2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 036-热点情境强化练5 基因的结构与基因表达的调控（教用）

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1．（2026·河北衡水开学考）原核生物基因的多顺反子结构 下图是原核生物基因转录调控模型。相关调节蛋白通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键，如激活蛋白CAP与激活物位点结合，可增强转录；阻遏蛋白与操纵基因结合，抑制转录。效应物是能与阻遏蛋白结合的小分子，通过改变阻遏蛋白的构象调节其活性，例如，色氨酸可激活阻遏蛋白，抑制色氨酸合成基因的转录。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 多顺反子mRNA由操纵基因转录而来
B. 阻遏蛋白结合到操纵基因上可抑制RNA聚合酶与启动子结合
C. 色氨酸过量时，可抑制自身合成基因的转录，属于负反馈调节
D. 激活蛋白和阻遏蛋白共同作用，形成了对基因转录的精细控制
【答案】A
【解析】由图可知，多顺反子mRNA是由A、B、C基因共同转录而来的，而不是由操纵基因转录而来，A错误；启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，启动转录，阻遏蛋白结合操纵基因会抑制RNA聚合酶与启动子结合，抑制转录过程，B正确；色氨酸过量时可激活阻遏蛋白，抑制色氨酸合成基因的转录，使色氨酸的合成减少，避免色氨酸进一步过量，这属于负反馈调节，C正确；激活蛋白可增强转录，阻遏蛋白可抑制转录，二者共同作用，形成了对基因转录的精细控制，D正确。
2．（2026·河北联考）非编码DNA 调控元件 基因组中超过90%的序列为非编码DNA，能精细调控基因表达，在生物形态发育中发挥重要作用。非编码DNA调控元件包括启动子、增强子、绝缘子、沉默子等，作用机制如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. DNA聚合酶通过与启动子区域结合来启动靶基因的转录
B. 沉默子通过与抑制转录因子结合来阻碍启动子的作用
C. 绝缘子通过影响增强子和沉默子的作用来抑制靶基因表达
D. 增强子通过激活转录因子来影响靶基因的翻译
【答案】B
【解析】DNA聚合酶在DNA复制过程中起作用，RNA聚合酶通过与启动子区域结合来启动靶基因的转录，A错误；由图可知，沉默子通过与抑制转录因子结合来阻碍启动子的作用，B正确；增强子通过与激活转录因子结合促进靶基因的转录，沉默子通过与抑制转录因子结合来抑制靶基因的转录，绝缘子通过抑制增强子和沉默子的作用来影响靶基因表达，C错误；增强子通过激活转录因子来影响靶基因的转录。
3．（2025·湖南长沙三模）组蛋白修饰 核小体是染色质的基本结构单位，由DNA紧密缠绕在组蛋白八聚体上形成，能够调控DNA与某些蛋白质的可接触性。核小体中的组蛋白修饰主要发生在核心组蛋白的某些氨基酸上，包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等，特定的修饰状态可以影响组蛋白的活性，决定其是招募一些蛋白质与之结合，还是解除已结合的蛋白质。组蛋白修饰并不是独立发生的，组蛋白低乙酰化可促进DNA甲基化，反之抑制DNA甲基化。下列说法正确的是（ ）
A. 酵母菌的细胞质中含有核小体结构
B. 组蛋白修饰不会影响DNA的复制
C. 组蛋白乙酰化与DNA甲基化相互协调，共同调节基因表达
D. 修饰后的组蛋白活性发生改变，更容易与RNA聚合酶结合
【答案】C
【解析】核小体是染色质的基本结构单位，酵母菌的细胞质中不含核小体结构，A错误；组蛋白乙酰化影响DNA的复制，B错误；组蛋白低乙酰化可促进DNA甲基化，不利于DNA与RNA聚合酶结合，D错误。
4．（2025·山东临沂段考）基因印迹 小鼠的正常体型对矮小体型为显性，分别受常染色体上等位基因A、a控制。在小鼠体型遗传过程中，存在“基因印迹”现象，即来自某一亲本的基因A被“印迹”而不能表达。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 基因型为Aa的小鼠体型表现为正常体型
B. 基因型为Aa的雌雄小鼠交配，子代性状分离比为3:1
C. 若子代表型比为1:1，则亲本基因型一定是Aa和aa
D. 可通过测交实验判断被“印迹”的基因A来自父本或母本
【答案】D
【解析】若基因型为Aa的小鼠A来自被“印迹”的亲本，则无法表达，表型为矮小，因此Aa不一定表现为正常体型，A错误。基因型为Aa的雌雄小鼠交配，后代基因型比例为AA:Aa:aa=1:2:1，若来自某一亲本的基因A被“印迹”而不能表达，则Aa中有一半表现为矮小体型，子代性状分离比为1:1，B错误。亲本均为Aa时，若一方A被印迹，子代表型比也可为1:1，因此亲本不一定是Aa和aa，C错误。测交时，若子代全为矮小，说明A被“印迹”且来自特定亲本；若子代表型比为1:1，则A未被印迹，可通过结果判断A来源，D正确。
5．（2025·云南卷·16）RNA 干扰 RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是（ ）
A. Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态
B. PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同
C. PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡
D. 改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力
【答案】A
