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热点01 2024 年诺贝尔生理学或医学奖高考热点命题
（热点解读+情境预测+限时检测）
2024 年诺贝尔生理学或医学奖已经揭晓，两位科学家因发现微小核糖核酸(micrRNA 或mRNA)及其在
转录后基因调控中的作用而获奖这一发现不仅使我们对基因表达的调控有了全新的认识，也为癌症等疾病
的诊断和治疗提供了新思路。该研究成果与高中生物学中基因表达细胞分化等知识密切相关，是高考命题
的热点素材。本专题聚焦2024 年诺贝尔生理学或医学奖相关热门考点进行深剖，理相关知识，精选好题，
帮助考生高效备考。
考点1 教材考点梳理
(1)转录的过程：以DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成 RNA 的过程。转录过程中子链
从5'端向3'端延伸，转录的产物有mRNA、IRNA、rRNA 等。
(2)翻译的过程：以 mRNA 为模板，密码子和反密码子互补配对，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的
蛋白质的过程。通常，一个mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少
量的mRNA 分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)密码子、反密码子、氨基酸与 IRNA 的关系:一种密码子只对应一种氨基酸,但一种氨基酸可能对应一种
或几种密码子。一种RNA 只能转运一种氨基酸,但一种氨基酸可由一种或几种IRNA 转运。IRNA 的3'端是
结合氨基酸的部位，每个IRNA 的3 个碱基(反密码子)可以与mRNA 上的密码子互补配对。IRNA 分子内部
存在键。
(4)起始密码子与启动子,终止密码子与终止子的区别：起始密码子和终止密码子都是密码子，位于mRNA
上，控制翻译的起始与终止，由核糖核苷酸组成；启动子和终止子分别位于基因的上游和下游，由脱氧核
糖核苷酸组成，分别调控转录的起始和终止。
考点 2 高考考点拓展
(1)内含子与外显子辨析：大多数真核生物的基因为不连续基因，即基因的编码序列在DNA 分子上被非编
码序列隔开，是不连续的。编码的序列为外显子，是一个基因表达出多肽链的部分；非编码序列为内含子，
不表达多肽链。
(2)成熟mRNA 与前体mRNA(pre-mRNA)的辨析：真核生物细胞内DNA 转录的初始mRNA 为前体
mRNA，其中含有非编码序列等。前体 mRNA 经过剪切等除去其中的非编码序列，并将编码序列连接起
来形成成熟RNA。
（建议用时：40 分钟）
一、单选题
1
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1．（四川省名校联盟2024-2025 学年高三12 月联考）2024 年的两位诺贝尔生理学或医学奖得主研究了
Lin-4 和Lin-14 遗传位点变异而出现发育缺陷的突变秀丽隐杆线虫，发现Lin-4 基因并不编码蛋白质，编码
的是一个由22 个核苷酸组成的非编码RNA(Lin-4miRNA)，其通过调控Lin-l4 基因的表达进而调控幼虫的
正常发育模式。这一发现使得miRNA 有望在癌症等多种疾病的诊疗指导中发挥重要作用。Lin-4mRNA 的
形成过程及其对Lin-14 基因的表达调控如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．Lin-4 基因转录产物加工为成熟miRNA 的场所是细胞核
B．Lin4miRNA 对Lin-l4 蛋白合成的调控属于转录后水平上的调控
C．①过程和③过程中都需要进行碱基互补配对，但配对方式完全不同
D．Lin-4miRNA 翻译过程发生在核糖体，还需要tRNA、氨基酸等物质参与
【答案】B
【分析】题图分析，图中①表示转录过程；②表示miRNA 前体1 经过加工形成miRNA 前体2 过程；
miRNA 与Lin-14mRNA 部分配对，使其翻译受阻。
【详解】A、结合图示可知，Lin-4 基因转录产物加工为成熟miRNA 的场所是细胞核和细胞质基质，A 错
误；
