链接高考(七) 命题热点——基因表达的调控-【红对勾】2025年高考生物二轮复习讲与练

链接高考（七） 命题热点— 基因表达的调控 〔链接真题 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。 1.(2023·海南卷)某植物的叶形与R基因的表 (3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细 达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二 胞凋亡，其可能的原因是 者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基 化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化， 不能表达。下列有关叙述正确的是( (4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达 A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同 之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新 B.植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形 思路： 相同 C.植株乙自交，子一代的R基因不会出现高 度甲基化 D.植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形 [〔知识拓展 不同 1.表观遗传调控机制 2.(2023·广东卷)放射性心脏损伤是由电离辐 069 射诱导的大量心肌细胞调亡产生的心脏疾 DNA甲基化是目前研究较充分的表观遗 传修饰形式（如下图）。DNA甲基化可在 病。一项新的研究表明，circRNA可以通过 空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合 miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡， DNA CH 调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单 修饰 3 链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使 甲基化 其降解。cireRNA是细胞内一种闭合环状 CH 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。 真核生物的DNA被组蛋白组成的核小体 一抑制 紧密包绕，组蛋白上的许多位点都可以被 组蛋白 DNA X停止 修饰。组蛋白修饰会改变染色质的疏松和 转 前体mRNA MiRNA P基因RNAP蛋白一智胞 细胞 修饰 凝集状态，进而影响转录因子等调节蛋白 剪切 miRNA miRNA米 .细胞核出楼CiroRNA circRNA 与染色质的结合，影响基因表达 P基因mRNA 回答下列问题： 基因组印记是指来自父方和母方的等位基因 (1)放射刺激心肌细胞产生的 会攻 在通过精子和卵子传递给子代时发生了修 基因组 饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同的 击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。 印记 表达特性，这种修饰常为DNA甲基化修饰， (2)前体mRNA是通过 酶以DNA 也包括组蛋白乙酰化、甲基化等修饰 的一条链为模板合成的，可被剪切成cireRNA等 第一部分 专题突破一闭 2.基因表达的几种常见调控机制 切酶(Dicer酶)切割为21bp左右的siRNA, (1)转录水平的调控（以乳糖操纵子为例） 并由siRNA来介导mRNA切割。 