清单05 microRNA-备战2025年高考生物二轮热点背练清单（新高考通用）

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（一）、micrRNA 简介
micrRNA（miRNA）是一类内生的、长度约为 20 - 24 个核苷酸的非编码小分子 RNA。它在基因表达调控中起着至关重要的作用。
1.形成过程
miRNA 基因首先在细胞核内由 RNA 聚合酶 Ⅱ 转录生成初级 miRNA（pri - miRNA）。
pri - miRNA 在核酸酶 Drsha 及其辅助因子的作用下被加工成具有发夹结构的前体 miRNA（pre - miRNA）。
pre - miRNA 被转运蛋白 Exprtin - 5 转运到细胞质中，在另一种核酸酶 Dicer 的作用下，被剪切成成熟的 miRNA。
2.作用机制
miRNA 主要通过与靶 mRNA 的 3' 非翻译区（3'UTR）互补配对，从而抑制靶 mRNA 的翻译或促进其降解。当 miRNA 与靶 mRNA 完全互补时，会导致靶 mRNA 的降解；当不完全互补时，则抑制靶 mRNA 的翻译。
（二）、micrRNA 在生物体中的功能
1.细胞分化与发育
miRNA 参与细胞的分化过程。例如，在胚胎发育过程中，特定的 miRNA 可以调控细胞向不同的组织和器官分化。
它可以通过抑制某些基因的表达，使细胞沿着特定的发育路径进行分化。
2.细胞凋亡
miRNA 可以调节细胞凋亡相关基因的表达。一些 miRNA 可以促进细胞凋亡，而另一些则可以抑制细胞凋亡，从而维持细胞的稳态。
3.疾病发生
在癌症中，miRNA 可能作为癌基因或抑癌基因发挥作用。某些 miRNA 的表达异常可能导致细胞增殖失控、凋亡受阻等，促进肿瘤的发生和发展。
此外，在心血管疾病、神经退行性疾病等多种疾病中，miRNA 也都有不同程度的参与。
（三）、高考中可能涉及的考点
1.分子生物学基础
考查 miRNA 的合成过程，包括细胞核内和细胞质内的加工步骤，以及涉及的酶等。
要求学生理解转录和翻译的基本概念，并能将 miRNA 的形成与这些过程联系起来。
2.基因表达调控
分析 miRNA 对基因表达的调控机制，包括如何与靶 mRNA 结合以及对靶基因翻译或降解的影响。
可能会给出具体的基因表达情况，让学生判断是否有 miRNA 参与调控。
3.实验设计与分析
设计实验来验证 miRNA 与靶基因的相互作用。例如，通过荧光素酶报告基因实验来证明 miRNA 能否与靶 mRNA 的 3'UTR 结合并抑制其活性。
分析实验结果，判断 miRNA 在特定生理或病理过程中的作用。
4.疾病与健康
探讨 miRNA 在疾病发生中的作用，如癌症中 miRNA 的异常表达模式。
引导学生思考如何利用 miRNA 进行疾病的诊断和治疗，培养学生的创新思维和应用能力。
（四）、micrRNA 在癌症发生中的作用
癌基因样 miRNA
某些 miRNA 在癌症中表达上调，起到癌基因的作用。它们可以通过抑制肿瘤抑制基因的表达，促进细胞的增殖、存活和侵袭。
例如，miR - 21 在多种癌症中高表达。它可以抑制细胞凋亡相关基因的表达，使癌细胞能够逃避凋亡，持续增殖。
抑癌基因样 miRNA
一些 miRNA 在正常细胞中发挥着抑制肿瘤发生的作用，但在癌细胞中表达下调或缺失。
如 let - 7 家族，在肺癌等多种癌症中表达降低。let - 7 可以靶向多个癌基因，当它表达减少时，癌基因的活性增强，促进肿瘤的发展。
micrRNA 影响癌症的机制
调控细胞周期
miRNA 可以通过调节细胞周期相关基因的表达来影响细胞的增殖。例如，某些 miRNA 可以抑制细胞周期蛋白或细胞周期蛋白依赖性激酶的表达，使细胞周期停滞，从而抑制细胞增殖。
相反，当促进细胞增殖的 miRNA 异常表达时，可能会加速细胞周期进程，导致细胞过度增殖。
诱导细胞凋亡
正常情况下，细胞凋亡是一种重要的防御机制，可以清除受损或异常的细胞。miRNA 可以通过调节凋亡相关基因的表达来影响细胞的凋亡。
一些 miRNA 可以促进凋亡蛋白的表达，诱导癌细胞凋亡；而在癌症中，某些抑制凋亡的 miRNA 可能会高表达，阻碍细胞凋亡的发生。
促进肿瘤血管生成
肿瘤的生长和转移依赖于新生血管的形成。miRNA 可以调节血管内皮生长因子（VEGF）等与血管生成相关的基因表达。
某些 miRNA 可能通过上调 VEGF 的表达，促进肿瘤血管生成，为肿瘤细胞提供营养和氧气，加速肿瘤的发展。
参与肿瘤转移
miRNA 可以调节细胞黏附分子、基质金属蛋白酶（MMPs）等与肿瘤转移相关的基因表达。
例如，高表达的某些 miRNA 可以促进 MMPs 的表达，降解细胞外基质，使癌细胞更容易侵袭和转移到其他组织和器官。