B、Lin4miRNA 对Lin-l4 蛋白合成的调控属于翻译水平上的调控，也属于转录后水平上的调控，B 正确；
C、①过程指的是转录，该过程的碱基互补配对发生在DNA 和RNA 之间，分别为A-U、G-C、C-G、T-
A，③过程为RNA 之间的碱基互补配对，分别为A-U、G-C、C-G、UA，可见这两个过程中的配对方式不
完全不同，C 错误；
D、题意显示，Lin-4 基因并不编码蛋白质，因而没有相关的翻译过程，D 错误。
2．（2025 届四川省部分学校高三下学期第一次质量联合测评）miRNA 是一类非编码单链小分子 RNA，
通过与靶 mRNA 结合调控基因的表达。第一个miRNA(lin-4)是在线虫细胞核中发现的，下图是线虫某细
胞调控 lin-14 基因表达的具体机制。下列说法正确的是（ ）
A．过程①发生在细胞核，过程②发生在细胞质
2
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B．RISC 可以与靶 mRNA 特异性结合，促进其翻译过程
C．RISC 中的 miRNA 与 lin-14 基因的靶 mRNA 的3'端结合
D．靶 mRNA 与 Pre-miRNA 的形成体现了基因的选择性表达
【答案】C
【分析】①观察题图可得，过程①物质变化为lin-14 基因
靶
➡
mRNA，为转录过程，过程②物质变化为
lin-14 基因➡lin-14 基因，为DNA 复制过程，过程③为核糖体与靶mRNA 结合合成肽链，为翻译过程；
②基因的选择性表达是指：针对多细胞生物而言，其体内不同的细胞有许多蛋白质不同，是不同的细胞选
择表达不同基因的结果。
【详解】A、观察题图可得，过程①物质变化为lin-14 基因
靶
➡
mRNA，为转录过程，过程②物质变化为
lin-14 基因➡lin-14 基因，为DNA 复制过程，均发生在细胞核，A 错误；
B、据图可知，RISC 可以与靶mRNA 结合，阻止翻译过程发生，B 错误；
C、翻译过程是从mRNA 的5'开始，根据图中肽链的长短可判断A 端为5'，B 端为3'，因此RISC 中的
miRNA 与lin-14 基因的靶mRNA 的3'端结合，C 正确；
D、据图可知，靶mRNA 与Pre-miRNA 的模板均是lin-14 基因，只是两者形成的RNA 结构不同，不属于
基因的选择性表达，D 错误。
3．（天津市八校联考2024-2025 学年高三上学期1 月期末）RNA 干扰(RNAi)是表观遗传学的研究热点之
一,RNAi 中起作用的有miRNA 和siRNA。miRNA 是由细胞核基因编码产生,可与目标mRNA 配对;siRNA
主要由外源核酸诱导产生，RNAi 作用过程如图，叙述错误的是（ ）
A．形成miRNA 过程中需要RNA 聚合酶和核酸酶的作用
B．④过程是RNA 复制的过程，与翻译过程相比，碱基互补配对方式完全相同
C．.miRNA 主要抑制核糖体在目标mRNA 上的移动，而siRNA 主要导致目标mRNA 的降解
D．miRNA 是基因转录形成的双链结构，所以在转录时miRNA 基因的两条链都要作为模板
【答案】D
【分析】转录是在细胞核内，以DNA 一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA 的过程。 翻译
是在核糖体中以mRNA 为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA 为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸
为原料合成蛋白质的过程。
【详解】A、据题意可知，miRNA 是由细胞核基因编码产生，RNA 聚合酶负责转录出miRNA 的初级转录
3
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本，而核酸酶则负责加工和剪切这些初级转录本，形成成熟的miRNA，这两个过程相互协作，共同完成了
miRNA 的生物合成，A 正确；
B、④是RNA 复制的过程，与翻译过程相比，碱基互补配对方式完全相同，都是A-U、U-A、C-G、G-C
配对，B 正确；
