专题05 遗传的分子基础（情境创新练）（4类热门情境）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题05 遗传的分子基础 四类热门情境创新练 情境命题一 生命健康类 1．（2025·天津·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 近年，我国科研人员发现了一种调节血糖的新激素——肠促生存素。它在禁食条件下由肠道分泌，可与胰岛A细胞上的受体R1结合，激活该细胞内质网的钙通道并释放钙，从而促进胰高血糖素分泌。 在许多Ⅱ型糖尿病患者体内，血液中的肠促生存素异常增高。肠促生存素可以在高血糖时仍促进胰高血糖素分泌，加重糖尿病病情。虽然这些患者口服葡萄糖可以抑制胰高血糖素分泌，但静脉注射葡萄糖却不能抑制。 在某些Ⅱ型糖尿病患者中，发现一种罕见变异，其R1基因编码序列的第193位碱基由C变成T，导致R1蛋白的翻译提前终止，从而使其不能与肠促生存素结合，显著降低胰高血糖素的分泌水平。 （1）关于肠促生存素对血糖的调节，分析错误的是（    ） A．空腹可激活胰岛A细胞 B．肠促生存素可促进肝脏生成葡萄糖 C．抑制受体R1可导致血糖升高 D．肠促生存素对血糖的调节属于体液调节 （2）R1基因的罕见变异可引起（    ） A．R1基因的甲基化水平升高 B．R1基因转录的mRNA变短 C．R1蛋白前体的前64个氨基酸序列改变 D．R1蛋白的空间构象改变 （3）关于肠促生存素信号通路与Ⅱ型糖尿病的关系，分析合理的是（    ） A．胰岛A细胞内质网钙通道的活化能力下降，可成为Ⅱ型糖尿病的病因 B．肠促生存素增高的Ⅱ型糖尿病患者，口服葡萄糖可以抑制肠促生存素分泌 C．肠促生存素的功能类似物可作为治疗Ⅱ型糖尿病的候选药物 D．R1基因的罕见变异，不利于Ⅱ型糖尿病患者血糖水平降低 【答案】1．C 2．D 3．B 【解析】1．A、禁食（空腹）时，肠促生存素分泌增加，激活胰岛A细胞，A正确； B、肠促生存素促进胰高血糖素分泌，胰高血糖素可促使肝糖原分解为葡萄糖，B正确； C、抑制受体R1会阻断肠促生存素的作用，减少胰高血糖素分泌，导致血糖降低，C错误； D、肠促生存素通过体液运输调节血糖，属于体液调节，D正确。 故选C。 2．A、碱基替换属于基因突变，与甲基化无关，A错误； B、基因突变导致翻译提前终止，但mRNA的转录长度由DNA决定，未缩短，B错误； C、第193位碱基突变可能影响第65个密码子，前64个氨基酸未改变，C错误； D、翻译提前终止导致R1蛋白结构不完整，空间构象改变，无法结合肠促生存素，D正确。 故选D。 3．A、内质网钙通道活化能力下降会减少胰高血糖素分泌，缓解高血糖，A错误； B、由题干信息可知，这些患者口服葡萄糖可以抑制胰高血糖素分泌，而肠促生存素促进胰高血糖素分泌，推测口服葡萄糖可以抑制肠促生存素分泌，B正确； C、肠促生存素类似物会加重胰高血糖素分泌，恶化糖尿病，C错误； D、R1基因罕见变异使R1蛋白不能与肠促生存素结合，胰高血糖素分泌减少，有利于Ⅱ型糖尿病患者血糖水平降低，D错误。 故选B。 2．（2024·湖南·高考真题）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（　　） 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 【答案】C 【分析】由题干信息可知，蛋白R1需要经过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，而糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，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。 【详解】A、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； B、由题干信息可知，中间代谢产物UDPG通过F5膜转运蛋白进入高尔基体内，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的发生率，B正确； C、由题干信息可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，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，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； D、转录发生在细胞核中，因此R1可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。 故选C。 3．（2023·湖南·高考真题）酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛，在乙醛脱氢酶2（ALDH2）作用下再转化为乙酸，最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%，而东亚人群中高达30%。下列叙述错误的是（    ） A．相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高 B．