microRNA-2025年高考生物复习热点背练清单（原卷版）

清单05高考有关microRNA问题

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（一）、microRNA简介

microRNA（miRNA）是一类内生的、长度约为20-24个核昔酸的非编码小分子RNA。它在基因表达调控中起着至

关重要的作用。

1.形成过程

miRNA基因首先在细胞核内由RNA聚合酶II转录生成初级miRNA（pri-miRNA）o

pri-miRNA在核酸酶Drosha及其辅助因子的作用下被加工成具有发夹结构的前体miRNA（pre-miRNA）。

pre-miRNA被转运蛋白Exportin-5转运到细胞质中，在另一种核酸酶Dicer的作用下，被剪切成成熟的miRNA。

2.作用机制

miRNA主要通过与靶mRNA的3'非翻译区（3'UTR）互补配对，从而抑制靶mRNA的翻译或促进其降解。当miRNA

与靶mRNA完全互补时，会导致靶mRNA的降解；当不完全互补时，则抑制靶mRNA的翻译。

（二）、microRNA在生物体中的功能

1.细胞分化与发育

miRNA参与细胞的分化过程。例如，在胚胎发育过程中，特定的miRNA可以调控细胞向不同的组织和器官分化。

它可以通过抑制某些基因的表达，使细胞沿着特定的发育路径进行分化。

2.细胞凋亡

miRNA可以调节细胞凋亡相关基因的表达。一些miRNA可以促进细胞凋亡，而另一些则可以抑制细胞凋亡，从而

维持细胞的稳态。

3.疾病发生

在癌症中，miRNA可能作为癌基因或抑癌基因发挥作用。某些miRNA的表达异常可能导致细胞增殖失控、凋亡受

阻等，促进肿瘤的发生和发展。

此外，在心血管疾病、神经退行性疾病等多种疾病中，miRNA也都有不同程度的参与。

（三）、高考中可能涉及的考点

1.分子生物学基础

考查miRNA的合成过程，包括细胞核内和细胞质内的加工步骤，以及涉及的酶等。

要求学生理解转录和翻译的基本概念，并能将miRNA的形成与这些过程联系起来。

2.基因表达调控

分析miRNA对基因表达的调控机制，包括如何与靶mRNA结合以及对靶基因翻译或降解的影响。

可能会给出具体的基因表达情况，让学生判断是否有miRNA参与调控。

3.实验设计与分析

设计实验来验证miRNA与靶基因的相互作用。例如，通过荧光素酶报告基因实验来证明miRNA能否与靶mRNA的

3'UTR结合并抑制其活性。

分析实验结果，判断miRNA在特定生理或病理过程中的作用。

4.疾病与健康

探讨miRNA在疾病发生中的作用，如癌症中miRNA的异常表达模式。

引导学生思考如何利用miRNA进行疾病的诊断和治疗，培养学生的创新思维和应用能力。

(四)、microRNA在癌症发生中的作用

癌基因样miRNA

某些miRNA在癌症中表达上调，起到癌基因的作用。它们可以通过抑制肿瘤抑制基因的表达，促进细胞的增殖、

存活和侵袭。

例如，miR-21在多种癌症中高表达。它可以抑制细胞凋亡相关基因的表达，使癌细胞能够逃避凋亡，持续增殖。

抑癌基因样miRNA

一些miRNA在正常细胞中发挥着抑制肿瘤发生的作用，但在癌细胞中表达下调或缺失。

如let-7家族，在肺癌等多种癌症中表达降低。let-7可以靶向多个癌基因，当它表达减少时，癌基因的活

性增强，促进肿瘤的发展。

microRNA影响癌症的机制

调控细胞周期

miRNA可以通过调节细胞周期相关基因的表达来影响细胞的增殖。例如，某些miRNA可以抑制细胞周期蛋白或细

胞周期蛋白依赖性激酶的表达，使细胞周期停滞，从而抑制细胞增殖。

相反，当促进细胞增殖的miRNA异常表达时，可能会加速细胞周期进程，导致细胞过度增殖。

诱导细胞凋亡

正常情况下，细胞凋亡是一种重要的防御机制，可以清除受损或异常的细胞。miRNA可以通过调节凋亡相关基因的

表达来影响细胞的凋亡。

一些miRNA可以促进凋亡蛋白的表达，诱导癌细胞凋亡；而在癌症中，某些抑制凋亡的miRNA可能会高表达，阻

碍细胞凋亡的发生。

促进肿瘤血管生成

肿瘤的生长和转移依赖于新生血管的形成。miRNA可以调节血管内皮生长因子(VEGF)等与血管生成相关的基因表

达。

某些miRNA可能通过上调VEGF的表达，促进肿瘤血管生成，为肿瘤细胞提供营养和氧气，加速肿瘤的发展。

参与肿瘤转移

miRNA可以调节细胞黏附分子、基质金属蛋白酶(MMPs)等与肿瘤转移相关的基因表达。

例如，高表达的某些miRNA可以促进MMPs的表达，降解细胞外基质，使癌细胞更容易侵袭和转移到其他组织和

器官。

microRNA在癌症诊断中的应用

生物标志物

由于miRNA在不同类型的癌症中具有特异性的表达模式，因此可以作为癌症诊断的生物标志物。

通过检测血液、组织或其他体液中特定miRNA的表达水平，可以辅助癌症的早期诊断。例如，检测血清中miR-21

的水平，可能有助于某些癌症的诊断。

联合诊断

miRNA可以与其他传统的肿瘤标志物联合使用，提高诊断的准确性。例如，将miRNA与癌胚抗原（CEA）等标志物

结合，可以更准确地诊断结肠癌等疾病。

microRNA在癌症治疗中的前景

基因治疗

可以通过导入外源性的抑癌miRNA或抑制癌基因样miRNA的表达来治疗癌症。例如，利用病毒载体将let-7导

入癌细胞，恢复其抑癌功能，抑制肿瘤的生长。

药物靶点

miRNA及其相关的信号通路可以作为药物研发的靶点。开发针对miRNA合成、加工或作用机制的药物，有望为癌

症治疗提供新的策略。

例如，研发抑制miRNA与靶mRNA结合的药物，或者促进抑癌miRNA表达的药物。

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【例1】为了研究某种microRNA（miR-1）对细胞增殖的影响，科研人员进行了如下实验：