C、miRNA 和siRNA 都是作用于翻译过程，miRNA 主要抑制核糖体在目标mRNA 上的移动，而siRNA 主
要导致目标mRNA 的降解，引起目标基因不能表达出蛋白质或者表达量减少，C 正确；
D、miRNA 是基因转录形成的前体miRNA 加工形成的双链结构，而前体miRNA 依然是单链结构，转录时
以基因的一条链作为模板，D 错误。
4．（2025 届贵州省遵义市高三第二次适应性考试）科学家研究发现细胞miRNA（微小RNA）的存在及其
在基因表达中的调控作用，下图揭示了lin-4 基因调控lin-14 基因表达的机制，lin-4 基因不编码蛋白质，图
中nt 代表核苷酸单位。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①②需要4 种脱氧核糖核苷酸作为原料
B．过程③因不遵循碱基互补配对原则出现环状结构
C．图中miRNA 和mRNA 均可作为模板合成蛋白质
D．lin-4 基因转录后会降低lin-14 基因表达的产物量
【答案】D
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA 分子的一条链为模板，在RNA 聚合酶的作用下消耗
能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA 为模板，在酶的作用下，消耗能
量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、过程①②是以DNA 的一条链为模板合成RNA 的过程，都是转录，转录需要的原料是核糖核
苷酸，A 错误；
B、据图可知，过程③也存在碱基互补配对，环状结构的出现是因为无配对碱基，B 错误；
C、mRNA 均可作为模板合成蛋白质，但miRNA 不能，C 错误；
D、lin-4 基因转录后会产生miRNA，该miRNA 与lin-14 的mRNA 结合，导致lin-14 的mRNA 无法作为翻
译的模板，故会降低lin-14 基因表达的产物量，D 正确。
5．（河南省金太阳2024-2025 学年高三上学期11 月期中联考）2024 年诺贝尔生理学或医学奖由美国科学
家VictorAmbros 和GaryRuvkun 获得，以表彰他们在microRNA（微小RNA）及其转录后水平调控的发现。
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microRNA（微小RNA，miRNA）是一类由内源基因表达的，长度较短的非编码RNA，广泛存在于生物体
内，通过调控相关基因表达实现对细胞增殖和细胞分化等多种生理过程的调控。下图为miRNA 的合成及
其介导的基因调控机制示意图，①—③代表过程，下列相关叙述不正确的是（ ）
A．RNA 聚合酶参与①过程，可催化氢键的断裂和磷酸二酯键的合成
B．前体miRNA 在miRNA 转运蛋白的协助下通过核孔转运出细胞核的过程属于主动运输，需要消耗能
量
C．细胞质基质中的Dicer 酶可催化前体miRNA 转变为miRNA-miRNA*双链分子，进而解旋形成
miRNA 和miRNA*，后者在RNA 酶的催化下降解
D．利用人造miRNA 进行癌症治疗的可能机理是人造miRNA 可与原癌基因的转录出的mRNA 特异性
结合，抑制其翻译或导致其降解
【答案】B
【分析】据图判断，过程①为转录，过程②是将转录出的RNA 通过核孔运出细胞核，过程③中，Ago 蛋
白等多种蛋白质可与miRNA 构成RISC 复合物，再与靶基因mRNA 结合，进而抑制其翻译或促进靶基因
mRNA 降解。
【详解】A、过程①为转录过程，产物是miRNA，是以DNA 为模板合成mRNA 的过程，RNA 聚合酶参与
该转录过程，可催化氢键的断裂和磷酸二酯键的合成，A 正确；
B、前体miRNA 在miRNA 转运蛋白的协助下通过核孔转运出细胞核需要消耗能量，但该过程没有跨膜，
不属于主动运输，B 错误；
C、结合图示可知，RNA 通过核孔运出细胞核，细胞质基质中的Dicer 酶可催化前体miRNA 转变为
miRNA-miRNA*双链分子，进而解旋形成miRNA 和miRNA*，miRNA*的化学本质是RNA，在RNA 酶的
作用下催化降解，C 正确；