【解析】启动子是一段位于基因上游的有特殊序列结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因的转录过程。结合“厌氧启动子PT⋯⋯ 启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比”“好氧启动子PA⋯⋯ 启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比”分析，在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT和PA启动转录的条件，即Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态，A正确。PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的，不相同，B错误。PA的作用是让Y菌在有氧环境下难以生存，因为有氧时，PA启动互补链转录，使转录产物与asdmRNA互补，抑制Y菌的生存必需基因(asd基因)表达，使Y菌死亡，C错误。改造X菌的目的是让Y菌在无氧环境中，PT启动高效转录asd基因(Y菌可存活)，PA启动低效转录（低干扰asd基因表达），Y菌可杀伤肿瘤细胞；在有氧环境中，PA启动高效转录引发干扰（使Y菌asd基因无法表达而死亡），减少Y菌对正常细胞的损伤，D错误。
6．（2025·广东二模）X 染色体随机失活 正常雌性哺乳动物细胞中的一条X染色体会随机高度螺旋化而失活为巴氏小体。为探究胚胎发育早期X染色体上Xist基因的表达与X染色体失活的关系，科研人员将某种雌鼠的胚胎干细胞(PGK细胞)中两条X染色体分别记为X1和X2（如图甲），通过基因工程方法将X2上的Xist基因敲除，获得XT细胞。对PGK细胞、XT细胞及由它们分化形成的许多细胞中E和e基因的表达量进行定量分析，结果如图乙所示。分析正确的是（ ）
A. X染色体上的E/e基因和Xist基因遵循自由组合定律
B. Xist基因的表达会导致该基因所在的X染色体失活
C. 胚胎发育过程中雄性哺乳动物体细胞的Xist基因会表达
D. 基因型为XDXd的女性抗维生素D佝偻病患者发病程度比男性患者严重
【答案】B
【解析】X染色体上的E/e基因和Xist基因位于同一对染色体上，不遵循自由组合定律，A错误；通过基因工程方法将X2上（即e基因所在染色体）的Xist基因敲除，获得XT细胞，XT细胞分化出来的细胞e基因的表达量比PGK细胞高，E基因基本不表达，可推知Xist基因的表达会导致该基因所在的X染色体失活，B正确；雄性哺乳动物体细胞只含有一条X染色体，所以Xist基因不会表达，C错误；因为女性其中一条X染色体会随机失活，基因型为XDXd的女性(XD可能失活)抗维生素D佝偻病患者发病程度比男性患者轻，D错误。
7．（2026·广东联考）诱导型启动子的调控作用 （14分）研究人员构建基因电路表达载体将具有放射诱导性的c−fs启动子（特定物理或化学信号能够显著提高转录水平）与iNOS基因串联，构建c−fs启动子驱动的iNOS表达载体。其中iNOS是一种诱导型NO合成酶，能催化L−精氨酸产生NO，NO不仅可以进一步激活c−fs启动子，还能增强细胞对辐射的敏感性，并具有一定的抑癌作用，其作用机制如图所示。回答下列问题：
（1） 基因表达载体中启动子的作用是结合_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 并启动下游基因的表达，c−fs启动子诱导表达的NO合成酶，催化合成的NO能进一步激活c−fs启动子，这是一种_ _ _ _ _ _ （填“正反馈”或“负反馈”）调节。
（2） NO对肿瘤细胞的增殖具有一定的抑制作用，结合图示阐述其机制：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。此外NO还能显著提高辐射对周围细胞的杀伤作用，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 前药酶基因HSV−TKTK可特异性地使原药形式的GCV转变为细胞毒性药物，从而特异性地杀伤肿瘤细胞。科学家构建了两种不同的重组质粒甲和乙，如图所示，并用两种质粒分别感染小鼠的A549细胞（一种肺癌细胞），筛选获得了成功导入质粒的细胞，分别命名为A549−甲和A549−乙。实验小组将若干只接种相同质量肿瘤的裸鼠分为A～E组，每组接种了不同类型的A549细胞并进行了相应的处理（“+”表示进行相应的处理，“−”表示未处理），如表所示：
加入物质①为_ _ _ _ _ _ ，预测一段时间后_ _ _ _ 组的肿瘤质量最轻。
【答案】（1） RNA聚合酶；正反馈
（2） NO能抑制肿瘤细胞DNA的复制，并抑制线粒体的功能，从而抑制肿瘤细胞的增殖；NO为气体，能扩散到周围细胞，提高周围细胞对辐射的敏感性，从而提高辐射对周围细胞的杀伤作用
（3） GCV；D
【解析】
（3） 前药酶基因HSV−TK可将原药形式的GCV转变为细胞毒性药物杀伤肿瘤细胞，实验目的是验证质粒作用，所以加入的物质①是GCV。质粒乙含c−fs启动子驱动iNOS和TK基因，D组接种A549−乙（含iNOS和TK）、加入GCV且进行放射性辐射。iNOS产生的NO增强辐射敏感性，TK使GCV变为毒性药物，双重作用下肿瘤细胞被杀伤得更彻底，肿瘤质量最轻，即D组。A组
B组
C组
D组
E组
接种A549细胞的类型
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A549−乙
A549−甲
A549−乙
A549−甲
加入物质①
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放射性辐射处理
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