专题5 重难点1 基因结构与遗传信息传递的调控(Word教参)-【精讲精练】2026年高考生物二轮专题辅导与训练（A版）

该高中生物学讲义聚焦基因结构与遗传信息传递调控等高考核心考点，以基因结构为基础，系统梳理转录、翻译水平调控机制，结合RNA干扰、乳糖操纵子等实例构建知识网络。通过考点分析、真题讲解（如2023广东卷、2025云南卷）、分层练习，帮助学生突破难点，体现复习系统性与针对性。 讲义以生命观念（结构与功能观）和科学思维为引领，通过X菌改造案例分析RNA干扰原理，用乳糖操纵子模型演绎转录调控逻辑。设置真题演练与模拟题分层训练，配合解析反馈，助力学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏提供实战支撑。

重难点1　基因结构与遗传信息传递的调控 1．(2025·云南卷)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 解析　因为将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT和PA的启动条件，从而存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态，A正确；PT启动的是基因asd转录，PA启动的是基因asd互补链转录，所以PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的，不相同，B错误；由于好氧启动子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，目的是让Y菌在有氧环境下能生存，C错误；改造X菌的目的是让Y菌在有氧环境下能生存(通过PA启动子的作用)，同时保留在缺氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力，而不是单纯增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力，D错误。 答案　A 2．(2023·广东卷)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。 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。 (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。 (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____________________。 (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：______________。 解析　(1)放射刺激心肌细胞，可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。 答案　(1)自由基　(2)RNA聚合　miRNA (3)P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡 (4)可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 转录水平的调控(乳糖操纵子为例) 情景资料　大肠杆菌的乳糖操纵子由调节基因(I)、启动子(P)、操纵基因(O)、结构基因(Z、Y、A)组成，结构基因能表达与乳糖代谢有关的酶。图1表示环境中无乳糖时，结构基因的表达被“关闭”的调节机制；图2表示环境中有乳糖时，结构基因的表达被“打开”的调节机制。 (1)无诱导物存在时(如图1) 阻遏蛋白与操纵基因结合阻止了RNA聚合酶与启动子的结合，使结构基因不能正常转录。 (2)有诱导物(乳糖)存在时(如图2) 诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白结构改变，不能与操纵基因结合，则RNA聚合酶结合到启动子上并启动结构基因的表达。 1．基因的结构 2．真核生物基因表达的调控 (1)转录后水平的调控——以选择性剪接为例 转录后产生的mRNA前体可按照不同的方式剪接，产生两种或两种以上的成熟mRNA，进而产生多种蛋白质，即一个基因在转录后通过mRNA前体的剪接加工后可以控制多种蛋白质的合成。 (2)翻译水平的调控——RNA干扰 ①RNA干扰(RNAi)：RNA干扰是有效沉默或抑制目标基因表达的过程，指内源性或外源性双链RNA(dsRNA)介导的细胞内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象。RNA干扰由转运到细胞质中的双链RNA激活，沉默机制可导致由小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)诱导实现靶mRNA的降解，或者通过小RNA(miRNA)诱导特定mRNA翻译的抑制。 ②RNAi具有的特征。 a．是转录后(翻译)水平的基因沉默机制。 b．具有很高的特异性，只降解与之序列相应的单个内源基因的mRNA。 c．RNAi抑制基因表达具有很高的效率，而且相对很少量的dsRNA分子(数量远远少于内源mRNA的数量)就能完全抑制相应基因的表达。 d．RNAi抑制基因表达的效应可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离传递和维持信号甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点。 e．dsRNA不得短于21个碱基，并且长链dsRNA也在细胞内被Dicer酶切割为21 bp左右的siRNA，并由siRNA来介导mRNA切割。如图所示： 1．(2025·内蒙古赤峰二模)用诱变剂EMS处理野生型水稻可获得雄性不育株和其他新的性状。用雄性不育株与野生型杂交，F1可育，F2中可育植株占3/4：其他新性状是由10号染色体末端4处发生了单个碱基对替换所致，两处在A、B基因间隔区，一处在D基因的某内含子(是真核细胞基因非编码蛋白的DNA序列，不参与蛋白编码)，一处在M基因的某外显子(是真核细胞基因编码蛋白的DNA序列，参与蛋白编码)。下列叙述错误的是(　　) A．诱导水稻产生新性状可体现基因突变的不定向性，雄性不育为隐性突变 B．A、B、D、M基因在染色体上呈线性排列，各基因的首端存在起始密码子 C．发生在A和B基因之间的碱基对替换未引起基因结构的改变不属于基因突变 D．发生在D基因某内含子碱基序列变化不一定改变生物的性状 解析　用诱变剂处理野生型水稻获得多种新性状，这体现了基因突变可以产生多种不同的结果，即基因突变的不定向性。雄性不育株与野生型杂交，F1可育，说明野生型为显性，雄性不育为隐性，是隐性突变，A正确；基因在染色体上呈线性排列，但是起始密码子位于mRNA上，而不是基因的首端，B错误；基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。 发生在A和B基因之间的碱基对替换，因为A、B基因之间是基因间隔区，不是基因结构，所以未引起基因结构的改变，不属于基因突变，C正确；D基因的内含子是真核细胞基因非编码蛋白的DNA序列，不参与蛋白编码。所以发生在D基因某内含子的碱基序列变化，不一定会改变生物的性状，D正确。 答案　B 2．(2025·江苏南京模拟)大肠杆菌可以通过乳糖操纵子(下图)的调控实现优先利用环境中的葡萄糖，再利用乳糖。研究表明，当大肠杆菌利用葡萄糖分解供能时，识别启动子(P)的RNA聚合酶的转录活性下降；当环境中无葡萄糖可供利用时，该RNA聚合酶的转录活性增强。另外，阻遏蛋白能与操纵序列(O)结合，阻止结构基因转录，而乳糖可以解除阻遏，进而利用乳糖。下列有关叙述错误的是(　　) A．乳糖通过解除阻遏而诱导Z、Y、A酶的合成，利用乳糖 B．有葡萄糖和乳糖都存在时，大肠杆菌也能少量利用乳糖 C．有乳糖、无葡萄糖时，Z、Y、A酶合成量最高 D．结构基因共用同一个启动子，有利于细菌对环境的适应 解析　根据题干信息“乳糖可以解除阻遏，进而利用乳糖”，而利用乳糖需要合成相关的酶即Z、Y、A酶，所以乳糖通过解除阻遏诱导Z、Y、A酶的合成，A正确；当葡萄糖和乳糖都存在时，大肠杆菌优先利用葡萄糖，此时 RNA 聚合酶转录活性因葡萄糖存在而显著下降，且 CAP 蛋白不结合(葡萄糖存在时 cAMP 减少)，导致乳糖操纵子几乎不转录，无法少量利用乳糖，B错误；当环境中无葡萄糖可供利用时，识别启动子(P)的RNA聚合酶的转录活性增强，且乳糖可以解除阻遏，此时结构基因可以正常转录合成Z、Y、A酶，所以有乳糖、无葡萄糖时，Z、Y、A酶合成量最高，C正确；从图中可以看出，三个结构基因(lacZ、lacY、lacA)共用同一个启动子，这样当环境变化时，可以同时启动或关闭相关基因的表达，有利于细菌对环境的适应，D正确。 答案　B 学科网（北京）股份有限公司 $