调节基因操纵基因结构基因 R PO lacZlacYlacA (3)翻译后水平的调控—分子伴侣 R P O lacZlacylacA RNA ①分子伴侣：是一类协助细胞内分子组装和 mRNA I RNA 阻遏蛋白 mRNA I 聚合酶 mRNA II 与操纵基 上聚合酶因结合 乳糖士 协助蛋白质折叠的蛋白质，又称为侣伴蛋白。 阻遏蛋白 阻遏蛋白 β-半乳糖苷酶 主要有热休克蛋白和伴侣蛋白两大类 图1 图2 ②分子伴侣的主要作用：参与新生肽链的折 阻遏蛋白与操纵基因结合阻止了 无诱导物存在 叠与装配；参与蛋白运送；修复热变性蛋白。 RNA聚合酶与启动子(P)的结合， 时（如图1） 使得结构基因不能正常转录 [追踪集训〕 诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋 有诱导物（乳 1.(2024·湖北荆州模拟)拟南芥的春化作用与 白结构改变，不能与操纵基因结 糖)存在时（如 合，则RNA聚合酶结合到启动子 FRI基因和FLC基因有关，FRI基因的表达 图2) 上并启动结构基因的表达 产物FRI蛋白能促进组蛋白的乙酰化。研究 发现：在低温条件下，FRI蛋白易在植物细胞 (2)翻译水平的调控 RNA干扰 核内形成凝聚体，凝聚体的形成阻止了FRI ①RNA干扰(RNAi)的机制：RNA干扰是有 蛋白对FLC基因的激活，使FLC基因的表 效沉默或抑制目标基因表达的过程，指内源 达水平下调，解除对开花的抑制。下列叙述 性或外源性双链RNA(dsRNA)介导的细胞 070 错误的是 ( 内mRNA发生特异性降解，从而导致靶基因 的表达沉默，产生相应的功能表型缺失的现 A.温暖条件下，FLC基因的表达水平会增 象。RNA干扰由转运到细胞质中的双链 加，进而抑制植物的开花 RNA激活，沉默机制可导致由小干扰RNA B.组蛋白的乙酰化可能通过影响DNA与组 (siRNA)或短发夹RNA(shRNA)诱导实现 蛋白的结合来抑制FLC基因的表达 靶mRNA的降解，或者通过微RNA(miRNA) C.FRI基因和FLC基因介导的春化作用属 诱导特定mRNA翻译的抑制。 于碱基序列不改变的表观遗传现象 ②RNAi具有的特征：RNAi是转录后（翻译） D.温度较为温和的地区存在着许多拟南芥早 水平的基因沉默机制；RNAi具有很高的特异 花突变体，能够不经春化作用提前开花 性，只降解与之序列相应的单个内源基因的 2.(2024·辽宁大连模拟)如图为大肠杆菌乳糖 mRNA;RNAi抑制基因表达具有很高的效 操纵子的结构示意图。当环境中存在乳糖 率，而且相对很少量的dsRNA分子（数量远 时，图示结构基因(lacZ、lacY、lacA)能够完 远少于内源mRNA的数量)就能完全抑制相 成表达，合成的酶a、酶b、酶c可催化乳糖分 应基因的表达；RNAi抑制基因表达的效应具 解为葡萄糖和半乳糖；当环境中不存在乳糖 有可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离： 时，图示结构基因不能表达，大肠杆菌不能利 传递和维持信号甚至传播至整个有机体以及 用乳糖。科学家得到了某大肠杆菌突变体， 可遗传等特点；dsRNA不得短于21个碱基， 其无论环境中是否有乳糖，lacZ、lacY、lacA 并且长链dsRNA也在细胞内被核糖核酸内： 基因都不能表达。下列叙述正确的是( ☑一红团勾讲与练·高三二轮生物★ 调节基因肩动子圆 C.RISC能够将mRNA剪切，最可能依赖于 结构基因 α链 5 TacZ laeY lacA B链 RISC中的蛋白质 mRNA D.RNA干扰技术是指在转录水平上对特定 结合操纵基 mRNA 因阻断结构 基因表达的抑制 阻遏蛋白 基因转录 3 乳糖 4.(2024·广东广州二模)正常雌性哺乳动物细 酶a 酶b 胞中的一条X染色体会随机高度螺旋化而失 A.阻遏蛋白既可与操纵基因结合，也可与乳 活为巴氏小体。为探究胚胎发育早期X染色 糖结合，且结合部位相同 体上Xst基因的表达与X染色体失活的关 B.阻遏蛋白与操纵基因结合后，可能会阻止 系，科研人员将某种雌鼠的胚胎干细胞(PGK RNA聚合酶与启动子结合 细胞)中两条X染色体分别记为X,和X,(如 C.三个结构基因转录出的mRNA上可能含 图甲)，通过基因工程方法将X2上的Xst基 有3个启动子和终止子 因敲除，获得XT细胞。