热考主题•真题集训(七)　融合新情境深度考查基因表达-【新高考方案】2026年高考生物Ⅰ一轮总复习

热考主题•真题集训(七)　 融合新情境深度考查基因表达 命题分析:自然界形形色色的生物,既有统一性又有独特性,这种现象离不开基因的表达。基因通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成,从而实现表达,这个过程受多种因素的影响,其影响机制具有一定的复杂性,高考命题常借助内外因素对基因表达的影响机制的情境信息,考查基因表达的 调控以及基因与性状的关系。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 一、选择题 1.(2024·贵州高考)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是(　　) A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录 B.氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化 C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素 D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分 √ 6 7 8 10 1 2 3 4 5 解析:由题意可知,细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化,导致仅细胞Ⅰ能合成催乳素,说明甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录,A正确;细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化,B正确;细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,这一特性可以遗传,所以处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素,C正确;按该基因是否甲基化可分为细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,D错误。 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 2.(2024·浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆菌拟核DNA第2次复制时,局部示意图如图。DNA双链区段①②③对应的显色情况可能是 (　　) A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色 C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色 √ 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 解析:根据DNA半保留复制的特点,结合题干信息和题图可知,区段①②③对应的显色情况依次为浅色、深色、浅色,B项符合题意。 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 3.(2024·江苏高考)治疗恶性黑色素瘤的药物DIC是一种嘌呤类生物合成的前体,能干扰嘌呤的合成。下列相关叙述错误的是 (　　) A.嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料 B.DIC可抑制细胞增殖使其停滞在细胞分裂间期 C.细胞中蛋白质的合成不会受DIC的影响 D.采用靶向输送DIC可降低对患者的副作用 √ 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 解析:DNA和RNA都含有腺嘌呤和鸟嘌呤,所以嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料,A正确;细胞分裂间期,进行DNA的复制,DIC能干扰嘌呤的合成,从而阻止DNA的复制,使其停滞在细胞分裂间期,B正确;DIC能干扰嘌呤的合成,阻止RNA的合成,因此会影响细胞中蛋白质的合成,C错误;采用靶向输送DIC,作用于恶性黑色素瘤细胞,可避免对其他正常细胞造成干扰,可降低对患者的副作用,D正确。 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 4.(2024·浙江1月选考)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉,若喂食蜂王浆,也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA甲基化酶的表达后,即使一直喂食花蜜、花粉,雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是 (　　) A.花蜜、花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化 B.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 D.DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件 √ 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 解析:DNA甲基化酶可使DNA甲基化,降低DNA甲基化酶的表达,会使DNA甲基化程度降低,可使雌性工蜂幼虫发育成蜂王,与喂食蜂王浆作用相似,因此可推测蜂王浆可降低蜜蜂DNA的甲基化程度,而花蜜、花粉不会降低DNA的甲基化,A、C错误,D正确;蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂,B错误。 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 5.(2024·湖南高考)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是 (　　) 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成 B.敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率 C.降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病 D.激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录 √ 解析:由题干信息可知,糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性,蛋白R1需要先后经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成,因此体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成,A正确。由题干信息可知,UDPG通过F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,进而抑制脂肪酸的合成,因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成,会增加非酒精性脂肪肝 13 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 的发生率,B正确。由题干信息可知,UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成,故降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成,从而会诱发非酒精性脂肪性肝病;蛋白R1先后经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,故S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成,不会诱发非酒精性脂肪性肝病,C错误。脂肪酸合成基因为核基因,而R1在高尔基体膜上被激活,因此激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录,D正确。 14 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 6.(2023·海南高考)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 下列有关叙述正确的是 (　　) A.D基因包含456个碱基,编码152个氨基酸 B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3' C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸 D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同 9 √ 解析:根据图示信息,D基因编码152个氨基酸,但D基因上包含D基因终止对应序列,故应包含459个碱基,A错误;分析图示信息,E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'-GTACGC-3',根据DNA分子两条链反向平行,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3',B正确;DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸,C错误;E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,但重叠序列编码的氨基酸序列不相同,D错误。 