2026届高三生物二轮专题复习课件第1部分专题4遗传的分子基础命题新情境4

这是一份2026届高三生物二轮专题复习课件第1部分专题4遗传的分子基础命题新情境4，共24页。
专题四　遗传的分子基础
热点情境　直击高考方向命题新情境四　基因表达的调控
1．基因表达的转录调控(1)转录增强调控：其他因素调控使相关基因转录增强，如下图中组蛋白修饰后与DNA结合紧密程度发生改变，若结合程度变小，则促进基因表达属于转录增强调控。
(2)转录抑制调控：其他因素调控使相关基因转录抑制。如诱导物诱导的阻遏蛋白对基因表达的调控、基因甲基化导致的基因不表达等均为转录抑制调控。
2．基因表达的转录后调控(1)RNA干扰：mRNA转录后不能翻译，如图所示为miRNA导致的靶基因mRNA不翻译，进而被降解。
(2)蛋白质加工水平的调控：蛋白质分子的功能依赖于特定的空间结构，肽链合成后的加工与基因能否表达出特定的遗传性状密切相关。
1．(2024·杭州模拟)大肠杆菌乳糖操纵子包括4类基因，其中结构基因能通过转录、翻译使细胞产生一定的酶系统和结构蛋白。乳糖操纵子包含3个结构基因：lacZ、lacY、lacA，分别产生图2中相对应的酶，而结构基因的上游有3个对结构基因起调控作用的基因，其中基因P启动转录、基因O起着“开关”的作用，调控结构基因表达，基因I能够调节操纵基因O状态，从而对“开关”起着控制作用。在只含葡萄糖或乳糖条件下基因表达如图1、2所示，下列说法正确的是(　　)
A．mRNAⅠ和mRNAⅡ合成后由核孔进入细胞质与核糖体结合B．在只含葡萄糖条件下，阻遏蛋白会在翻译水平上抑制结构基因表达C．在乳糖操纵子调控下，乳糖被分解后可导致结构基因不表达D．每个结构基因的首、尾端都存在起始密码子和终止密码子
【答案】　C【解析】　由题可知，图1、图2是大肠杆菌相关基因表达示意图，大肠杆菌是原核生物，没有核孔，A错误；由图可知，在只含葡萄糖条件下，阻遏蛋白会与操纵基因O结合，阻碍RNA聚合酶与基因P结合，在转录水平上抑制结构基因的表达，B错误；由图2可知，如果乳糖与阻遏蛋白结合，使其空间结构改变而失去功能，则结构基因表达，合成乳糖代谢酶，催化乳糖分解，乳糖被分解后又可导致结构基因不表达，C正确；起始密码子和终止密码子均位于mRNA上，而结构基因是DNA片段，其首、尾端不存在起始密码子和终止密码子，D错误。
2．(2024·苏州模拟)真核生物mRNA甲基化的位点集中在mRNA的5′端，称5′帽子(5′cap)，可使mRNA免受抗病毒免疫机制的破坏；3′端有一个含100～200个A的特殊结构，称plyA尾，但对应基因的尾部却没有T串序列(许多T碱基形成的序列)。如图表示真核生物某翻译过程，有关分析错误的是(　　)
A．mRNA甲基化属于转录后水平上基因表达调控B．5′帽子和plyA尾是对应基因直接转录形成的C．帽子结构有助于核糖体对mRNA识别和结合D．可通过对mRNA加帽，提升mRNA疫苗效能【答案】　B
【解析】　mRNA甲基化影响了翻译过程，则属于转录后水平上基因表达调控，A正确；plyA尾对应基因的尾部没有T串序列，则plyA尾不是对应基因直接转录形成的，B错误；5′帽子结构可使mRNA免受抗病毒免疫机制的破坏，维持mRNA的稳定，则帽子结构有助于核糖体对mRNA识别和结合，C正确；5′帽子可使mRNA免受抗病毒免疫机制的破坏，则通过对mRNA加帽，可提升mRNA疫苗效能，D正确。
3．(2025·湖南卷)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是(　　)A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
【答案】　C【解析】　因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始，转录发生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正确；敲除基因W后，就不会有蛋白W抑制核基因P和M的转录起始，P和M能正常表达，有助于提高水稻抗虫性和产量，B正确；在基因P缺失突变体水稻中，本身就没有基因P ，增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性，因为没有基因P来发挥提高抗虫性的作用，C错误；转录起始需要RNA聚合酶识别基因的启动子，蛋白W能抑制核基因P和M转录起始，可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用，D正确。
4．(2024·随州模拟)大肠杆菌色氨酸操纵子可以控制色氨酸合成途径中酶的合成，高水平的色氨酸与阻遏蛋白结合后形成阻遏蛋白—色氨酸复合物，复合物与操纵基因紧密结合会抑制其转录，当色氨酸水平低时，阻遏蛋白以一种非活性形式存在(无活性)。调节机制如图所示，回答下列问题：
(1)大肠杆菌色氨酸操纵子的基本组成单位是________________，mRNA中______________________构成其基本骨架。(2)研究发现，大肠杆菌有5个与色氨酸合成有关的基因。缺乏色氨酸时，这些基因通过__________________过程合成相关酶。大肠杆菌对色氨酸需求的响应十分高效，原因之一是没有核膜的界限，______________________。