患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物 C．ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过蛋白质控制生物性状 D．饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸，从而预防酒精中毒 【答案】D 【分析】1、基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而控制生物的性状，也可能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。 2、基因突变是基因中由于碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。基因突变包括显性突变和隐性突变，隐性纯合子发生显性突变，一旦出现显性基因就会出现显性性状:显性纯合子发生隐性突变，突变形成的杂合子仍然是显性性状，只有杂合子自交后代才出现隐性性状。 【详解】A、ALDH2基因某突变会使ALDH2活性下降或丧失，使乙醛不能正常转化成乙酸，导致乙醛积累危害机体，东亚人群中ALDH2基因发生该种突变的频率较高，故与高加索人群相比，东亚人群饮酒后面临的风险更高，A正确； B、头孢类药物能抑制ALDH2的活性，使乙醛不能正常转化成乙酸，导致乙醛积累危害机体，故患者在服用头孢类药物期间应避免摄人含酒精的药物或食物，B正确； C、ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，乙醛脱氢酶2的化学本质是蛋白质，C正确； D、酶制剂会被胃蛋白酶消化，故饮酒前口服ALDH2酶制剂不能催化乙醛分解为乙酸，不能预防酒精中毒，D错误。 故选D。 4．（2025·重庆·模拟预测）2023年8月，我国科研人员发现肠癌DNA甲基化调控的新机制(如图)，下列叙述正确的是（　　） A．抑癌基因甲基化过程中碱基序列会发生改变 B．TET2 从细胞质进入细胞核需要穿过4层磷脂分子 C．正常人体细胞中可能存在激活的β-catenin 蛋白促进TET2入核的机制 D．DNA 甲基化引起表观遗传现象主要通过影响遗传信息翻译过程实现 【答案】C 【详解】A、DNA 甲基化是在碱基上添加甲基基团的化学修饰，不会改变基因的碱基序列（只是表观遗传修饰），A错误； B、TET2 是蛋白质，通常通过核孔进入细胞核，不需要穿过磷脂双分子层，B错误； C、从图中可知：在 “肿瘤消退” 的机制中，激活的 β-catenin 蛋白能促进 TET2 入核，进而启动抑癌基因去甲基化。正常人体细胞中，抑癌基因需要维持活性（避免肿瘤发生），因此可能存在类似机制（激活 β-catenin 促进 TET2 入核，维持抑癌基因功能），C正确； D、DNA 甲基化（如抑癌基因高度甲基化）主要影响遗传信息的转录过程（使基因难以转录，而非翻译），进而导致表观遗传现象，D错误。 故选C。 5．（2023·广东·高考真题）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___________。 【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结合并将其降解的概率上升，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 【分析】结合题意分析题图可知，miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 【详解】（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。 情境命题二 生态与农业应用类 6．（2025·四川·高考真题）为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成单链RNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（    ） A．单链RNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同 B．dsRNA加工成单链RNA会发生氢键的断裂 C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制 D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治 【答案】B 【分析】进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡，这是抑制了翻译过程。 【详解】A、dsRNA为双链结构，嘌呤数等于嘧啶数，其嘌呤与嘧啶之比为1:1。单链RNA是由dsRNA加工而来的单链片段，其嘌呤与嘧啶之比不一定为1:1，A错误； B、双链dsRNA加工成单链RNA的过程会发生氢键的断裂，B正确； C、根据题干信息，单链RNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡，所以单链RNA直接抑制的是翻译过程，C错误； D、用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治，D错误。 故选B。 7．