高中 | 第1节 基因指导蛋白质的合成 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第四章 基因的表达

第1节 基因指导蛋白质的合成

$\rm RNA$介导的基因沉默即$\rm RNA$干扰($\rm RNAi$)是表观遗传学的研究热点。$\rm RNAi$主要是对$\rm mRNA$进行干扰,起作用的有$\rm miRNA$$\rm siRNA$$\rm miRNA$是由基因组内源$\rm DNA$编码产生,其可与目标$\rm mRNA$配对:$\rm siRNA$主要来源于外来生物,例如寄生在宿主体内的病毒会产生异源双链$\rm RNA(\rm dsRNA)$$\rm dsRNA$经过核酸酶$\rm Dicer$的加工后成为$\rm siRNA$$\rm siRNA$与目标$\rm mRNA$完全配对,导致$\rm mRNA$被水解。请据图回答:

$\rm 1$

催化过程①的酶是                 ,过程①所需的原料是                 

[["$\\rm RNA$聚合酶","核糖核苷酸"]]

①过程是转录过程,由$\rm RNA$聚合酶催化,所需的原料是$\rm 4$种核糖核苷酸。

$\rm Drosha$$\rm Dicer$都可以催化特定部位的                键的水解,$\rm Exportin5$的功能是                                                                

[["

磷酸二酯;将前体$\\rm miRNA$的水解产物从细胞核转运到细胞质

"]]

依据图示,$\rm Drosha$$\rm Dicer$在加工前体$\rm miRNA$$\rm dsRNA$的过程中催化磷酸二酯键的水解;前体$\rm miRNA$在细胞核合成,$\rm Exportin5$将加工后的前体$\rm miRNA$通过核孔运出细胞核,进入细胞质。

过程③中$\rm miRNA$可与目标$\rm mRNA$配对,进而会导致                 终止。

[["翻译"]]

依据图示,$\rm mRNA$是翻译的模板,由于$\rm miRNA$可与目标$\rm mRNA$配对,使目标$\rm mRNA$失效,会导致翻译的终止。

基因$\rm H$$\rm N$编码各自蛋白质的前$\rm 3$个氨基酸的$\rm DNA$序列如下图所示。起始密码子均为$\rm AUG$,则基因$\rm N$转录时以                链为模板。若基因$\rm H$的箭头所指碱基对$\rm G-C$突变为$\rm T-A$,其对应密码子的变化是                                                                

[["

$\\rm a$;由$\\rm GUC$变为$\\rm UUC$

"]]

起始密码子均为$\rm AUG$,则对应的$\rm DNA$模板链上的碱基序列是$\rm TAC$,据图中的碱基序列分析,基因$\rm N$$\rm a$链上含有$\rm TAC$,故基因$\rm N$转录时以应以$\rm a$链为模板;同理可得,基因$\rm H$转录时以$\rm b$链为模板,突变前模板链的碱基序列是$\rm CAG$,对应的密码子为$\rm GUC$,若图中箭头所指碱基对$\rm G-C$突变为$\rm A-T$,突变后模板链的碱基序列是$\rm AAG$,则其对应的密码子最终变为$\rm UUC$

在基因表达中,编码序列(与转录模板链互补的核苷酸序列)在基因中所占比例一般不超过全部核苷酸数量的$\rm 10\%$。若一个基因片段中脱氧核苷酸之间的磷酸酯键(包括$\rm 3^\prime-$磷酸酯键与$\rm 5^\prime-$磷酸酯键)有$\rm 1198$个,则该基因表达时需要的氨基酸总数不超过                 个(不考虑终止密码)。

[["$\\rm 20$"]]

依据题意,一个基因片段中脱氧核苷酸之间的磷酸酯键有$\rm 1198$个,则该基因片段共有$\rm 1200$个碱基,每条链有$\rm 600$个碱基,编码序列一般不超过$\rm 10\%$,即$\rm 60$个碱基,其对应的$\rm mRNA$也有$\rm 60$个碱基,翻译出的氨基酸序列含有$\rm 20$个氨基酸,所以不考虑终止密码,该基因表达时需要的氨基酸总数不超过$\rm 20$个。

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