对PGK细胞、XT细 D.大肠杆菌突变体的形成可能与调节基因突 胞及由它们分化形成的许多细胞中E和e基 变有关 因的表达量进行定量分析，结果如图乙所示。 3.(2024·山东省实验中学三模)RNA干扰技 下列分析正确的是 ( ) 1001 术是指小分子双链RNA(dsRNA)可以特异 口E、e表达量相同的细胞 ▣e基因表达量高于80%的细胞 Xist Xist 口E基因表达量高于80%的细胞 性地降解或抑制同源mRNA表达，从而抑制 60 E 50 或关闭特定基因表达的现象，如图是其作用 e 07 X X 机制，其中Dicer是具有特殊功能的物质， PGK细胞X染色体 0 及基因示意图 0 PGK和KT PGK分化XT分化 RISC是一种复合体。下列有关分析错误 甲 细胞 细胞 细胞 的是 A.X染色体上的E/e基因和Xist基因遵循 -mRNA 自由组合定律 形成 一 被降解 B.Xist基因的表达会导致该基因所在的X dsRNA siRNA RISC(RNA透识别靶序列 (双链RNA)(小干扰RNA) 与蛋白 导沉默复合体)（即mRNA序列） 债结合 染色体失活 A.siRNA和dsRNA分子中的嘧啶数量等于 C.胚胎发育过程中雄性哺乳动物体细胞的 嘌呤数量 Xist基因会表达 B.Dicer和RISC断裂的化学键相同，都是磷 D.基因型为XPX的女性抗维生素D佝偻病 酸二酯键 患者发病程度比男性患者严重 第一部分 专题突破一闭3.B由于该动物种群处于遗传平衡，其 严重的是，当自由基攻击生物膜的组 RNA千扰技术是指在翻译水平上对特 性别决定方式为ZW型，雌性和雄性个 成成分磷脂分子时，产物同样是自由 定基因表达进行抑制的技术，D错误。 体数的比例为1：1，雌性个体有1/10 基。因此放射刺激心肌细胞产生的自4.BX染色体上的E/e基因和Xist基 患甲病（由Z染色体上h基因决定）， 由基会攻击生物膜的磷脂分子，导致 因位于同一对染色体上，这两对基因 所以雌性中ZW个体占1/10，ZW个 放射性心肌损伤。(2)前体mRNA是 不遵循自由组合定律，A错误；通过基 体占9/10，见下表。 通过转录形成的，转录是在RNA聚合 因工程方法将X,(即e基因所在染色 精子 酶的催化下，以DNA的一条链为模板 体)上的Xist基因敲除，获得XT细 卵细胞 合成mRNA的过程。据题图可知， 胞，XT细胞分化出来的细胞e基因的 1/10Z 9/10Z5 miRNA可以和P基因mRNA结合， 表达量比PGK细胞高，E基因基本不 1/20Z 1/200Z少Z 9/200ZHZ 导致P基因mRNA的翻译过程受阻， 表达，可推知Xist基因的表达会导致 P蛋白合成减少，从而促进细胞调亡。 该基因所在的X染色体失活，B正确； 9/20ZH 9/200ZHZ 81/200ZHZ5 circRNA也可以和miRNA结合，使 雄性哺乳动物体细胞只含有一条X染 1/2w 1/20ZW 9/20ZW miRNA不能和P基因mRNA结合， 色体，由以上分析可知，Xist基因的表 导致P蛋白合成增多，从而抑制细胞 该种群患病个体为ZZ和ZW,所占 达会导致该基因所在的X染色体失 调亡。可见，circRNA和mRNA在细 比例为5.5%，A错误；该种群h基因 活，所以Xist基因不会表达，C错误； 胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调 的频率与雌性个体中ZW的基因型频 因为雌性动物细胞中其中一条X染色 节基因表达。(3)据题图分析，miRNA 率相同，都是10%，B正确；只考虑该 体会随机失活，基因型为XX的女性 表达量升高可使miRNA和P基因 对基因，种群繁殖一代后基因型共有5 (XP可能失活)抗雏生素D佝偻病患 mRNA结合增多，导致P基因mRNA 种，C错误；若某病毒使该种群患甲病 者发病程度比男性患者轻，D错误。 的翩译过程受阻，P蛋白合成减少，从 雄性个体减少10%，则H基因频率增 而促进细胞凋亡。(4)若要治疗放射 专题六 个体稳态与调节 加，D错误。 性心脏损伤，需抑制细胞调亡。