micrRNA 在癌症诊断中的应用
生物标志物
由于 miRNA 在不同类型的癌症中具有特异性的表达模式，因此可以作为癌症诊断的生物标志物。
通过检测血液、组织或其他体液中特定 miRNA 的表达水平，可以辅助癌症的早期诊断。例如，检测血清中 miR - 21 的水平，可能有助于某些癌症的诊断。
联合诊断
miRNA 可以与其他传统的肿瘤标志物联合使用，提高诊断的准确性。例如，将 miRNA 与癌胚抗原（CEA）等标志物结合，可以更准确地诊断结肠癌等疾病。
micrRNA 在癌症治疗中的前景
基因治疗
可以通过导入外源性的抑癌 miRNA 或抑制癌基因样 miRNA 的表达来治疗癌症。例如，利用病毒载体将 let - 7 导入癌细胞，恢复其抑癌功能，抑制肿瘤的生长。
药物靶点
miRNA 及其相关的信号通路可以作为药物研发的靶点。开发针对 miRNA 合成、加工或作用机制的药物，有望为癌症治疗提供新的策略。
例如，研发抑制 miRNA 与靶 mRNA 结合的药物，或者促进抑癌 miRNA 表达的药物。
【例1】为了研究某种 micrRNA（miR - 1）对细胞增殖的影响，科研人员进行了如下实验：
实验材料：细胞株、miR - 1 模拟物（可促进 miR - 1 的表达）、miR - 1 抑制剂（可抑制 miR - 1 的表达）、细胞增殖检测试剂等。
实验步骤：
① 将细胞株分为三组，分别为对照组、miR - 1 模拟物组和 miR - 1 抑制剂组。
② 对照组不做处理，miR - 1 模拟物组和 miR - 1 抑制剂组分别转染 miR - 1 模拟物和 miR - 1 抑制剂。
③ 在相同条件下培养一段时间后，使用细胞增殖检测试剂检测各组细胞的增殖情况。
实验结果：miR - 1 模拟物组细胞增殖速度明显低于对照组，miR - 1 抑制剂组细胞增殖速度明显高于对照组。
请回答下列问题：
该实验的自变量是______，因变量是______。
（2）根据实验结果，可得出的结论是______。
（3）进一步研究发现，miR - 1 可以与细胞增殖相关基因 X 的 mRNA 的 3'UTR 结合。
请推测 miR - 1 抑制细胞增殖的机制：______。
【答案】（1）miR - 1 的表达情况（或 miR - 1 模拟物和 miR - 1 抑制剂的处理）；细胞增殖速度。（2）miR - 1 可以抑制细胞增殖。（3）miR - 1 与基因 X 的 mRNA 的 3'UTR 结合，导致基因 X 的 mRNA 降解或抑制其翻译，从而减少细胞增殖相关蛋白的合成，抑制细胞增殖。
【例2】micrRNA（微小 RNA）是一类由内源基因编码的长度约为 22 个核苷酸的非编码单链 RNA 分子。下列关于 micrRNA 的说法错误的是（ ）
A. micrRNA 可以在细胞核内合成后运输到细胞质中发挥作用
B. micrRNA 能够与特定的 mRNA 结合，从而调控基因的表达
C. micrRNA 的合成过程需要 RNA 聚合酶的参与
D. 一种 micrRNA 只能调控一种基因的表达
分析：这道题主要考查对 micrRNA 的基本概念和功能的理解。A 选项，micrRNA 确实可以在细胞核内合成然后运输到细胞质，该选项正确；B 选项，micrRNA 可以通过与 mRNA 结合来抑制其翻译或促进其降解，从而调控基因表达，该选项正确；C 选项，RNA 的合成通常都需要 RNA 聚合酶，micrRNA 的合成也不例外，该选项正确；D 选项，一种 micrRNA 可以调控多个基因的表达，而不是只能调控一种基因，该选项错误。所以答案是 D。
【例3】：为了研究某种 micrRNA（miR - X）对细胞增殖的影响，科学家进行了如下实验：将细胞分为两组，一组转染 miR - X 的模拟物，另一组转染阴性对照。一段时间后，检测两组细胞的增殖情况。结果发现，转染 miR - X 模拟物的组细胞增殖速度明显低于阴性对照组。下列关于该实验的分析，正确的是（ ）
A. 该实验的自变量是细胞的种类，因变量是细胞的增殖速度
B. 该实验证明了 miR - X 对细胞增殖具有抑制作用
C. 为了使实验结果更准确，还应设置多组不同浓度的 miR - X 模拟物进行实验
D. 该实验可以直接得出 miR - X 抑制细胞增殖的具体机制
分析：这是一道实验分析题。该实验的自变量是是否转染 miR - X 的模拟物，因变量是细胞的增殖速度，A 选项错误；实验结果显示转染 miR - X 模拟物的组细胞增殖速度低于阴性对照组，说明 miR - X 对细胞增殖具有抑制作用，B 选项正确；为了探究 miR - X 对细胞增殖的影响是否与浓度有关，设置多组不同浓度的 miR - X 模拟物进行实验可以使结果更准确，C 选项正确；该实验只能得出 miR - X 对细胞增殖有影响，但不能直接得出其抑制细胞增殖的具体机制，D 选项错误。所以答案是 BC。