（2025·湖北·高考真题）我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是（　　） A．该研究表明基因与性状是一一对应关系 B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 C．可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路 【答案】A 【分析】转录以DNA一条链为模板，以游离的核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶的催化作用下合成RNA的过程。翻译以mRNA为模板，以游离的氨基酸为原料，在酶的催化作用下合成蛋白质的过程。 【详解】A、题干中ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性状，体现基因和性状不是简单的一一对应关系，A错误； B、ATT基因编码GA20氧化酶，通过控制酶的合成调控代谢过程，进而影响性状，符合基因间接控制性状的途径，B正确； C、ATT基因的表达产物是赤霉素合成的关键酶，调节其表达可改变赤霉素水平，C正确； D、克隆ATT基因后，可通过转基因技术培育耐碱—耐热水稻，D正确； 故选A。 8．（2025·湖北·高考真题）治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究，发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，并受到如水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等植物激素的调节。研究表明，SA和MeJA通过调控miR160的表达量（miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解），影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARFI蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。 回答下列问题： (1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是：___________。 (2)据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现___________相关性，并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是：___________。 (3)基于上述材料，miR160通过直接影响___________，调控青蒿素的合成。 (4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路（用“→”表示促进，用“—|”表示抑制，显示各成员间的调控关系）：___________。 (5)请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路：___________。 【答案】(1)基因的选择性表达（基因的组织特异性表达） (2) 负 MeJA提高青蒿素含量 (3)编码ARF1蛋白的mRNA的含量（影响编码ARF1蛋白的mRNA的稳定性） (4)SA—|miR160—|ARF1→DBR2→青蒿素 (5)敲除miR160基因（过表达DBR2基因） 【分析】细胞中的基因是一样的，但在细胞分化过程中，不同细胞会有选择地表达某些基因，关闭另一些基因，这就是基因的选择性表达。就像在黄花蒿叶片腺毛细胞中，与青蒿素合成相关的基因表达，使得这些细胞能合成和积累青蒿素；而在其他细胞中，这些基因不表达，就不能合成青蒿素 。基因选择性表达受多种因素调控，它决定了细胞的功能和特性，是细胞分化、个体发育等生命过程的基础。 【详解】（1）在细胞分化过程中，基因会进行选择性表达。青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，这是因为与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中进行了选择性表达。 （2）①观察可知，miR160 基因过表达时，青蒿素含量降低；敲除 miR160 基因时，青蒿素含量升高，所以 miR160 的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性。 ②从图中看到，MeJA 处理组与对照组相比，miR160 表达量降低，而 miR160 表达量与青蒿素含量负相关，所以可以推测外源 MeJA 处理会使青蒿素含量增加。 （3）已知 miR160 是一种微小 RNA，能与靶 mRNA 结合，引起后者降解，且 miR160 的一种靶 mRNA 编码 ARF1 蛋白，所以 miR160 通过直接影响 ARF1 蛋白的合成（或 ARF1 基因的表达），调控青蒿素的合成。 （4）根据题意，SA 和 MeJA 通过调控 miR160 的表达量，miR160 能影响 ARF1 蛋白（因为其靶 mRNA 编码 ARF1 蛋白），ARF1 蛋白影响青蒿素合成关键酶基因 DBR2 的表达，进而影响青蒿素合成。