D、mRNA 是翻译的模板，可翻译出蛋白质，利用人造miRNA 进行癌症治疗的可能机理是人造miRNA 可
与原癌基因的转录出的mRNA 特异性结合，抑制其翻译或导致其降解，D 正确。
二、非选择题
6．2024 年诺贝尔生理学或医学奖授予两位美国科学家，因其“发现microRNA 及转录后基因调控功能”。
microRNA 简称miRNA，一般为长约22 核苷酸的真核生物内源非编码RNA，在癌症的发生发展中发挥着
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至关重要的作用。miRNA 在细胞中产生及发挥调控功能的过程如图1 所示。
(1)miRNA 基因的基本组成单位是 ，①过程需要 酶。与DNA 复制相比较，①过程
特有的碱基互补配对形式是 。
(2)据图1 分析，Exportin5 的功能是将前导miRNA 通过 (填结构名称)转运到细胞质，miRNA 对
靶基因的表达调控发生在下图中的 。(编号选填)
(3)以下相关叙述正确的是___________。
A．miRNA 基因与miRNA 在化学构成上的差异仅限于五碳糖的种类，其他方面则无显著不同
B．据图1 推测，Drosha 和Dicer 的功能都是催化氢键的断裂
C．图1 中③过程会导致翻译终止，原因是RISC 复合体干扰了核糖体在mRNA 上的移动
D．图1 中④过程RISC 复合体会导致结合的mRNA 降解，这一过程的特异性依赖于碱基互补配对
卵巢癌是女性生殖器官常见肿瘤之一，发病率仅次于宫颈癌和子宫体癌。由于卵巢癌缺乏早期临床表现，
大多数患者在确诊时已经是晚期，根治性手术难以进行，导致卵巢癌死亡率较高。因此，迫切需要新的方
法和工具来改善卵巢癌的诊断，治疗和预后。随着对miRNA 功能的深入理解，一系列研究已经揭示了特
定miRNA 在细胞质成熟后可以释放到体液中，并在其中保持稳定，这使其成为早期癌症检测的理想无创
诊断工具。为了探究miRNA 有没有作为卵巢癌标志物的潜力，研究者评估了卵巢癌患者与健康女性血浆
中两种miRNA 的水平，部分实验结果如下。(注：*表示与健康组相比有显著性差异)
(4)一般情况下，下列属于人体内环境组成成分的是 。
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RNA
①
聚合酶②miRNA③神经递质受体④血红蛋白⑤胃蛋白酶⑥性激素
A．①②③④ B．②③⑤ C．②③ D．②⑥
(5)请根据图2 判断，这两种miRNA 是否有作为卵巢癌标志物的潜力，并说明理由 。
以往研究显示，miRNA-183 在肝癌、胰腺癌等多种癌症中的发生和发展中都起着重要作用。为具体研究
miRNA-183 对卵巢癌细胞的影响，研究人员选取了卵巢癌患者的癌组织细胞进行了相关实验。(注：b 中条
带深浅和粗细表示蛋白质表达量水平，其中P21、P27 是阻断细胞周期进程的蛋白质；CyclinD1 过表达将
导致细胞增殖调节机制失控，细胞周期进程加速；GAPDH 在所有细胞中都表达，可作为蛋白质表达量的
对照)
(6)已知miRNA-183 过表达可以显著促进卵巢癌细胞的增殖，请正确选择图3(a)中对卵巢癌细胞的处理：
组1： ；组2： ；组3： 。
①未经转染的卵巢癌细胞；
②用miRNA-183 过表达的卵巢癌细胞；
③用miRNA-183 抑制剂转染卵巢癌细胞。
(7)请根据图中数据判断，抑制miRNA-183 的表达是否可以成为治疗卵巢癌的一种新方向，并说明理由
。
【答案】(1) 脱氧核苷酸 RNA 聚合 A-U
(2) 核孔 ③
(3)CD
(4)D
(5)健康人和卵巢癌的患者体内，两种miRNA 的含量具有显著性差异
(6)
②
①
③
(7)抑制miRNA-183 的表达可以减弱细胞的增殖能力，并促进细胞的凋亡
【分析】核酸根据五碳糖不同分为DNA 和RNA，DNA 主要存在于细胞核中，RNA 主要存在于细胞质中，
具有细胞结构的生物含有DNA 和RNA 两种核酸，遗传物质是DNA。
【详解】（1）miRNA 属于RNA，是DNA 转录而来的，因此其基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，①过
程是转录，需要的是RNA 聚合酶；与DNA 复制相比较，由于RNA 的组成中没有T，因此①过程特有的碱