17 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 7.(2023·山东高考)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是 (　　) 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象 B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等 C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等 D.②延伸方向为5'端至3'端,其模板链3'端指向解旋方向 √ 解析:据图分析,甲时新合成的单链①比②短,乙时①比②长,因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象,A正确;①和②两条链中碱基是互补的,甲时新合成的单链①比②短,但②中多出的部分可能不含有A、T,因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等,B正确;丙为复制结束时的图像,新合成的单链①与②等长,且①和②是互补的,则丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C正确;由题意可知,①的5'端指向解旋方向,则②的3'端指向解旋方向,其模板链5'端指向解旋方向,其延伸方向为5'端至3'端,D错误。 20 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 8.(2024·安徽高考)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(　　) 9 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8SrRNA、18SrRNA、 28SrRNA RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA 注:各类rRNA均为核糖体的组成成分。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 A.线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B.基因的DNA发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因表达 C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列相同 D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁 9 √ 解析:线粒体和叶绿体中都有DNA,二者均是半自主细胞器,且由题意可知,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶,则其基因转录时使用各自的RNA聚合酶,A正确;基因的DNA发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,从而影响基因的转录,可影响基因表达,B正确;由题表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类和在细胞内的定位不同,说明两种酶识别的启动子序列不同,C错误;RNA聚合酶的本质是蛋白质,RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中,该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译,产物最终在核仁发挥作用,D正确。 23 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9.(2024·重庆高考)某种海鱼鳃细胞的NKA酶是一种载体蛋白,负责将细胞内的Na+转运到血液中,为研究NKA与Na+浓度的关系,研究小组将若干海鱼放在低于海水盐度的盐水中,按时间点分组取样检测,部分结果见下表。结合数据分析,下列叙述错误的是 (　　) 9 时间/h Na+浓度(单位略) NKA表达(相对值) NKA酶的相对活性 血液 鳃细胞 mRNA 蛋白质 0 320 15 1.0 1.0 1.0 0.5 290 15 1.5 1.0 0.8 3 220 15 0.6 1.0 0.6 6 180 15 0.4 0.4 0.4 12 180 15 0.2 0.2 0.4 1 5 6 7 8 10 2 3 4 A.NKA mRNA和蛋白质表达趋势不一致是NKA基因中甲基化导致的 B.本实验中时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素 C.NKA酶在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP D.与0 h组相比,表中其他时间点的海鱼红细胞体积会增大 9 √ 解析:NKA mRNA和蛋白质表达趋势之所以不一致,可能与NKA基因的转录和翻译不同步有关,而不是由NKA基因中甲基化导致的,A错误;依据题干信息,NKA酶是一种载体蛋白,负责将海鱼鳃细胞内的Na+转运到血液中,将海鱼放在低于海水盐度的盐水中,随着时间的延长,血液中的Na+浓度逐渐 降低,而鳃细胞中Na+浓度维持不变,说明NKA酶参与向外转运的Na+减少,由此可推知,时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素,B正确;NKA酶介导的运输是一种主动运输,在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP,C正确;与0 h组相比,其他时间点的血液Na+浓度降低,与红细胞内的渗透压相比较,浓度差减小,细胞会吸水,体积会增大,D正确。 26 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 二、非选择题(除特别注明外,每空1分) 10.(8分)(2023·广东高考)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,调控机制见下图。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。 9 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 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。  自由基 解析:细胞衰老的自由基学说认为:自由基产生后,即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是,当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基。因此放射刺激心肌细胞产生的自由基会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。 29 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (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。  解析:前体mRNA是通过转录形成的,转录是在RNA聚合酶的催化下,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。据题图可知,miRNA可以和P基因mRNA结合,导致P基因mRNA的翻译过程受阻,P蛋白合成减少,对细胞凋亡抑制作用减弱。circRNA也可以和miRNA结合,使miRNA不能和P基因mRNA结合,导致P蛋白合成增多,从而抑制细胞凋亡。可见,circRNA和 mRNA 在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合,调节基因表达。 30 RNA聚合 miRNA 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　____________________________________________________________ ___________________________________________(3分)。  解析:据题图分析,miRNA表达量升高可使miRNA和P基因mRNA结合增多,导致P基因mRNA的翻译过程受阻,P蛋白合成减少,对细胞凋亡的抑制作用减弱。 31 miRNA 表达量升高,导致其与P基因mRNA的结合量增加,P基因mRNA翻译合成的P蛋白减少,对细胞凋亡抑制作用减弱 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (4)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_______________________________________ ____________________ (2分)。  解析:若要治疗放射性心脏损伤,需抑制细胞凋亡。一方面,可以促进P蛋白的合成,以提高细胞中P蛋白的含量;另一方面,可以促进前体mRNA的合成或促进circRNA的合成。 32 促进前体mRNA的合成;促进circRNA的合成;促进P蛋白的合成 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 $$