【例4】外泌体是活细胞衍生的一种囊泡状结构，可以作为细胞间信息交流的载体。其形成过程中产生的多囊体可以与溶酶体融合，其中内容物被水解酶降解，也可与细胞膜融合，释放外泌体（如下图所示）。图中V-ATPase是溶酶体膜上的蛋白复合物，可作为质子泵维持溶酶体正常的pH。受体细胞可以通过特异性受体识别外泌体。下列有关叙述错误的是（ ）

A．外泌体的形成和受体细胞识别外泌体的过程均体现了膜的流动性
B．抑制V-ATPase的功能，内环境中的外泌体可能会增加
C．若外泌体应用于疾病治疗，可能会成为理想的大分子药物载体
D．若micrRNA能与靶细胞内相应的mRNA结合，则会影响相应基因的翻译
答案：A
【分析】细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的，这体现细胞膜的流动性，是细胞膜的结构特性；而细胞膜具有不同种类和数量的载体蛋白，这是细胞膜选择透过性的基础，是细胞膜的功能特性。
【详解】
A、外泌体形成过程体现了膜的流动性，受体细胞通过特异性受体识别外泌体，这属于细胞膜的信息交流作用，并没有体现膜的流动性，A错误；
B、V-ATPase是溶酶体膜上的蛋白复合物，作为质子泵维持溶酶体正常的pH，多囊体可以与溶酶体融合，其中内容物被水解酶降解，多囊体也可与膜融合后释放到胞外，形成外泌体，当抑制V-ATPase的功能，多囊体与溶酶体融合减少，释放到细胞膜外的增多，外泌体将增多，B正确；
C、受体细胞可以通过特异性受体识别外泌体，且外泌体能够运输大分子物质，若外泌体应用于疾病治疗，可能会成为理想的大分子药物载体，C正确；
D、若 micrRNA 能与靶细胞内相应的 mRNA 结合，则会导致mRNA作为翻译模板的功能丧失，影响相应基因的翻译，D正确。
【例5】micrRNA是一组由基因组编码的长度约20～23个核苷酸的非编码单链RNA。在发挥作用之前，micrRNA需要同细胞内的某些蛋白因子结合形成蛋白质-RNA复合物(miRNA),miRNA能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程，从而调控生物性状。下列说法正确的是（ ）
A．真核细胞中，miRNA发挥作用的场所是细胞核
B．micrRNA基因的表达包括转录和翻译两个阶段
C．miRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式
D．miRNA能识别靶基因并抑制其转录过程
答案：C
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；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，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】
A、分析题意，miRNA能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程，故miRNA发挥作用的场所是细胞质基质，A错误；
B、micrRNA是一组由基因组编码的长度约20～23个核苷酸的非编码单链RNA，不参与基因的表达过程，B错误；
C、miRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式，即A-U、U-A、G-C、C-G，C正确；
D、mRNA是翻译的模板，而miRNA能识别靶mRNA，故miRNA能识别靶基因并抑制其翻译过程，D错误。
【例6】最新研究发现，NO能使基因p53表达出多种micrRNA从而诱导结肠癌细胞凋亡，而p53突变失活能阻断NO诱导结肠癌细胞凋亡的过程，如图所示。下列叙述正确的是（ ）
（注：Survivin为凋亡抑制基因，MET为原癌基因，p53为抑癌基因，“×”代表过程被阻断）
A．micrRNA的合成过程需DNA聚合酶与p53结合
B．Survivin和MET在抑制细胞凋亡方面的作用相反
C．NO诱导结肠癌细胞凋亡与细胞膜的信息交流有关
D．p53失活的多个结肠癌细胞的DNA含量完全相同
答案：C
【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；翻译是指以mRNA为模板，以氨基酸为原料合成蛋白质的过程。原癌基因，能调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因能阻止细胞不正常的增殖。
【详解】
A、基因p53转录形成micrRNA的过程需RNA聚合酶与p53的启动子结合，A错误；
