關(guān)，而細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，故Sxl基因參與的“劑量補(bǔ)償”的原理與細(xì)胞分化原理相同，A正確；分析題圖可知，雌性個(gè)體中Sxl基因表達(dá)后導(dǎo)致msl－2缺失，而雄性個(gè)體中Sxl基因不表達(dá)時(shí)會(huì)促進(jìn)msl－2的表達(dá)從而促進(jìn)X染色體上基因的表達(dá)，說(shuō)明Sxl基因通過(guò)抑制msl－2的表達(dá)，進(jìn)而使mle、msl－1和msl－3蛋白質(zhì)復(fù)合體沒(méi)有活性，從而使X染色體基礎(chǔ)水平轉(zhuǎn)錄，B錯(cuò)誤；分析題圖可知，雌性個(gè)體有兩條X染色體，但其X染色體基礎(chǔ)水平轉(zhuǎn)錄，雄性個(gè)體有1條X染色體，但其染色體高水平轉(zhuǎn)錄，據(jù)此推測(cè)，雌、雄個(gè)體中X染色體數(shù)量不同，但X染色體上相關(guān)基因的表達(dá)量可能相同，C正確；檢測(cè)超雌果蠅(XXX)相關(guān)基因的表達(dá)量可以進(jìn)一步驗(yàn)證“劑量補(bǔ)償”，若該“劑量補(bǔ)償”存在，則預(yù)期其X染色體的轉(zhuǎn)錄水平應(yīng)低于XX型，D正確。二、非選擇題9．基因什么時(shí)候表達(dá)以及表達(dá)水平的高低受多種因素的調(diào)控，下圖表示三種調(diào)控基因表達(dá)的途徑，且這三種調(diào)控途徑都直接影響生物的性狀，并可遺傳給下一代。(1)圖中屬于表觀遺傳機(jī)制的途徑有________(填序號(hào))，理由是________________________________________________________________________________________________________。(2)途徑1和途徑2分別是通過(guò)干擾__________、__________來(lái)調(diào)控基因表達(dá)，正常情況下，通過(guò)這兩個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了遺傳信息從______到________的流動(dòng)。(3)依據(jù)途徑3推測(cè)，在神經(jīng)細(xì)胞中，控制呼吸酶合成的基因與組蛋白結(jié)合的緊密程度______(填“高于”“低于”或“等于”)肌蛋白基因，原因是_________________________________________________________________________________________________________________