实验材料：细胞株、miR-1模拟物（可促进miR-1的表达）、miR-1抑制剂（可抑制miR-1的表达）、

细胞增殖检测试剂等。

实验步骤：

①将细胞株分为三组，分别为对照组、miR-1模拟物组和miR-1抑制剂组。

②对照组不做处理，miR-1模拟物组和miR-1抑制剂组分别转染miR-1模拟物和miR-1抑制剂。

③在相同条件下培养一段时间后，使用细胞增殖检测试剂检测各组细胞的增殖情况。

实验结果：miR-1模拟物组细胞增殖速度明显低于对照组，miR-1抑制剂组细胞增殖速度明显高于对照组。

请回答下列问题：

该实验的自变量是，因变量是。

（2）根据实验结果，可得出的结论是o

（3）进一步研究发现，miR-1可以与细胞增殖相关基因X的mRNA的3'UTR结合。

请推测miR-1抑制细胞增殖的机制：o

【例2】microRNA（微小RNA）是一类由内源基因编码的长度约为22个核昔酸的非编码单链RNA分子。下列关于

microRNA的说法错误的是（）

A.microRNA可以在细胞核内合成后运输到细胞质中发挥作用

B.microRNA能够与特定的mRNA结合，从而调控基因的表达

C.microRNA的合成过程需要RNA聚合酶的参与

D.一种microRNA只能调控一种基因的表达

【例3】：为了研究某种microRNA（miR-X）对细胞增殖的影响，科学家进行了如下实验：将细胞分为两组，一

组转染miR-X的模拟物，另一组转染阴性对照。一段时间后，检测两组细胞的增殖情况。结果发现，转染miR-

X模拟物的组细胞增殖速度明显低于阴性对照组。下列关于该实验的分析，正确的是（）

A.该实验的自变量是细胞的种类，因变量是细胞的增殖速度

B.该实验证明了miR-X对细胞增殖具有抑制作用

C.为了使实验结果更准确，还应设置多组不同浓度的miR-X模拟物进行实验

D.该实验可以直接得出miR-X抑制细胞增殖的具体机制

【例4】外泌体是活细胞衍生的一种囊泡状结构，可以作为细胞间信息交流的载体。其形成过程中产生的多囊体可

以与溶酶体融合，其中内容物被水解酶降解，也可与细胞膜融合，释放外泌体（如下图所示）。图中V-ATPase是

溶酶体膜上的蛋白复合物，可作为质子泵维持溶酶体正常的pH。受体细胞可以通过特异性受体识别外泌体。下列有

A.外泌体的形成和受体细胞识别外泌体的过程均体现了膜的流动性

B.抑制V-ATPase的功能，内环境中的外泌体可能会增加

C.若外泌体应用于疾病治疗，可能会成为理想的大分子药物载体

D.若microRNA能与靶细胞内相应的mRNA结合，则会影响相应基因的翻译

[例5]microRNA是一组由基因组编码的长度约20-23个核甘酸的非编码单链RNA。在发挥作用之前，microRNA

需要同细胞内的某些蛋白因子结合形成蛋白质-RNA复合物（miRNA）,miRNA能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或

抑制翻译过程，从而调控生物性状。下列说法正确的是（）

A.真核细胞中，miRNA发挥作用的场所是细胞核

B.microRNA基因的表达包括转录和翻译两个阶段

C.miRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式

D.miRNA能识别靶基因并抑制其转录过程

【例6】最新研究发现，NO能使基因p53表达出多种microRNA从而诱导结肠癌细胞凋亡，而p53突变失活能阻

断NO诱导结肠癌细胞凋亡的过程，如图所示。下列叙述正确的是（)

突变后基因p53

▼

microRNA表达降低

，x

Survivin和AIET^达

尹■高I）

细胞凋亡细胞存活

（注：Survivin为凋亡抑制基因，MET为原癌基因，p53为抑癌基因，“X”代表过程被阻断）