B、Survivin为凋亡抑制基因，能抑制细胞凋亡，MET为原癌基因，能调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。二者在抑制细胞凋亡方面的作用相同，B错误；
C、据题意可知，NO能作为信息分子调节基因p53的表达，从而诱导结肠癌细胞凋亡，该过程与细胞膜的信息交流有关，C正确；
D、p53突变失活能阻断NO诱导的结肠癌细胞凋亡，结肠癌细胞继续分裂，分裂过程中细胞的DNA含量发生规律性变化，故p53失活的多个结肠癌细胞的DNA含量不完全相同，D错误。
【例7】MicrRNA（miRNA）是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，其可通过与靶基因mRNA的某些特定序列配对，从而抑制靶基因的表达。如图是某真核细胞内该miRNA形成及发挥作用的过程示意图。下列叙述错误的是（ ）
A．核糖体也是一种RNA蛋白质复合物
B．该miRNA通过与W基因的mRNA结合成双链使W蛋白合成过程提前终止
C．该miRNA在细胞核内转录后立刻通过核孔进入细胞质中加工并发挥作用
D．miRNA、rRNA、mRNA、tRNA都由DNA转录而来
答案：C
【解析】转录是以DNA的一条链为模板，再RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。转录后的RNA经过加工后形成成熟的RNA，通过核孔进入细胞质，翻译形成蛋白质。
【详解】
A、核糖体由RNA和蛋白质组成，也是一种RNA蛋白质复合物，A正确;
B、miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合，从而使翻译过程终止，B正确;
C、miRNA基因转录形成的RNA在细胞核内加工后，进入细胞质继续加工并与蛋白质结合，附着在W基因转录的mRNA 上，阻止其翻译，C错误；
D、miRNA、rRNA、mRNA、tRNA都属于RNA，都由DNA转录而来，D正确。
【例8】（2023·广东·高考真题）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。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)放射刺激心肌细胞产生的 会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过 酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对 的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是 。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路 。
(1)自由基
(2)RNA聚合 miRNA
(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡
(4)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。
【详解】
（1）放射刺激心肌细胞，可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
（2）RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。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。
（3）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，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。
（4）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。
【例9】micrRNA（miRNA）是存在于动植物体内的大约由22个核苷酸组成的短RNA，其虽然在细胞内不参与蛋白质的编码，但作为基因调控因子，却影响了从发育到生理机能再到应激反应的大部分生物学过程。如图表示线虫细胞中miRNA（lin-4）调控基因lin-14表达的相关作用机制。请回答：
（1）图中A过程需要的酶是 ；在B过程中发生碱基互补配对的两个生物大分子是 。
（2）基因lin-14的部分碱基发生了变化，但其编码的lin-14蛋白质可能不变，其原因是 ；图中①上同时结合多个核糖体的意义是 。
（3）由图可知，miRNA调控基因lin-14表达的机制是RISC-miRNA复合物抑制 过程。
