2026版《優(yōu)化設(shè)計大一輪》高考生物（優(yōu)化設(shè)計新高考版）情境突破課6基因的結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)的調(diào)控

情境突破課6基因的結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)的調(diào)控高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026命題情境閱讀1.基因結(jié)構(gòu)(1)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)(2)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)

2.基因表達(dá)遺傳信息(1)原核生物基因表達(dá)

(2)真核生物基因表達(dá)

3.基因表達(dá)的調(diào)控(1)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控(以乳糖操縱子為例)

圖1圖2無誘導(dǎo)物存在時(如圖1)阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合阻止了RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合,使得結(jié)構(gòu)基因不能正常轉(zhuǎn)錄有誘導(dǎo)物(乳糖)存在時(如圖2)誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白結(jié)構(gòu)改變,不能與操縱基因結(jié)合,則RNA聚合酶結(jié)合到啟動子上并啟動結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄(2)翻譯水平的調(diào)控——RNA干擾RNA干擾(RNAi)的機(jī)制:RNA干擾是有效沉默或抑制目標(biāo)基因表達(dá)的過程,指內(nèi)源性或外源性雙鏈RNA(dsRNA)介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)mRNA發(fā)生特異性降解,從而導(dǎo)致靶基因的表達(dá)沉默,產(chǎn)生相應(yīng)的功能表型缺失的現(xiàn)象。RNA干擾由轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中的雙鏈RNA激活,沉默機(jī)制可導(dǎo)致由小干擾RNA(siRNA)或短發(fā)夾RNA(shRNA)誘導(dǎo)實現(xiàn)靶mRNA的降解,或者通過小RNA(miRNA)誘導(dǎo)特定mRNA翻譯的抑制。情境突破訓(xùn)練1.(2024·遼寧沈陽模擬)基因表達(dá)過程中的可變剪切是指在前體mRNA到成熟mRNA的過程當(dāng)中,不同的剪切方式使得同一個基因可以轉(zhuǎn)錄出多個不同的成熟mRNA,最終合成不同的蛋白質(zhì),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(qū)中編碼蛋白質(zhì)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(xiàn)一個基因可以控制不同蛋白質(zhì)的合成D.以前體mRNA、成熟mRNA為模板逆轉(zhuǎn)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(dāng)中,不同的剪切方式使得同一個基因可以轉(zhuǎn)錄出多個不同的成熟mRNA,最終合成不同的蛋白質(zhì),所以圖示過程可體現(xiàn)一個基因可以控制不同蛋白質(zhì)的合成,C項正確;由圖可知,前體mRNA經(jīng)過不同的剪切方式使得同一個基因可以轉(zhuǎn)錄出多個不同的成熟mRNA,所以以前體mRNA、成熟mRNA為模板逆轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)機(jī)制,其中阻遏蛋白是由遠(yuǎn)離色氨酸操縱子的調(diào)節(jié)基因(trpR)編碼的一種蛋白質(zhì)。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(jié)合的過程遵循堿基互補(bǔ)配對原則C.圖中調(diào)節(jié)機(jī)制體現(xiàn)了微生物在利用環(huán)境資源和對生存環(huán)境適應(yīng)的靈活性D.色氨酸是色氨酸操縱子經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯后的直接產(chǎn)物答案