A.microRNA的合成过程需DNA聚合酶与p53结合

B.Survivin和MET在抑制细胞凋亡方面的作用相反

C.NO诱导结肠癌细胞凋亡与细胞膜的信息交流有关

D.p53失活的多个结肠癌细胞的DNA含量完全相同

[例7]MicroRNA（miRNA）是一类由内源基因编码的长度约为22个核昔酸的非编码单链RNA分子，其可通过与

靶基因mRNA的某些特定序列配对，从而抑制靶基因的表达。如图是某真核细胞内该miRNA形成及发挥作用的过

程示意图。下列叙述错误的是（）

miRNA蛋白质复合物

A.核糖体也是一种RNA蛋白质复合物

B.该miRNA通过与W基因的mRNA结合成双链使W蛋白合成过程提前终止

C.该miRNA在细胞核内转录后立刻通过核孔进入细胞质中加工并发挥作用

D.miRNA、rRNA、mRNA、tRNA都由DNA转录而来

[例8]（2023•广东•高考真题）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项

新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种

单链小分子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mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。

----1抑制

DNA

X停止

1转录P基因mRNA

蛋白一细胞凋亡

前体mRNAmiRNAPI

二l剪目miRNA/

^ircRN/j一—>(circRNA

出核------'P基因mRNA

、、、细胞核j

回答下列问题：

(1)放射刺激心肌细胞产生的会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。

(2)前体mRNA是通过酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA

在细胞质中通过对的竞争性结合，调节基因表达。

(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是0

⑷根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路o

【例9】microRNA(miRNA)是存在于动植物体内的大约由22个核昔酸组成的短RNA,其虽然在细胞内不参与蛋白

质的编码，但作为基因调控因子，却影响了从发育到生理机能再到应激反应的大部分生物学过程。如图表示线虫细

胞中miRNA(lin-4)调控基因linT4表达的相关作用机制。请回答：

(1)图中A过程需要的酶是；在B过程中发生碱基互补配对的两个生物大分子是=

(2)基因lin-14的部分碱基发生了变化，但其编码的lin-14蛋白质可能不变，其原因是；图中①

上同时结合多个核糖体的意义是。

(3)由图可知，miRNA调控基因lin-14表达的机制是RISOmiRNA复合物抑制过程。

(4)在图中，如果物质①中尿喀咤和腺喋吟之和占42%,则可得出与其对应的DNA片段中胞嚏咤占0

(5)将全部DNA分子双链经32P标记的线虫体细胞(染色体数为2n=12)置于不含32P的培养基中培养，经过连续3

次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。一个细胞中含却的染色体最多为条，含有标

记染色体的细胞数可能为个。

【例10］微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。如图表示秀丽线虫细胞中微RNA

(Iin-4)调控基因lin-14表达的相关作用机制。请回答下列问题:

(1)过程A中需要酶、等物质(至少答出两种)，在过程B中能与①发生碱基互补配对的分子是o

(2)图中①上同时结合多个核糖体的意义是o图中涉及的遗传信息的传递方向为。

(3)由图可知，微RNA调控基因lin-14表达的机制是RISC-miRNA复合物抑制过程。

(4)在图中，如果物质①中尿嚏咤和腺喋吟之和占22%,则可得出与其对应的DNA片段中胞喀咤占»

(5)将全部DNA分子双链经32P标记的秀丽线虫体细胞(染色体数为2n=12)置于不含32P的培养基中培养，经过连续

3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。一个细胞中含却的染色体最多为条，含有标记染色

体的细胞数的范围为个。

【例111研究表明，circRNA是细胞内一种环状闭合RNA,可通过miRNA(细胞内一种单链小分子RNA)调控P基因

表达，进而影响细胞凋亡，其大致调控机制如图。

端一白「2

r*P蛋白T细胞凋亡

uniiniuE2p基因mRNA

P基因miRNA

基因

miRNA——PmRNA

注:

miRNA

-1抑制

基因

M9circRNA()x停止

III"IIIIIEcircRNA

⑴图中的DNA片段M基因不能编码蛋白质，但仍把M称作基因，理由是.

(2)催化过程①的酶是,与过程②相比，该过程中特有的碱基配对方式是

(3)circRNA是一种环状闭合RNA,是链状RNA的首尾通过磷酸与(填物质名称)连接起来形成的。

⑷图中P基因mRNA的a端为(填“3，”或“5,”)端，其最终合成的R、8、Ps三条多肽链的氨基酸序

列(填“相同”或“不同”)。

(5)据图分析，circRNA(填“促进”或“抑制”)细胞凋亡。

(6)据图分析，miRNA表达量升高也可影响细胞凋亡，其可能的原因是o

[例12]MIRT5a基因控制合成的miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA,其主要具有调控其他基因

表达的功能。miRNA调控Bcl2基因(其编码的蛋白质Bcl2有抑制细胞凋亡的作用)表达的机理如图所示。回答下

(1)核糖体在①上的移动方向是(填“从左向右”或“从右向左”)。图中①可与多个核糖体结合形成多聚

核糖体，意义是o翻译结束后，图中形成的②完全相同，原因是。

(2)真核细胞中的miRNA前体是通过过程形成的，该过程需要酶的参与。成熟miRNA的形成需要在某

种酶的作用下对miRNA前体进行剪切，使其序列变短，则该酶发挥作用时能形成成熟miRNA,同时还可能形成游离

的分子。

(3)科学研究发现，细胞凋亡过程中MIR-15a基因的表达会明显增强，请据图分析其中原因：0

【例13】miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA,其主要功能是调控其他基因的表达。研究发现，BCL2

是一个抗凋亡基因，其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用。该基因的表达受MIRT5a基因控制合成的miRNA调控,

如图1所示。图1中A、B表示过程，①、②表示物质，图2表示B过程的相关机制。回答下列问题。

图2

图1

(1)图中A代表的过程是,该过程中游离的核糖核首酸依次连接在正在合成的①的(填“3'-端”或"5'-

端”)。

⑵图2中核糖体甲、乙中更早结合到mRNA分子上的是,tRNA的(填“5'-端”或“3'-端”)

携带氨基酸进入核糖体。图2中正在进入核糖体甲的氨基酸是(部分密码子及其对应的氨基酸：GGC——甘

氨酸；CCG——脯氨酸；GCC——丙氨酸；CGG一精氨酸)。

(3)图1中成熟miRNA单链中腺喋吟占18%,尿喀咤占42%成熟miRNA与①形成的双链区中鸟喋吟所占的比例

为_______

⑷据图1分析可知，成熟miRNA的大量产生会(填“促进”或“抑制”)细胞凋亡，请简述其机理0

(5)BCL2基因在癌细胞中高表达，基于上述分析，请提出一种治疗癌症的思路0

【例14］脑源性神经营养因子(BDNF)是由两条肽链构成，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF

基因表达受阻则会导致精神分裂症的发生。图1为BDNF基因表达及调控过程，图2为细胞中的某物质结构示意图,

图3代表细胞中的某生理活动。请据图回答下列问题:

图3

(1)图1中过程乙需要以—为原料。图2中tRNA的功能是.图3过程酶X在DNA上的移动方向是—(填“从

左到右”或“从右到左”)