（4）在图中，如果物质①中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则可得出与其对应的DNA片段中胞嘧啶占 。
（5）将全部DNA分子双链经32P标记的线虫体细胞（染色体数为2n=12）置于不含32P的培养基中培养，经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。一个细胞中含32P的染色体最多为 条，含有标记染色体的细胞数可能为 个。
【答案】 RNA聚合酶 mRNA和tRNA 不同密码子可能对应同一种氨基酸 少数mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质 翻译 29% 12 2~8
【详解】（1）图中A过程表示转录，需要RNA聚合酶催化。B过程表示翻译，mRNA和tRNA之间会发生碱基的互补配对。
（2）密码子具有简并性，一种氨基酸可能对应多种密码子，故基因lin-14的部分碱基发生了变化，但其编码的lin-14蛋白质可能不变；图中①上同时结合多个核糖体，少数mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质，可以提高翻译的效率。
（3）由图可知，RISC-miRNA复合物可以结合在mRNA上抑制翻译过程。
（4）物质①为mRNA，若其中尿嘧啶U和腺嘌呤A之和占42%，则其中C+G=1-42%=58%，根据碱基互补配对原则可知，对应的DNA中C+G=58%，故其中C占29%。
（5）将全部DNA分子双链经32P标记的线虫体细胞（染色体数为2n=12）置于不含32P的培养基中培养，经过一次分裂后，每个子细胞中的每条染色体上的DNA均为杂合链，经过2次分裂后，形成的4个子细胞中，至少有2个细胞含放射性，最多有4个子细胞含放射性，经过3次分裂后，共形成8个子细胞，每个子细胞中含有12条染色体，至少有2个子细胞含有32P，最多有8个细胞含有32P，每个细胞中含有32P的数目可能在0-12，最多有12条染色体含32P。
【例10】微RNA（miRNA）是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。如图表示秀丽线虫细胞中微RNA（Iin-4）调控基因lin-14表达的相关作用机制。请回答下列问题：

(1)过程A中需要酶、 等物质（至少答出两种），在过程B中能与①发生碱基互补配对的分子是 。
(2)图中①上同时结合多个核糖体的意义是 。图中涉及的遗传信息的传递方向为 。
(3)由图可知，微RNA调控基因lin-14表达的机制是RISC-miRNA复合物抑制 过程。
(4)在图中，如果物质①中尿嘧啶和腺嘌呤之和占22%，则可得出与其对应的DNA片段中胞嘧啶占 。
(5)将全部DNA分子双链经32P标记的秀丽线虫体细胞（染色体数为2n=12）置于不含32P的培养基中培养，经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。一个细胞中含32P的染色体最多为 条，含有标记染色体的细胞数的范围为 个。
【答案】(1) 核糖核苷酸和ATP tRNA
(2) 少数mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质 DNA→RNA→蛋白质
(3)翻译
(4)39%
(5) 12 2~8
【详解】（1）过程A为转录，需要酶（RNA聚合酶）、原料（核糖核苷酸）、能量（由ATP直接提供）等物质。①是mRNA，过程B是翻译；在翻译中，运输氨基酸的tRNA分子上的反密码子与mRNA上的密码子配对。
（2）图中①所示的mRNA上同时结合多个核糖体的意义是：少数mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。图中涉及的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质。
（3）由图可知，lin-4调控基因lin-14表达的机制是：RISC-miRNA复合物抑制翻译过程。
（4）图中①为mRNA，其中尿嘧啶和腺嘌呤之和占22%，即U＋A＝22%。根据碱基互补配对原则可推知，在转录该mRNA的DNA中，A＋T占22%，且A＝T，C＝G，因此A＝T＝11%，C＝G＝（100%－11%×2）÷2＝39%。