基互补配对形式是A-U。
（2）据图1 分析，Exportin5 的功能是将前导miRNA 通过核孔转运到细胞质，然后作用于mRNA，使得靶
基因的mRNA 水解，因此miRNA 对靶基因的表达调控发生在下图中的翻译阶段，即图中的③阶段。
（3）A、miRNA 基因与miRNA 在化学构成上的差异不仅限于五碳糖的种类，miRNA 基因的五碳糖是脱
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氧核糖，miRNA 的五碳糖是核糖，此外，miRNA 基因的碱基中含有T，而miRNA 的碱基中含有U，A 错
误；
B、据图1 推测，Drosha 的功能是让mRNA 断裂，因此其功能是催化磷酸二酯键的断裂，Dicer 的功能是使
双链变为单链，是催化氢键的断裂，B 错误；
C、根据图示，图1 中③过程会导致翻译终止，原因是RISC 复合体干扰了核糖体在mRNA 上的移动，C
正确；
D、图1 中④过程RISC 复合体会导致结合的mRNA 降解，这一过程的发生了miRNA 基因与mRNA 的碱基
互补配对，因此特异性依赖于碱基互补配对，D 正确。
故选CD。
（4）根据题意，特定miRNA 在细胞质成熟后可以释放到体液中，并在其中保持稳定；因此一般情况下，
下列属于人体内环境组成成分的是miRNA、性激素，其他成分RNA 聚合酶、血红蛋白在细胞内起作用，
神经递质受体在细胞膜上，胃蛋白酶属于外界环境中的物质，因此属于人体内环境组成成分的是②⑥，故
选D。
（5）根据图2 判断，这两种miRNA 有作为卵巢癌标志物的潜力，因为健康人和卵巢癌的患者体内，两种
miRNA 的含量具有显著性差异。
（6）根据题意，miRNA-183 过表达可以显著促进卵巢癌细胞的增殖，因此组1 的细胞的增殖能力最强，
因此组1 的细胞是用miRNA-183 过表达的卵巢癌细胞；组3 的细胞的增殖能力最弱，因此是用miRNA-183
抑制剂转染卵巢癌细胞，而组2 未经转染的卵巢癌细胞；故组1 对应②，组2 对应①，组3 对应③。
（7）根据图示，过表达组的P21、P27 阻断细胞周期进程的蛋白质的量低于低表达组；CyclinD1 过表达将
导致细胞增殖调节机制失控，细胞周期进程加速，过表达组的CyclinD1 表达量高于低表达组，过表达组的
细胞凋亡率低于低表达组和对照组，因此抑制miRNA-183 的表达可以成为治疗卵巢癌的一种新方向，因为
抑制miRNA-183 的表达可以减弱细胞的增殖能力，并促进细胞的凋亡。
7．（湖南省名校2024-2025 学年高三上学期12 月检测）2024 年诺贝尔生理学或医学奖获得者美国科学家
维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆，他们“发现 microRNA（miRNA）及其在转录后基因调控中的作用”，
这对生物体的发育和功能至关重要。
(1)安布罗斯和鲁夫昆在研究秀丽隐杆线虫的发育时发现了第一个miRNA—— lin-4 miRNA,它与秀丽隐杆线
虫的一个发育基因 lin-14 有密切联系，如图1 所示。图2 为 miRNA 在细胞中发挥调控功能的过程，结合
图1 和图2 分析, lin-14 基因是以 （填“RNA”或“蛋白质”）的形式存在并发挥其基因调节的作用。
lin-4miRNA 与 lin-14 mRNA 不完全配对时,其对 lin-14 mRNA 的作用是 。若miRNA 与靶
mRNA 完全配对,则靶 mRNA 。
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(2)雄激素性脱发（AGA）是一种最常见的脱发类型，患者体内的雄激素（DHT，二氢睾酮）通过与细胞内
的雄激素受体（AR）结合引起一系列反应，进而使毛囊出现进展性的微型化和脱发直至秃发。南方医科大
学的研究者发现miRNA-221 参与了雄激素诱导的脱发，根据图3 分析并结合所学知识，前体miRNA-221
是通过 酶以 DNA 的一条链为模板合成的，剪切为成熟miRNA-221 后，推测其在雄激素性
秃发患者的额发毛囊上 （填“高”或“低”）表达。非那雄胺是目前经 FDA 批准用于雄激素性脱
