高考生物思维进阶培优系列5　围绕基因表达的新情境试题（含解析）

高考生物思维进阶培优系列 5　围绕基因表达的新情境试题 案例　(2022·湖南卷)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是(　　) A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链 B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子 C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡 D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译 答案：D [演练提升] 1．(2022·联考二模)科学家在对肥胖症进行研究时发现，正常小鼠体内FTO基因的敲除或失活会导致细胞内RNA的甲基化修饰水平增加约20%，同时减少成熟脂肪细胞内脂肪含量，而敲除METTL3基因后，其结果刚好相反。下列相关叙述正确的是(　　) A．FTO基因的过量表达会减少脂肪含量 B．mRNA的甲基化不会导致遗传信息的改变 C．FTO与METTL3对脂肪含量的影响属于负反馈调节 D．FTO与METTL3可在转录水平对基因的表达进行调节 解析：选B。由“正常小鼠体内FTO基因的敲除或失活会导致细胞内RNA的甲基化修饰水平增加约20%，同时减少成熟脂肪细胞内脂肪含量”可知，FTO基因的表达会导致脂肪含量增加，A错误；mRNA的甲基化修饰不会导致遗传信息的改变，B正确；负反馈调节是指在一个系统中，系统本身的工作效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，因此FTO与METTL3对脂肪含量的影响不属于负反馈调节，C错误；FTO与METTL3是通过影响细胞内RNA的甲基化修饰水平，从而影响细胞内脂肪含量的，因此是翻译水平的调节，D错误。 2．(2022·广东江门模拟)R-Loop是细胞内的一种特殊的三链核酸结构，由一条mRNA与DNA杂合链和一条DNA单链所组成(如图)，在人类基因组中分布广泛。R-Loop可在基因的CpG岛处形成(注：CpG岛是DNA上富含GC的区域，多位于基因的启动子处；启动子是基因上起始转录的位点)。细胞内存在RNA酶H，作用于R-Loop，阻止了它们的积累和持久存在。最新研究表明，GADD45A蛋白识别并结合细胞内的R-Loop，作为R-Loop的探测器，募集去甲基化酶TET1，从而介导CpG岛的去甲基化，促进相关基因的表达，使个体表型发生可遗传变化，整个调控过程中基因的DNA序列不变。R-Loop结构对人体有益或是有害？科学家们一直辩证地研究这个问题。请回答： (1)R-Loop结构中的碱基对的配对方式有_____。在高等动物细胞的基因表达过程中，能产生R-Loop的过程为_____。R-Loop结构的存在使DNA分子的稳定性_____(填“增大”“降低”或“保持不变”)。 (2)RNA酶H起作用时有助于维持人体细胞中基因结构的稳定性，推测其原因可能是：_____。 (3)GADD45A蛋白识别并结合细胞内的R-Loop，调控基因表达，这一现象叫作_____，该现象不属于可遗传变异，依据是_____。 (4)近年来，最新研究发现肿瘤抑制基因TCF21的启动子区域(DNA上起始转录的位点)存在CpG岛的结构，且肿瘤细胞内的TCF21基因启动子区域的甲基化水平明显高于正常细胞。据此阐述R-Loop结构对人体也有益处的理由_____。 解析：分析题干信息可知R-Loop结构是一种三链RNA-DNA杂合片段，是在DNA的双链中不小心结合了与模板链互补的RNA，因此这种异常结构的形成可能和转录过程RNA未正常脱离有关。(1)R-Loop是一种由RNA-DNA杂合链和单链DNA组成的特殊核酸结构，推测R-Loop结构中的碱基对的配对方式有A－U、T－A、G－C、C－G。R-Loop结构是产生的RNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链，因此该结构应该是转录形成RNA过程时形成的产物；该结构的存在使DNA单链分子不能与互补链碱基互补配对，故该结构的存在使DNA分子的稳定性降低。(2)R-Loop是细胞内的一 ... ...