情境突破課6基因的結構與基因表達的調控高考總復習優化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026命題情境閱讀1.基因結構(1)原核細胞的基因結構(2)真核細胞的基因結構

2.基因表達遺傳信息(1)原核生物基因表達

(2)真核生物基因表達

3.基因表達的調控(1)轉錄水平的調控(以乳糖操縱子為例)

圖1圖2無誘導物存在時(如圖1)阻遏蛋白與操縱基因結合阻止了RNA聚合酶與啟動子的結合,使得結構基因不能正常轉錄有誘導物(乳糖)存在時(如圖2)誘導物與阻遏蛋白結合,使阻遏蛋白結構改變,不能與操縱基因結合,則RNA聚合酶結合到啟動子上并啟動結構基因的轉錄(2)翻譯水平的調控——RNA干擾RNA干擾(RNAi)的機制:RNA干擾是有效沉默或抑制目標基因表達的過程,指內源性或外源性雙鏈RNA(dsRNA)介導的細胞內mRNA發生特異性降解,從而導致靶基因的表達沉默,產生相應的功能表型缺失的現象。RNA干擾由轉運到細胞質中的雙鏈RNA激活,沉默機制可導致由小干擾RNA(siRNA)或短發夾RNA(shRNA)誘導實現靶mRNA的降解,或者通過小RNA(miRNA)誘導特定mRNA翻譯的抑制。情境突破訓練1.(2024·遼寧沈陽模擬)基因表達過程中的可變剪切是指在前體mRNA到成熟mRNA的過程當中,不同的剪切方式使得同一個基因可以轉錄出多個不同的成熟mRNA,最終合成不同的蛋白質,如下圖所示。a、b、c代表過程,外顯子是真核生物基因編碼區中編碼蛋白質的序列。下列敘述正確的是(

)A.b過程需要限制酶和DNA連接酶提供活化能B.c過程中成熟mRNA沿著核糖體移動方向是3'端至5'端C.圖示過程可體現一個基因可以控制不同蛋白質的合成D.以前體mRNA、成熟mRNA為模板逆轉錄所得DNA的堿基序列完全不同答案

C

解析

b過程需要限制酶和DNA連接酶降低活化能,A項錯誤;c過程為翻譯過程,此過程核糖體沿著成熟mRNA移動方向是5'端至3'端,B項錯誤;由題干信息可知,可變剪切是指在前體mRNA到成熟mRNA的過程當中,不同的剪切方式使得同一個基因可以轉錄出多個不同的成熟mRNA,最終合成不同的蛋白質,所以圖示過程可體現一個基因可以控制不同蛋白質的合成,C項正確;由圖可知,前體mRNA經過不同的剪切方式使得同一個基因可以轉錄出多個不同的成熟mRNA,所以以前體mRNA、成熟mRNA為模板逆轉錄所得DNA的堿基序列不完全相同,D項錯誤。2.下圖表示大腸桿菌色氨酸合成過程中基因的轉錄調節機制,其中阻遏蛋白是由遠離色氨酸操縱子的調節基因(trpR)編碼的一種蛋白質。下列敘述正確的是(

)注:色氨酸操縱子為一段可以編碼色氨酸的DNA序列。

A.trpR與色氨酸操縱子可能位于同一條染色體上B.RNA聚合酶與色氨酸操縱子識別結合的過程遵循堿基互補配對原則C.圖中調節機制體現了微生物在利用環境資源和對生存環境適應的靈活性D.色氨酸是色氨酸操縱子經過轉錄、翻譯后的直接產物答案