发治疗的唯一口服药物，能阻止睾酮转化为二氢睾酮（DHT），其能用于脱发治疗的机理是
。
【答案】(1) RNA 匹配部分的mRNA 不能正常翻译 被水解
(2) RNA 聚合 高 非那雄胺通过抑制睾酮转化成二氢睾酮(DHT)，使DHT-AR 复合物减少，
miRNA-221 的表达量减少，进而对生长因子的抑制减弱，促进毛囊生长
【来源】湖南省名校2024-2025 学年高二上学期12 月检测生物试题
【分析】基因的表达是指基因通过mRNA 指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录
是以DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA 的过程。翻译是以mRNA 为
模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
【详解】（1）由图1 可知lin-4 基因的表达产物是lin-4miRNA，lin-4 基因是以RNA 的形式存在并发挥其
基因调节的功能；由图可知，RISC 中的 miRNA 能与靶mRNA 碱基配对，若两者之间完全配对，则靶
mRNA 会发生降解；若两者之间只有部分区域发生了匹配，则削弱核糖体在靶mRNA 链上蛋白质的合成效
率，抑制翻译过程。
（2）分析图3 可知，前体miRNA-221 是通过转录形成的，需要RNA 聚合酶；miRNA-221 能抑制生长因
子的作用从而抑制毛裳细胞生长，故在雄激素性脱发患者毛囊细胞中 miRNA-221 高表达；非那雄胺能抑
制睾酮转化成二氢睾酮(DDHT)，使 DHT-AR 复合物减少，miRNA-221 的表达量减少，进而对生长因子的
抑制减弱，从而促进毛囊生长。
8．（陕西省部分学校2024-2025 学年高三上学期期中考试）我国胃癌死亡率一直居高不下。研究发现微小
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RNA（microRNA，miRNA）在诸多恶性肿瘤中都有异常表达。科学家以miR-301a 为例，利用CRISPR/
Cas9 基因编辑技术，建立miRNA 基因敲除小鼠模型，为后续研究miRNA 在胃癌发病过程中的作用提供重
要的研究工具。CRISPR/Cas9 是一种高效的基因编辑技术，Cas9 基因表达的Cas9 蛋白能在单链向导RNA
（SgRNA）引导下，切割DNA 双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9 基因编辑技术的工作
原理如图所示。
回答下列问题。
(1)过程①中，为构建CRISPR/Cas9 重组质粒，需先获得SgRNA 编码序列，该序列的设计原则 （答
出一点即可）。
(2)过程②中，将重组质粒导入小鼠受精卵的方法是 ；受体细胞选择受精卵而不选体细胞的理由是
。
(3)过程③～⑤中，SgRNA 与Cas9 蛋白形成复合体，该复合体中的SgRNA 可识别并与目标DNA 序列结合，
二者结合所遵循的原则是 。
(4)利用CRISPR/Cas9 基因编辑技术敲除一个长度为1200bp 的miR-301a 基因，请简要说出在DNA 水平上
判断基因敲除是否成功的方法和思路 。
(5)现有野生型小鼠若干以及通过上述技术获得的一只miR-301a 基因敲除的杂合雌性小鼠，请简要写出获
得miR-301a 基因高效敲除的纯合小鼠的实验思路。 。
【答案】(1)特异性
(2) 显微注射法 动物体细胞的全能性受到限制，不能表现出来，而受精卵的全能性最高，可以发
育成完整的动物个体
(3)碱基互补配对
(4)从小鼠体内提取全套基因，利用PCR 技术获取扩增miR-301a 基因片段，后用对应的基因探针进行DNA
分子杂交，若无杂交带，则敲除成功（或用PCR 技术扩增miR-301a 基因片段，通过电泳检测，看是否有
相应大小的电泳条带，无相应电泳条带，则敲除成功）
(5)该小鼠与野生型雄性小鼠杂交产生F1代小鼠，利用DNA 分子杂交技术从F1中选择出两只性别不同的杂
合子小鼠进行交配，得到F2代小鼠，从F2代中筛选，即可获得miR-301a 基因高效敲除的纯合小鼠