（5）秀丽线虫的体细胞含有12条染色体，是通过有丝分裂的方式进行增殖的。在有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，分别移向细胞两极，而且子染色体移向细胞两极具有随机性。据此并结合DNA分子的半保留复制方式可推知：将全部DNA分子双链经32P标记的秀丽线虫体细胞置于不含32P的培养基中培养，经过连续3次细胞分裂后产生的8个子细胞中，一个细胞中含32P的染色体最多为12条，含有标记染色体的细胞数可能为2～8。
【例11】研究表明，circRNA是细胞内一种环状闭合RNA，可通过miRNA（细胞内一种单链小分子RNA）调控P基因表达，进而影响细胞凋亡，其大致调控机制如图。

(1)图中的DNA片段M基因不能编码蛋白质，但仍把M称作基因，理由是 。
(2)催化过程①的酶是 ，与过程②相比，该过程中特有的碱基配对方式是 。
(3)circRNA是一种环状闭合RNA，是链状RNA的首尾通过磷酸与 （填物质名称）连接起来形成的。
(4)图中P基因mRNA的a端为 （填“3′”或“5′”）端，其最终合成的P1、P2、P3三条多肽链的氨基酸序列 （填“相同”或“不同”）。
(5)据图分析，circRNA （填“促进”或“抑制”）细胞凋亡。
(6)据图分析，miRNA表达量升高也可影响细胞凋亡，其可能的原因是 。
【答案】(1)M能转录形成circRNA，可通过miRNA调控P基因表达，进而影响生物性状，说明M是具有遗传效应的DNA片段
(2) RNA聚合酶 T—A
(3)核糖
(4) 5´ 相同
(5)抑制
(6)P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因mRNA结合的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡
【详解】（1）由图可知：M基因能转录形成circRNA，circRNA可通过miRNA调控P基因表达，进而影响生物性状，说明M是具有遗传效应的DNA片段，因此图中的M基因不能编码蛋白质，但仍把M称作基因。
（2）过程①是转录，催化该过程的酶是RNA聚合酶。过程②是翻译。在转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对，与翻译相比，转录特有的碱基配对方式是T—A。
（3）核糖核酸，简称RNA，其基本单位是核糖核苷酸。circRNA是一种环状闭合RNA，是链状RNA的首尾通过磷酸与核糖连接起来形成的。
（4）在翻译过程中，核糖体沿着mRNA的移动方向是5′→3′，根据图中合成肽链的长度可知核糖体的移动方向是从左向右，故图中P基因mRNA的a端为5′端。由于P1、P2、P3三条多肽链合成时以同一条mRNA为模板，故其最终合成的P1、P2、P3三条多肽链的氨基酸序列相同。
（5）由图可知，P蛋白能抑制细胞凋亡。当miRNA与P基因mRNA结合时，会因停止P基因mRNA的翻译过程而降低其P蛋白的合成量。当miRNA与circRNA结合时，miRNA就不能与P基因mRNA结合，从而提高P基因mRNA的翻译水平。可见，circRNA影响细胞凋亡的作用机制是：circRNA能靶向结合miRNA，阻断miRNA与P基因mRNA结合，提高P基因的表达量，进而抑制细胞凋亡。
（6）分析题图可知：P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，miRNA与P基因mRNA结合的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。可见， miRNA表达量升高也可影响细胞凋亡。
【例12】MIR-15a基因控制合成的miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA，其主要具有调控其他基因表达的功能。miRNA调控Bcl2基因（其编码的蛋白质Bcl2有抑制细胞凋亡的作用）表达的机理如图所示。回答下列问题：
(1)核糖体在①上的移动方向是 （填“从左向右”或“从右向左”）。图中①可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，意义是 。翻译结束后，图中形成的②完全相同，原因是 。
(2)真核细胞中的miRNA前体是通过 过程形成的，该过程需要 酶的参与。成熟miRNA的形成需要在某种酶的作用下对miRNA前体进行剪切，使其序列变短，则该酶发挥作用时能形成成熟miRNA，同时还可能形成游离的 分子。
(3)科学研究发现，细胞凋亡过程中MIR-15a基因的表达会明显增强，请据图分析其中原因： 。
【答案】(1) 从右向左 能显著提高翻译的效率 合成多肽链的模板相同
(2) 转录 RNA聚合 核糖核苷酸
(3)MIR-15a基因转录形成的成熟miRNA能与Bcl2基因转录成的mRNA结合，从而使Bcl2基因的翻译过程无法正常进行，导致细胞中的Bcl2减少，不能抑制细胞凋亡