C

解析

大腸桿菌是原核生物,其DNA沒有和蛋白質(zhì)形成染色體,A項錯誤;阻遏蛋白是由遠(yuǎn)離色氨酸操縱子的調(diào)節(jié)基因(trpR)編碼的,RNA聚合酶與色氨酸操縱子的調(diào)節(jié)基因(trpR)識別結(jié)合的過程遵循堿基互補(bǔ)配對原則,B項錯誤;色氨酸操縱子的激活與否根據(jù)培養(yǎng)基中有無色氨酸而定,當(dāng)培養(yǎng)基中有足夠的色氨酸時,該操縱子自動關(guān)閉,缺乏色氨酸時,操縱子被打開,該負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制體現(xiàn)了微生物在利用環(huán)境資源和對生存環(huán)境適應(yīng)的靈活性,C項正確;色氨酸操縱子負(fù)責(zé)調(diào)控色氨酸的生物合成,但色氨酸不是多肽鏈,不是轉(zhuǎn)錄、翻譯的直接產(chǎn)物,D項錯誤。3.(2024·吉林模擬)RNA干擾技術(shù)是利用dsRNA(雙鏈核糖核酸)阻斷靶基因表達(dá)的技術(shù)。將dsCYP305M2注入細(xì)胞可有效阻止細(xì)胞中CYP305M2基因的表達(dá)。如圖是研究者利用RNA干擾技術(shù)對蝗蟲體內(nèi)苯乙腈合成途徑的研究結(jié)果。回答下列問題。(1)dsRNA來源主要有三種途徑:一是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)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(bǔ)序列,發(fā)生自身互補(bǔ),產(chǎn)生一個莖環(huán)結(jié)構(gòu),這個結(jié)構(gòu)很容易被內(nèi)切核酸酶切割,使得互補(bǔ)的雙鏈RNA被保留下來,由此可推測內(nèi)切核酸酶的特點是

。

RNA聚合

識別并切割具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA(2)用氘標(biāo)記苯丙氨酸和苯乙醛肟來研究物質(zhì)合成的方法,稱為

。根據(jù)圖中組1、2、4、5實驗結(jié)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(jù)組4、5的結(jié)果可知,群居型蝗蟲細(xì)胞內(nèi)存在途徑:苯乙醛肟

苯乙腈。據(jù)此推測:CYP305M2基因表達(dá)產(chǎn)物不是酶B的依據(jù)是

。結(jié)合上述結(jié)論和組1、2的結(jié)果可知,群居型蝗蟲相關(guān)代謝途徑中CYP305M2基因的表達(dá)產(chǎn)物是酶A,依據(jù)是______________________________________________

。從群居型蝗蟲苯乙腈的合成途徑可看出,基因?qū)π誀畹目刂品绞绞?/p>

。

(3)根據(jù)圖中組1、3、4、6的結(jié)果可知,散居型蝗蟲不能產(chǎn)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(biāo)記法向組5的細(xì)胞中注入了dsCYP305M2,但苯乙醛肟仍然能轉(zhuǎn)化為苯乙腈當(dāng)注入dsCYP305M2后,苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)化為苯乙醛肟,但苯乙醛肟仍然能轉(zhuǎn)化為苯乙腈通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)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(xì)胞內(nèi)產(chǎn)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(bǔ)序列,它們可以發(fā)生自身互補(bǔ),形成一個莖環(huán)結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)很容易被內(nèi)切核酸酶切割,使得互補(bǔ)的雙鏈RNA被保留下來。由此可以推測,內(nèi)切核酸酶的特點是識別并切割具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA。(2)用氘標(biāo)記苯丙氨酸和苯乙醛肟來研究物質(zhì)合成的方法稱為同位素標(biāo)記法。根據(jù)圖中組1、2、4、5的實驗結(jié)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(jù)組4、5的結(jié)果可知,群居型蝗蟲細(xì)胞內(nèi)存在途徑:苯乙醛肟

苯乙腈。由于向組5的細(xì)胞中注入了dsCYP305M2,但苯乙醛肟仍然能轉(zhuǎn)化為苯乙腈,這說明CYP305M2基因的表達(dá)產(chǎn)物不是酶B。結(jié)合上述結(jié)論和組1、2的結(jié)果,可以推斷群居型蝗蟲相關(guān)代謝途徑中CYP305M2基因的表達(dá)產(chǎn)物是酶A,因為當(dāng)注入dsCYP305M2后,苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)化為苯乙醛肟,但苯乙醛肟仍然能轉(zhuǎn)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?qū)π誀畹目刂品绞绞腔蛲ㄟ^控制酶的合成來控制