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【分析】基因工程技术的基本步骤包括目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；
目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）SgRNA 起到定位目标基因的作用，因此必须确保SgRNA 是特异性与目标基因区段互补配
对，以免在基因组中发生非特异性的编辑。
（2）因为受体细胞为动物细胞，因此可选择显微注射法。
（3）核酸单链与核酸单链的结合配对遵循碱基互补配对原则。
（4）题干要求从DNA 分子水平进行判断，因此首先考虑使用DNA 分子杂交技术对目的基因进行检测。
从小鼠细胞中将完整的基因组取出，若miR-301a 基因未被敲除，则利用PCR 技术就可从基因组中将其扩
增出来并通过DNA 分子杂交技术将其诊断出来。若miR-301a 基因已被敲除，则利用PCR 技术就无法扩增
出miR-301a 基因片段，利用DNA 分子杂交技术检测时就无杂交带。（或利用PCR 技术扩增后进行电泳检
测，若miR-301a 基因未被敲除，利用电泳检测时就有相应条带；若miR-301a 基因已被敲除，则利用电泳
检测时就无相应条带。）
（5）要想获得miR-301a 基因高效敲除的纯合小鼠，就需要双亲各至少含有一条miR-301a 基因高效敲除的
染色体。因此需要利用现有材料中的miR-301a 基因敲除的该基因杂合雌性小鼠做母本，野生型小鼠做父本
杂交，得到的F1中即存在至少含有一条miR-301a 基因高效敲除的染色体的雌雄小鼠。利用PCR 技术筛选
出从F1中选择出两只性别不同的杂合子小鼠进行交配，得到F2代小鼠，从F2代中筛选，即可获得
miR-301a 基因高效敲除的纯合小鼠。
9．（24-25 高三上江西期末）2024 年10 月7 日，两位科学家因在微RNA（miRNA）领域的突破性贡献获
得2024 年诺贝尔生理学或医学奖。miRNA 是细胞内一种单链非编码小分子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P 基因mRNA 结合，从
而提高P 基因mRNA 的翻译水平，其调控机制如图1。P 基因内部和周围的DNA 片段情况如图2，距离以
千碱基对（kb）表示，未按比例画出，基因长度共6．6kb，根据相应的位点和特点将其划分a～g 共7 个
区间，转录直接生成的mRNA 中d 区间所对应的区域会被加工切除成为成熟的mRNA。回答下列问题：
(1)根据图1 分析，circRNA （填“有”或“没有”）与P 基因的mRNA 相同的核苷酸序列。
(2)根据图2 分析，①P 基因转录的初始mRNA 的长度；②P 基因转录的成熟的mRNA 的长度；③基因的
长度，则三者长度的关系是 （用序号和“＞”表示）。
(3)P 基因的启动子区发生DNA 甲基化或发生碱基改变都可导致P 蛋白无法合成，请从基因表达的角度对
其解释： 。
(4)某科研团队研发了一种新型药物，该药物能 （填“增加”或“降低”）细胞内circRNA 的含量，
从而减少细胞凋亡。请以培养幼龄小鼠体细胞为实验手段（该药物的用量、测量细胞凋亡率和细胞内
circRNA 的含量的方法，都不做具体要求），设计实验进行验证该新型药物具有上述药效，请简要写出实
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验思路和预期结果。 。
【答案】(1)有
(2)③＞①＞②
(3)P 基因的启动子区发生DNA 甲基化或发生碱基改变可导致RNA 聚合酶无法识别和结合启动子，使P 基
因转录沉默（无法转录），从而导致P 蛋白无法合成
(4) 增加 实验思路：将幼龄小鼠体细胞随机均等分为A、B 两组，A 组添加一定量的新型药物，
B 组加等量的生理盐水，在相同且适宜的环境条件下培养相同时间后，测量并记录各组细胞凋亡率和细胞
内circRNA 的含量
【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）circRNA 是细胞内一种闭合环状RNA，根据图示，其部分序列可与miRNA 结合，而
miRNA 与P 基因mRNA 部分结合，因此circRNA 有与P 基因的mRNA 相同的核苷酸序列。
