大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、lacA三个结构基因（编码参与乳糖代谢的酶，其中酶a能够水解乳糖），以及操纵基因、启动子和调节基因。培养基中无乳糖存在时，调节基因表达的阻遏蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合酶不能与启动子结合，使结构基因无法转录；乳糖存在时，结构基因才能正常表达，调节过程如下图所示。回答下列问题。

1. 大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、lacA三个结构基因（编码参与乳糖代谢的酶，其中酶a能够水解乳糖），以及操纵基因、启动子和调节基因。培养基中无乳糖存在时，调节基因表达的阻遏蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合酶不能与启动子结合，使结构基因无法转录；乳糖存在时，结构基因才能正常表达，调节过程如下图所示。回答下列问题。

(1) 过程②除需mRNA提供信息指导外，还需要的RNA有。据图分析，③过程发生时，以（填“α链”或“β链”）为模板，表达出三种酶。

(2) 启动子是识别并结合的部位，当培养基中没有葡萄糖仅有乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合，使其改变而失去功能，则结构基因表达，从而使得大肠杆菌充分利用乳糖。

(3) 当环境中存在葡萄糖和乳糖时，大肠杆菌可以通过调控确保优先利用葡萄糖进行细胞呼吸，只有当环境中仅存在乳糖时，大肠杆菌才能利用乳糖，这种“内卷效应”也是通过乳糖操纵子模型实现的。研究发现，乳糖操纵子的表达和cAMP的含量有很大关系。cAMP含量愈高，乳糖操纵子的表达愈旺盛。当细菌以葡萄糖为能源时，受葡萄糖降解物的影响，cAMP的生成速率，导致乳糖操纵子结构基因（填“表达”或“不表达”）。

【考点】

遗传信息的转录; 遗传信息的翻译;

【答案】

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综合题普通

1. 真核生物细胞内转录形成的RNA需要进一步加工修饰才能形成成熟的RNA。转运RNA（tRNA）是转录后修饰种类最多和修饰最密集的RNA分子，特别是其反密码子环含有大量的修饰。图1为tRNA的三叶草型结构，图2为运输丙氨酸的tRNA的结构，其中反密码子环部位的碱基1为稀有碱基：次黄嘌呤，可以和碱基A、U或C互补配对。回答下列问题：

(1) 真核生物的tRNA与mRNA都是转录后修饰的产物，从结构上两者的差异是，这种结构与功能的关系是。

(2) 已知丙氨酸的密码子有GCU、GCC、GCA、GCG（5^'→3^'），图2中tRNA可以与mRNA上种控制丙氨酸的密码子结合，如果基因发生突变，控制合成的氨基酸序列可能不受影响，原因是（答两点）。

(3) 哺乳动物的线粒体DNA（mtDNA）有37个基因，其中13个基因编码信使RNA翻译为蛋白质、22个编码转运RNA、2个编码核糖体RNA。据此总结基因的功能是。线粒体具有相对独立的蛋白质合成系统，与线粒体外蛋白质合成过程相比，线粒体蛋白合成过程的特点是。近日，科研团队发现了一种线粒体DNA编码胞质翻译蛋白的“线粒体约定”新模式，即信使RNA出线粒体后使用胞质核糖体编码187个氨基酸的蛋白质，翻译后的蛋白质定位到线粒体基质中。研究发现新合成蛋白质进入线粒体的机理与核糖体在引导肽的作用下进入内质网的机理相似，为确定靶向线粒体时起作用的片段，可进行的实验方法是。

(4) 在合成速率上，一个基因平均一个小时仅仅可以合成数个mRNA分子，但1个mRNA分子一个小时平均可以合成上百个蛋白质分子，最高可以到上万，分析可能的原因是（答两点）。

综合题普通

2. 抑郁症与遗传进化

BDNF（脑源性神经营养因子）是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子，也广泛分布于人类中枢神经系统中，其主要作用是影响神经可塑性和认知功能。众多研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNFmRNA含量变化等有关。图1为DNA甲基化机理图，图2为BDNF基因表达及调控过程。

(1) 图2中过程③以为原料，若该过程某tRNA的反密码子序列为5^'-GAA-3^' ，则其识别的密码子序列为。

(2) miRNA-195是miRNA中一种，miRNA是小鼠细胞中具有调控功能的非编码RNA，在个体发育的不同阶段产生不同的miRNA，该物质与沉默复合物结合后，可导致细胞中与之互补的mRNA降解。下列叙述正确的是（　　）（多选） A. miRNA通过碱基互补配对识别mRNA B. miRNA能特异性的影响基因的表达 C. 不同miRNA的碱基排列顺序不同 D. miRNA的产生与细胞的分化无关

(3) 抑郁症小鼠与正常鼠相比，图2中②过程（选填字母），若①过程反应强度不变，则BDNF的含量将（选填字母）。

A.减弱/减少 B.不变 C.增强/增多

(4) 若抑郁症小鼠细胞中一个DNA分子的一个C-G中胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶。与正常DNA分子相比，异常DNA的稳定性（填“低”或“高”），说明你的判断依据。

综合题普通

3. 小鼠的毛色受一对等位基因 Aⁿ和 a 控制，Aⁿ为显性，表现为黄色体毛，a 为隐性，表现为黑色体毛。某研究小组利用纯合的黄毛品系小鼠（甲品系）和黑毛品系小鼠（乙品系），进行了一系列基因与性状之间关系的研究，结合所学知识回答以下问题：

(1) 下图 1 为基因 Aⁿ 的结构及部分碱基序列示意图，已知翻译过程必须从起始密码子 AUG 开始，由此可判断该基因转录时以（填“ 1 链”“2 链”或“ 1 链或 2 链” ）为模板，理由是。

(2) 研究小组分别取一只甲品系小鼠和乙品系小鼠，提取不同细胞的相关DNA和mRNA进行电泳，结果如下图 2、 3 所示：

①由图2可知甲品系小鼠与乙品系小鼠毛色不同的根本原因是

②由图2和图3可知，同一个体的不同细胞都含有毛色基因，但不同。

(3) 研究小组将甲品系小鼠与乙品系小鼠杂交，F₁个体毛色表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。提取不同毛色个体毛囊细胞中的相关DNA和mRNA进行电泳，结果如下图 4 、5 所示：

由图 4 、5 可知，F₁中毛色不同的个体其基因型（填“相同”或“不同”），且在（填“所有”或“部分”）个体的毛囊细胞内毛色基因正常表达。由此推测F₁个体毛色不同最可能的原因是；该推测可以通过检测图5中来验证。

综合题普通