(3)真核生物转录的原始RNA往往含有无效的核苷酸片段，需要经相关酶切除后再与核糖体结合，否则会形成异常的mRNA。若异常mRNA合成了蛋白质，则该蛋白质的氨基酸数目________(填“一定”或“不一定”)比正常蛋白质的多，理由是_______________________________。(4)如果合成的酶1为一条多肽链，其中共有150个肽键，则合成该肽链共需________个氨基酸，控制合成该多肽链的基因A至少应有________个碱基。(5)研究发现，当培养基中含少量色氨酸时，大肠杆菌能合成与色氨酸合成有关的酶，结合图示分析原因是________________________。
【答案】　(1)脱氧核糖核苷酸　核糖和磷酸交替连接(2)转录和翻译(表达)　转录和翻译同时发生(3)不一定　未切除的核苷酸片段可能会有终止密码子，引起终止密码子提前出现(4)151　906(5)培养基中含少量色氨酸时，阻遏蛋白以非活性形式存在，不能与操纵基因结合抑制其转录，操纵基因能正常表达合成与色氨酸合成有关的酶
【解析】　(1)大肠杆菌色氨酸操纵子是DNA的一段序列，故基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，mRNA是单链结构，核糖和磷酸交替连接构成其基本骨架。(2)大肠杆菌是原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，细胞内的转录和翻译过程同时进行。当缺乏色氨酸时，阻遏蛋白以一种非活性形式存在(无活性)，RNA聚合酶可以结合到启动子上，细胞内5个与色氨酸合成有关的基因开始转录和翻译过程合成出酶1、酶2、酶3、酶4和酶5，催化色氨酸的合成。(3)若异常mRNA未切除的核苷酸片段中含有终止密码子，核糖体移动到终止密码子所在位置时，翻译会提前停止，得到的蛋白质的氨基酸数目比正常蛋白质的氨基酸数目少，若没有
终止密码子，得到的蛋白质的氨基酸数目比正常蛋白质的氨基酸数目多，故若异常mRNA合成了蛋白质，则该蛋白质的氨基酸数目不一定比正常蛋白质的多。(4)如果合成的一条多肽链中共有150个肽键，根据氨基酸数＝肽键数＋肽链数，氨基酸为150＋1＝151个；根据基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶多肽中氨基酸数＝6∶3∶1，该基因转录形成的mRNA至少有151×3＝453个碱基，控制合成该肽链的基因至少应有碱基数为151×6＝906个。(5)培养基中含少量色氨酸时，阻遏蛋白以一种非活性形式存在(无活性)，不能与操纵基因结合抑制其转录，操纵基因能正常表达合成与色氨酸合成有关的酶，细胞中色氨酸的合成增加，色氨酸的浓度增加，这是一种负反馈调节。
5．(2024·沧州模拟)小鼠组织中的胰岛素样生长因子2(IGF－2)是一种单链多肽分子，对个体生长发育具有重要作用。图甲为Igf－2基因表达的有关示意图。当Igf－2突变为Igf－2m后会失去原有功能，产生矮小型小鼠。基因组印记是在生物界中普遍存在的，由亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象。图乙为研究基因组印记的有关杂交实验。
(1)Igf－2基因与Igf－2m基因的根本区别是____________________。(2)过程①在生物学上称为________，若对细胞中的尿嘧啶进行放射性标记，则图甲所示过程中具有放射性标记的物质或结构有_________ _______________________________________________________。(3)研究基因组印记发现，基因的碱基序列不变，但表达水平发生可遗传变化，这种现象称为____________。DNA甲基化是基因组印记重要的方式之一，甲基化在体细胞中会保持终生，形成配子时甲基化模式会重新设定。DNA没有甲基化时基因正常表达，发生甲基化时基因表达受到抑制。据此解释图乙正反交实验结果不同的原因：________________ ___________________________。
【答案】　(1)DNA的碱基(脱氧核苷酸)序列不同(2)转录　mRNA、tRNA和rRNA(或mRNA、tRNA和核糖体)(3)表观遗传　在雄鼠的精母细胞中Igf－2基因或Igf－2m基因未甲基化，基因正常表达，在雌鼠的卵母细胞中Igf－2基因或Igf－2m基因被甲基化不能表达
【解析】　(1)Igf－2基因与Igf－2m基因的根本区别是DNA的碱基(脱氧核苷酸)序列不同。(2)过程①是以DNA为模板合成mRNA的过程，在生物学上称为转录，尿嘧啶是RNA特有的碱基，若对细胞中的尿嘧啶进行放射性标记，则图甲所示过程中具有放射性标记的物质或结构有mRNA、tRNA和rRNA(mRNA、tRNA和核糖体)。(3)表观遗传是指基因的碱基序列不变，但表达水平发生可遗传变化的现象。DNA甲基化是基因组印记重要的方式之一，甲基化在体细胞中会保持终生，形成配子时甲基化模式会重新设定。DNA没有甲基化时基因正常表达，发生甲基化时基因表达受到抑制。在雄鼠的精母细胞中Igf－2基因或Igf－2m基因未甲基化，基因正常表达，在雌鼠的卵母细胞中Igf－2基因或Igf－2m基因被甲基化不能表达，故乙正反交实验结果不同。