【详解】（1）观察图中核糖体与①的结合位置，核糖体从起始密码子开始读取并翻译，根据所给图形，核糖体在①上的移动方向是从左向右。图中①可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，意义是可以在短时间内合成大量相同的多肽链，提高翻译的效率。翻译结束后，图中形成的②完全相同，原因是这些核糖体均以同一条①为模板进行翻译，遵循碱基互补配对原则，所以合成的②完全相同。
（2）真核细胞中的miRNA前体是通过转录过程形成的，该过程需要RNA聚合酶的参与。成熟mRNA的形成需要在某种酶的作用下对miRNA前体进行剪切，使其序列变短，该酶发挥作用时能形成成熟mRNA，同时还可能形成游离的核糖核苷酸分子。
（3）细胞凋亡过程中MIR-15a基因的表达会明显增强，原因是MIR-15a基因转录形成的成熟miRNA能与Bcl2基因转录成的mRNA结合，从而使Bcl2基因的翻译过程无法正常进行，导致细胞中的Bcl2减少，不能抑制细胞凋亡
【例13】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。研究发现，BCL2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miRNA 调控，如图1所示。图1中A、B表示过程，①、②表示物质，图2表示B过程的相关机制。回答下列问题。
(1)图中A代表的过程是 ，该过程中游离的核糖核苷酸依次连接在正在合成的①的 (填“3'-端”或“5'-端”)。
(2)图2中核糖体甲、乙中更早结合到mRNA 分子上的是 ，tRNA 的 (填“5'-端”或“3'-端”)携带氨基酸进入核糖体。图2中正在进入核糖体甲的氨基酸是 (部分密码子及其对应的氨基酸：GGC——甘氨酸； CCG——脯氨酸； GCC——丙氨酸；CGG一精氨酸) 。
(3)图1中成熟miRNA 单链中腺嘌呤占18%, 尿嘧啶占42%,成熟miRNA与①形成的双链区中鸟嘌呤所占的比例为 。
(4)据图1分析可知，成熟miRNA的大量产生会 (填“促进”或“抑制”)细胞凋亡，请简述其机理 。
(5)BCL2基因在癌细胞中高表达，基于上述分析，请提出一种治疗癌症的思路 。
【答案】(1) 转录 3'-端
(2) 乙 3'-端 脯氨酸
(3)20%
(4) 促进 miRNA 能与BCL2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
(5)促进MIR-15a基因的表达
【详解】（1）A过程表示转录，产生mRNA，转录的方向是从5'到3'，游离的核糖核苷酸依次连接在正在合成的①mRNA的3'-端。
（2）图2中核糖体甲、乙中更早结合到mRNA 分子上的是乙，乙上的肽链更长。tRNA的3'-端携带氨基酸进入核糖体，图2中正在进入核糖体甲的氨基酸是脯氨酸，因为图中tRNA上的反密码子是GGC，对应密码子CCG，编码的是脯氨酸。
（3）成熟miRNA与①形成的双链区遵循碱基互补配对原则，成熟miRNA 单链中腺嘌呤占18%, 尿嘧啶占42%，则双链区的A、U、T占双链的60%，G、C占40%，双链区域的G=C=20%。
（4） 据图分析可知：miRNA能与BCL2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程从而调控BCL2基因表达，而BCL2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，故成熟miRNA的大量产生会促进细胞凋亡。
（5） MIR-15a基因控制合成的 miRNA 能与BCL2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程从而调控BCL2基因表达，从而促进细胞凋亡，故基于上述分析，请提出的一种治疗癌症的思路为：促进MIR-15a基因的表达，使其转录出更多的miRNA与BCL2基因转录出的mRNA结合，抑制其翻译。
【例14】脑源性神经营养因子（BDNF）是由两条肽链构成，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精神分裂症的发生。图1为BDNF基因表达及调控过程，图2为细胞中的某物质结构示意图，图3代表细胞中的某生理活动。请据图回答下列问题：

(1)图1中过程乙需要以 为原料。图2中tRNA的功能是 。图3过程酶X在DNA上的移动方向是 （填“从左到右”或“从右到左”）。
(2)miRNA是一类在人体内广泛分布的内源性非编码RNA，长度为19~25个核苷酸，能特异性调控相应基因的表达。如图1中的miRNA-195基因表达产物 能调控BDNF基因的表达，因此精神分裂症患者与正常人相比BDNF含量 。下列关于miRNA的叙述正确的是 。
