高中生物试题答案与解析

最近我国科学家通过实验证实转录因子KLF5(是一类蛋白质)能诱导乳腺癌细胞IGFL2﹣AS1和IGFL1基因的转录。同时,在炎症因子TNFα刺激下,KLF5和IGFL2﹣AS1可以共同诱导IGFL1的表达,促进乳腺癌细胞增殖,作用机制如图所示,①~⑧代表相关生理过程。(miRNA是真核生物中广泛存在的一种小分子RNA,可调节其他基因的表达。)
章节:高考政治第六单元 遗传的物质基础第24讲 基因突变和基因重组
答案:

(1)RNA聚合

(2)CTG

(3)RISC﹣miRNA复合物活化后,miRNA与IGFL1的mRNA互补,核酸酶使靶mRNA降解,从而抑制翻译过程 提高

(4)思路一:可以通过抑制 KLF5 的活性,减少 IGF2 - AS1 和 IGF1R 基因的转录,从而抑制乳腺癌细胞增殖。

思路二:可以设计药物干扰 RISC - miRNA 复合物的形成或功能,减少对 IGF1R 基因表达的抑制,从而抑制乳腺癌细胞增殖。

解析:

(1)据图可知,转录因子KLF5进入细胞核后能特异性识别基因的启动子,并与RNA聚合酶结合启动①②过程,即相关基因的转录过程。

(2)基因表达指基因指导蛋白质合成的过程,包括转录和翻译两个过程。在翻译,图中的⑤过程中,tRNA和mRNA之间遵循碱基互补配对原则,若tRNA的反密码子序列为3'﹣GUC﹣5',对应的mRNA的碱基为5′﹣CAG﹣3',则其对应基因中相应位置模板链序列为5′﹣GTG﹣3′。

(3)经研究发现,miRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物(RISC﹣miRNA复合物),复合物被活化后与靶RNA结合”,产生RNA干扰。结合图示可知,RNA干扰的可能机制是RISC﹣miRNA复合物活化后,miRNA与IGFL1的mRNA互补,核酸酶使靶mRNA降解,从而抑制翻译过程;结合图示可知,IGFL2﹣AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合,从而对⑦⑧有抑制作用,进而使IGFL1的表达量提高。

(4)据图可知,IGFL1会促进乳腺癌细胞增殖,则所有可抑制IGFL1产生的的措施都是可行的思路,如设计药物抑制基因IGFL2﹣AS1的表达,以减轻对⑦⑧过程的抑制作用,从而减少IGFL1的表达量;也可以直接研发抑制IGFL1基因表达(转录、翻译)的药物;研制抑制转录因子KLF5活性的药物;研制降低炎症因子TNF﹣α活性的药物等。

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