一方 4.B由图可知，种群数量越少，越容易 面，可以促进P蛋白的合成，以提高细 构网络·明联系 发生遗传漂变，V为25时种群更容易 胞中P蛋白的含量；另一方面，可以促 ①血浆②淋巴液③脑④感受器 发生遗传漂变，且对基因频率的影响 进前体mRNA的合成或促进cireRNA:⑤促胰液素⑥分级⑦免疫细胞 更大，A错误：遗传漂变会造成基因频 的合成」 ⑧免疫防御⑨极性©神经一体液 率的随机波动，可引起基因频率改变， 追踪集训 免疫①内负外正→内正外负@突触 从而引起生物进化，B正确；由题可知， 群体较小和偶然事件是引起遗传漂变 1B由题意可知，温暖条件下，FLC基⑧脑 ④语言⑤控制⑥过敏反应 因的表达水平可能会增加，进而抑制⑦光 的主要原因，C错误：由图可知，第125 代的时候V为2500的群体中，A的 植物的开花，A正确：组蛋白的乙酰化 测基础·练能力 可能通过影响DNA与组蛋白的结合 基因频率为50%，a的基因频率为 来促进FLC基因的表达，B错误；FRI 50%,所以Aa基因型频率为2×50%× 基因和FLC基因介导的春化作用是由 1./ 2.×3.×4./5./6.X 50%=50%,D错误。 于温度影响，导致的对生物的影响，不 7.× 8./9.×10.×11.× 链接高考（七）命题热点 改变碱基序列，是表观遗传现象，C正 12.×13.×14.×15./16.× 基因表达的调控 确；温度较为温和的地区存在着许多 17./ 18.×19.×20.× 链接真题 拟南芥早花突变体，能够不经春化作 1.D植株甲和乙的R基因的序列相同， 用提前开花，是生物对环境的一种适 1.避免代谢产物的积累，维持细胞内的 因此所含的碱基种类也相同，A错误； 应，D正确。 pH;是机体进行正常生命活动的条件 2.钾离子外流 植株甲和乙的R基因的序列相同，但 2.B由图可知，阻過蛋白既可与操纵基 植株甲R基因未甲基化，能正常表达 因结合，也可与乳糖结合，但结合部位 3.胞吐运输的方式可短时间大量集中释 植株乙R基因高度甲基化，不能表达 不同，A错误；阻過蛋白与操纵基因结 放神经递质，从而引起突触后膜的电 因而植株甲和乙叶形不同，B错误：甲 合后，可能会阻止RNA聚合酶与启动 位变化，以适应神经调节快速、灵敏的 基化相关的性状可以遗传，因此，植株 子结合，影响结构基因的表达，B正确； 特点 乙自交，子一代的R基因会出现高度 启动子和终止子位于DNA上，不位于 4.糖尿病患者的血浆中葡萄糖含量增 甲基化，C错误：植株甲含有未甲基化 mRNA上，C错误；“科学家得到了某 多，血浆中的水分从尿液中排出增多， 的R基因，故植株甲和乙杂交，受植株 大肠杆菌突变体，其无论环境中是否 血浆渗透压升高，刺激下丘脑渗透压 甲R基因的影响，子一代与植株乙的 有乳糖，lacZ、lacY、lacA基因都不能 感受器，将信号传至大脑皮层，产生渴 叶形不同，D正确。 表达”，说明大肠杆菌突变体的形成可 觉，机体主动饮水补充水分，因而会出 2.(1)自由基(2)RNA聚合miRNA 能与操纵基因突变有关，D错误。 现多饮、多尿的症状；体内葡萄糖利用 (3)miRNA表达量升高，导致其与P3.D由图示可知，siRNA和dsRNA分 异常导致供能不足，患者易产生饥饿 基因mRNA的结合量增加，P基因 子都是双链RNA,它们分子中的嘧啶 感，从而出现多食的症状 mRNA翻译合成的P蛋白减少，从而 数量和嘌呤数量相等，A正确；由图可 5.减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激， 促进细胞调亡 知，Dicer和RISC都能切割RNA,因此 导致抗利尿激素分泌减少，使肾小管 (4)促进前体mRNA的合成（或促进 它们断裂的化学键都是磷酸二酯键，B 和集合管对水的重吸收减少，引起尿 circRNA的合成：促进P蛋白的合成) 正确；由图可知，RISC通过碱基配对结 量增加 解析：(1)细胞衰老的自由基学说认为 合到mRNA上，并切割该mRNA,该6.有些激素的受体在全身各处的组织、 自由基产生后，即攻击和破坏细胞内 过程最可能是siRNA引导RISC上的 细胞上，而有些激素的受体只在特定 各种执行正常功能的生物分子。最为 蛋白质对mRNA进行切割，C正确； 的靶器官或靶细胞上 了一2因勾讲与练·高三二轮生物★ -264