（2）根据图示，转录起点在起始密码子对应位点的前面，转录终点在终止密码子对应位点后面，结合题
意“转录直接生成的mRNA 中d 区间所对应的区域会被加工切除成为成熟的mRNA”，因此可知P 基因转
录的初始mRNA 的长度大于P 基因转录的成熟的mRNA 的长度，而P 基因的长度大于①P 基因转录的初
始mRNA 的长度和②P 基因转录的成熟的mRNA 的长度；因此三者长度的关系是③＞①＞②。
（3）P 基因的启动子区发生DNA 甲基化或发生碱基改变可导致RNA 聚合酶无法识别和结合启动子，使P
基因转录沉默（无法转录），从而导致P 蛋白无法合成。
（4）根据图示，circRNA 可靶向结合 miRNA，促进P 基因mRNA 翻译出P 蛋白，抑制细胞凋亡，故可通
过增加细胞内circRNA 的含量，抑制细胞凋亡。实验目的是验证增加细胞内circRNA 的含量的新型药物的
药效，因此实验思路为将幼龄小鼠体细胞随机均等分为A、B 两组，A 组添加一定量的新型药物，B 组加
等量的生理盐水，在相同且适宜的环境条件下培养相同时间后，测量并记录各组细胞凋亡率和细胞内
circRNA 的含量。
10．（24-25 高三上山西太原期中）miRNA 是在真核生物中发现的一类能调控基因表达的非编码RNA，在
生物的生长发育过程中具有重要作用。研究发现，mìRNA 只在特定的组织和发育阶段表达。已知玉米果穗
上的每个籽粒为独立种子，籽粒中的果糖和葡萄糖含量越高则越甜，支链淀粉含量越高则越具糯性。下图
1 表示玉米籽粒中淀粉的合成途径，图2 表示Sh2 基因的表达受MIR-15a 基因控制合成的miRNA 调控图解。
请回答下列问题：
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(1)当Sh2 基因缺失时，玉米籽粒淀粉含量大量减少未能有效保留水分，导致籽粒成熟后凹陷干瘪，表明基
因表达与性状的关系是 。
(2)图2 中B 过程的方向为 （填“从左向右”或“从右向左”），物质②③合成过程可以高效的进行，
是因为 ，最终合成物质②③的氨基酸序列 （填“相同”或“不同”）。
(3)据图2 分析可知，miRNA 调控Sh2 基因表达的机理是 。
(4)品尝发现某超甜玉米的糯性往往比较低，据图分析其原因 。
【答案】(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
(2) 从右向左 一个mRNA 上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成 相同
(3)miRNA 能与Sh2 基因转录生成的mRNA 发生碱基互补配对
(4)该玉米缺失Sh2 基因导致Sh2 酶含量减少，籽粒中果糖和葡萄糖无法转变为ADP-Glc，进而影响支链淀
粉的合成
【来源】24-25 高三上山西太原期中
【分析】基因的表达包括转录和翻译过程，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】（1）当Sh2 基因缺失时，玉米籽粒淀粉含量大量减少，进而导致籽粒成熟后凹陷干瘪，这表明
基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。
（2）根据图2 中RNA 聚合酶的位置以及转录的方向特点，B 过程（转录过程）的方向为从从右向左。物
质②③合成过程可以高效进行是因为一条mRNA 上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
由于②③都是以同一条mRNA 为模板合成的，所以最终合成物质②③的氨基酸序列相同。
（3） 据图2 分析可知，miRNA 调控Sh2 基因表达的机理是miRNA 与Sh2 基因转录出的mRNA 发生碱基
互补配对，形成双链RNA，从而使mRNA 不能与核糖体结合，进而抑制Sh2 基因的表达。
（4）该玉米缺失Sh2 基因导致Sh2 酶含量减少，籽粒中果糖和葡萄糖无法转变为ADP-Glc，进而影响支链
淀粉的合成，糯性往往比较低。
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