所以调控通路为：SA—|miR160—|ARF1→DBR2→青蒿素 （这里表示 SA 抑制 miR160 表达，miR160 抑制 ARF1 表达，ARF1 促进 DBR2 表达，DBR2 促进青蒿素合成 ） （5）由于 miR160 的表达量与青蒿素含量呈负相关，所以可以通过基因工程技术敲除黄花蒿中的 miR160 基因，或者抑制 miR160 基因的表达，从而培育出青蒿素含量高的黄花蒿新品种。 9．（2025·四川雅安·模拟预测）东方果蝇会在瓜果内部产卵，引起果实早落，给果农带来极大的经济损失。研究雌性特异性致死基因系统以减少雌果蝇数量对提高果农经济效益有重要意义。研究发现东方果蝇的常染色体上存在dsx基因，该基因具有性别特异性剪切识别序列（图1），雌性个体中该序列能使dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，而雄性个体无此功能，因而雌雄果蝇会产生不同版本的成熟mRNA。 (1)与mRNA相比，dsx基因特有的化学组成是___________。dsx基因指导合成mRNA的过程称作___________，该过程需要的酶主要有___________。 图1（注：Stop表示终止密码子对应的DNA序列） (2)据图1分析，对雌性个体而言，Stop对应的DNA序列在dsx基因表达过程中不起作用，依据是___________；而在雄性个体中，该序列所起的作用是___________。 (3)蓖麻毒素可通过破坏核糖体导致细胞死亡。科研人员通过基因工程将蓖麻毒素基因（RTA基因）融合到一条染色体的dsx基因上形成融合基因1（图2），并培育出一只雄性果蝇，该过程涉及的可遗传变异类型是___________。若该雄性果蝇与普通雌果蝇杂交，F1中雄性：雌性=2:1，出现该比例的原因是___________。 图2（注：Stop表示终止密码子对应的DNA序列） 【答案】(1) 脱氧核糖和胸腺嘧啶/脱氧核糖和碱基T 转录 RNA聚合酶 (2) Stop对应的DNA序列在dsx基因内含子中，该基因具有性别特异性剪切识别序列，雌性个体中该序列能使dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉 转录形成的mRNA中作终止密码子，使翻译停止 (3) 基因重组 该雄性果蝇与普通雌果蝇杂交，雌果蝇中有一半个体含有融合基因，则这种雌性的dsx基因具有特异性剪切识别序列能使融合基因中dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，雌果蝇会产生成熟RTA的mRNA，从而翻译出相应的RTA蛋白质，导致雌果蝇死亡。而雄性个体的特异性剪切识别序列不能使融合基因中dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，因而雄果蝇不能产生成熟RTA的mRNA，不能翻译出相应的RTA蛋白质，不会导致雄果蝇死亡 【分析】基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品；基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 【详解】（1）dsx基因是有遗传效应的DNA片段，与mRNA相比，DNA特有的化学组成是脱氧核糖和胸腺嘧啶T。dsx基因指导合成mRNA的过程称作转录，该过程需要的酶主要有RNA聚合酶。 （2）由题干信息可知，Stop对应的DNA序列在dsx基因内含子中，该基因具有性别特异性剪切识别序列，雌性个体中该序列能使dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，故对雌性个体而言，Stop对应的DNA序列在dsx基因表达过程中不起作用。而在雄性个体中，该序列所起的作用是该序列不能使dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，在转录形成的mRNA中作终止密码子，使翻译停止。 （3）基因工程的原理是基因重组，科研人员通过基因工程将蓖麻毒素基因（RTA基因）融合到一条染色体的dsx基因上形成融合基因1（图2），并培育出一只雄性果蝇，该过程涉及的可遗传变异类型是基因重组。设融合基因为R，则该雄性果蝇的基因型为R0，与普通雌果蝇00杂交，F1中雌性个体有R0：00=1：1，基因型为R0的个体的dsx基因具有特异性剪切识别序列能使融合基因中dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，雌果蝇会产生成熟RTA的mRNA，从而翻译出相应的RTA蛋白质，导致雌果蝇死亡。而雄性个体的特异性剪切识别序列不能使融合基因中dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，因而雄果蝇不能产生成熟RTA的mRNA，不能翻译出相应的RTA蛋白质，不会导致雄果蝇死亡，故F1中雄性：雌性=2:1。 情境命题三 科技前沿类 10．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　　） A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 【答案】B 【分析】DNA独特的双螺旋结构构成了DNA分子的稳定性；DNA分子由于碱基对的数量不同，碱基对的排列顺序千变万化，因而构成了DNA分子的多样性；不同的每个DNA分子的碱基对都有特定的排列顺序，特定的遗传信息，从而使DNA分子具有特异性。