C

解析

大腸桿菌是原核生物,其DNA沒有和蛋白質形成染色體,A項錯誤;阻遏蛋白是由遠離色氨酸操縱子的調節基因(trpR)編碼的,RNA聚合酶與色氨酸操縱子的調節基因(trpR)識別結合的過程遵循堿基互補配對原則,B項錯誤;色氨酸操縱子的激活與否根據培養基中有無色氨酸而定,當培養基中有足夠的色氨酸時,該操縱子自動關閉,缺乏色氨酸時,操縱子被打開,該負反饋調節機制體現了微生物在利用環境資源和對生存環境適應的靈活性,C項正確;色氨酸操縱子負責調控色氨酸的生物合成,但色氨酸不是多肽鏈,不是轉錄、翻譯的直接產物,D項錯誤。3.(2024·吉林模擬)RNA干擾技術是利用dsRNA(雙鏈核糖核酸)阻斷靶基因表達的技術。將dsCYP305M2注入細胞可有效阻止細胞中CYP305M2基因的表達。如圖是研究者利用RNA干擾技術對蝗蟲體內苯乙腈合成途徑的研究結果。回答下列問題。(1)dsRNA來源主要有三種途徑:一是細胞內產生的mRNA在

酶的作用下,以一條單鏈的RNA為模板合成一條雙鏈RNA;二是人工體外合成,原理類似于途徑一;三是有一些長的RNA具有反向互補序列,發生自身互補,產生一個莖環結構,這個結構很容易被內切核酸酶切割,使得互補的雙鏈RNA被保留下來,由此可推測內切核酸酶的特點是

。

RNA聚合

識別并切割具有莖環結構的RNA(2)用氘標記苯丙氨酸和苯乙醛肟來研究物質合成的方法,稱為

。根據圖中組1、2、4、5實驗結果,可推測群居型蝗蟲的苯乙腈合成途徑是苯丙氨酸

苯乙醛肟

苯乙腈。根據組4、5的結果可知,群居型蝗蟲細胞內存在途徑:苯乙醛肟

苯乙腈。據此推測:CYP305M2基因表達產物不是酶B的依據是

。結合上述結論和組1、2的結果可知,群居型蝗蟲相關代謝途徑中CYP305M2基因的表達產物是酶A,依據是______________________________________________

。從群居型蝗蟲苯乙腈的合成途徑可看出,基因對性狀的控制方式是

。

(3)根據圖中組1、3、4、6的結果可知,散居型蝗蟲不能產生苯乙腈的原因主要是缺乏

(填“苯丙氨酸”或“苯乙醛肟”)。

同位素標記法向組5的細胞中注入了dsCYP305M2,但苯乙醛肟仍然能轉化為苯乙腈當注入dsCYP305M2后,苯丙氨酸不能轉化為苯乙醛肟,但苯乙醛肟仍然能轉化為苯乙腈通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物的性狀苯乙醛肟解析

(1)dsRNA(雙鏈核糖核酸)的來源主要有三種途徑。一是細胞內產生的mRNA在RNA聚合酶的作用下,以一條單鏈的RNA為模板合成一條雙鏈RNA。二是dsRNA也可以人工體外合成,其原理類似于第一種途徑。三是有一些長的RNA具有反向互補序列,它們可以發生自身互補,形成一個莖環結構。這個結構很容易被內切核酸酶切割,使得互補的雙鏈RNA被保留下來。由此可以推測,內切核酸酶的特點是識別并切割具有莖環結構的RNA。(2)用氘標記苯丙氨酸和苯乙醛肟來研究物質合成的方法稱為同位素標記法。根據圖中組1、2、4、5的實驗結果,可以推測群居型蝗蟲的苯乙腈合成途徑是:苯丙氨酸

苯乙醛肟

苯乙腈。同時,根據組4、5的結果可知,群居型蝗蟲細胞內存在途徑:苯乙醛肟

苯乙腈。由于向組5的細胞中注入了dsCYP305M2,但苯乙醛肟仍然能轉化為苯乙腈,這說明CYP305M2基因的表達產物不是酶B。結合上述結論和組1、2的結果,可以推斷群居型蝗蟲相關代謝途徑中CYP305M2基因的表達產物是酶A,因為當注入dsCYP305M2后,苯丙氨酸不能轉化為苯乙醛肟,但苯乙醛肟仍然能轉化為苯乙腈。從群居型蝗蟲苯乙腈的合成途徑可以看出,基因對性狀的控制方式是基因通過控制酶的合成來控制