a．miRNA由相应的RNA复制产生
b．miRNA可通过核孔转移至细胞质，发挥作用
c．miRNA基因在转录时需要DNA解旋酶与RNA聚合酶参与
d．翻译是核糖体沿着miRNA移动，从起始密码子开始，读到终止密码子结束
(3)已知某基因片段碱基排列顺序如图所示。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。

（脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG：谷氨酸的密码子是GAA、GAG；赖氨酸的密码子是AAA、AAG；甘氨酸的密码子是GGU、GGC、GGA、GGG。）则翻译上述多肽的mRNA是由该基因的 （填“甲”或“乙”）链转录形成的。
【答案】(1) 氨基酸 携带特定氨基酸并识别mRNA中的密码子 从右到左
(2) miRNA-195 少 b
(3)乙
【详解】（1）图1中过程乙为翻译，需要氨基酸为原料。图2中tRNA能携带特定氨基酸并识别mRNA中的密码子，是搬运氨基酸的工具。图3过程酶X是RNA聚合酶，根据右侧形成的RNA链可知，酶X在DNA上的移动方向是从右到左。
（2）图1中的miRNA-195基因表达产物miRNA-195可与BDNF基因转录形成的mRNA互补形成双链，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。BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症的发生，因此精神分裂症患者与正常人相比，BDNF含量少。
a、据图可知，miRNA由相应的基因转录产生，a错误；
b、miRNA属于大分子，可通过核孔转移至细胞质，发挥作用，b正确；
c、miRNA基因在转录时需要RNA聚合酶参与，不需要解旋酶，c错误；
d、翻译是核糖体沿着mRNA移动，从起始密码子开始，读到终止密码子结束，miRNA不能作为翻译的模板，d错误。
故选b。
（3）脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG，由于密码子位于mRNA上，而mRNA上的碱基序列与DNA模板链上的碱基序列互补，若甲链为模板，则第一个密码子为CCG，可对应脯氨酸，但第二个密码子为GAC，不能对应谷氨酸，因此推测乙链是转录的模板链，转录形成的mRNA上从左向右的第3、4、5三个碱基构成密码子CCU，对应脯氨酸，第二个密码子为GAA，对应谷氨酸，第三个密码子为GAG，对应谷氨酸，第四个密码子为AAG，对应赖氨酸。
【例15】结直肠癌（CRC）是全球三大恶性肿瘤之一，早期无明显症状，容易发生转移，因此明确CRC的发展和转移途径至关重要。研究人员发现，H基因的高水平表达会促进CRC细胞的生长和迁移，某种miRNA能抑制H基因的表达，具体调节机制如图所示。
回答下列问题：
(1)H基因属于 （“原癌基因”或“抑癌基因”）。与正常结直肠细胞相比，CRC细胞中H基因的 发生了改变。
(2)图中H基因控制H蛋白的合成主要包括 （填序号）两个阶段，最终表达出的H蛋白会进一步导致CRC细胞间的 降低，导致CRC细胞在体内转移。
(3)据图分析，该miRNA能够抑制H基因表达的原因是 。
(4)结合上述信息，提出一种从分子水平抑制CRC发展和转移的思路： 。
【答案】(1) 原癌基因 表达水平
(2) ①④ 黏着性
(3)miRNA可以与H基因mRNA发生碱基互补配对，并使H基因mRNA降解
(4)向CRC细胞中导入miRNA对应的基因
【详解】（1）原癌基因表达的蛋白质的功能：细胞正常的生长和增殖所必需的。原癌基因突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。研究人员发现，H基因的高水平表达会促进CRC细胞的生长和迁移，因此H基因属于原癌基因。与正常结直肠细胞相比，CRC细胞中H基因的表达水平发生了改变。
（2）基因的表达包括转录和翻译两个过程，即图中的①（转录）和④（翻译）。癌细胞特征：①能够无限增殖，②形态结构发生显著变化，③细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。因此H蛋白会进一步导致CRC细胞间的黏着性降低，导致CRC细胞在体内转移。
（3）据图分析，该miRNA能够抑制H基因表达的原因是miRNA可以与H基因mRNA发生碱基互补配对，并使H基因mRNA降解。
（4）根据图中miRNA能够抑制H基因表达，因此可以向CRC细胞中导入miRNA对应的基因，从而从分子水平抑制CRC发展和转移。