遗传信息就储存在DNA分子碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序中。 【详解】A、DNA通过半保留复制可快速扩增数据，便于传播，A不符合题意； B、DNA储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录翻译（后者为生物体内表达遗传信息的过程），与数据存储无关，B符合题意； C、DNA碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息，是存储优势，C不符合题意； D、DNA分子结构紧凑，单位体积存储密度极高，节省空间，D不符合题意； 故选B。 11．（2025·四川雅安·模拟预测）2025年9月世界首个AI设计的病毒（单链DNA病毒）诞生，该病毒能感染并杀死耐药性细菌。该技术展示了AI在设计用于治疗细菌感染方面的潜力。下列有关病毒的叙述,错误的是（　　） A．该病毒能特异性侵染细菌，与细菌表面所含糖蛋白有关 B．病毒用作基因工程的载体时对宿主细胞通常具有致病性 C．病毒的蛋白质外壳是在宿主细胞的核糖体上由自身遗传物质指导合成的 D．该病毒相较于双链DNA病毒，更易发生基因突变，可能导致其治疗效果不稳定 【答案】B 【详解】A、糖蛋白具有识别能力，该病毒能感染并杀死耐药性细菌，应该与细菌表面所含糖蛋白有关，A正确；   B、病毒作为基因工程载体时需经人工改造，通常去除致病性基因，保留感染能力，因此对宿主细胞无致病性，B错误；   C、病毒蛋白质外壳由自身遗传物质（DNA或RNA）提供模板，利用宿主核糖体合成，C正确； D、单链DNA结构不稳定，复制时更易发生碱基配对错误，突变率高于双链DNA病毒，可能导致治疗效果波动，D正确。 故选B。 12．（2025·河北衡水·三模）（多选）2024年的诺贝尔生理学或医学奖聚焦于细胞中用于控制基因活性的一个重要调控机制的发现。RNAi（RNA干扰）主要是对基因转录后的调控，起作用的有miRNA和siRNA。miRNA由基因组内源DNA编码产生，可与目标mRNA配对；siRNA主要来源于外来生物，如寄生在宿主细胞内的病毒产生的异源双链RNA（dsRNA），dsRNA经过核酶Dicer的加工后成为siRNA，siRNA与目标mRNA完全配对，导致mRNA被水解，具体过程如图所示。研究发现，RNA介导的基因沉默现象会遗传给子代，属于一种表观遗传现象。下列相关叙述正确的是（    ） A．核酶Dicer的作用是催化siRNA与目标mRNA进行碱基互补配对 B．miRNA基因和前体miRNA中都存在氢键，但二者的碱基对种类不完全相同 C．siRNA与目标mRNA配对，阻断了核糖体移动，导致翻译终止 D．表观遗传在个体的生长发育中普遍存在，具有可逆性 【答案】BD 【详解】A、核酶Dicer的作用是切割长的双链RNA（dsRNA），将其加工成小的siRNA片段，而不是催化碱基配对，A错误； B、miRNA基因的碱基对中存在氢键，前体miRNA中部分序列发生碱基互补配对，也存在氢键，前体miRNA中可能存在碱基A与碱基U配对，而miRNA基因中则不存在，B正确； C、siRNA与目标mRNA完全配对，导致mRNA被水解，并非阻断核糖体移动导致翻译终止，C错误； D、表观遗传在个体的生长发育中普遍存在，具有可逆性，D正确。 故选BD。 情境命题四 动物生理发育类 13．（2024·浙江·高考真题）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 【答案】D 【分析】DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。 【详解】A、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，说明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花蜜花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误； B、甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误； C、蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误； D、甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。 故选D。 14．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（    ） A．乙醛脱氢酶基因序列的差异 B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异 C．乙醛脱氢酶活性的差异 D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异 【答案】A 【分析】同一生物体的不同细胞基因序列相同，羽色差异源于基因选择性表达或环境因素。 【详解】A、同一只鹦鹉的体细胞由同一受精卵分裂分化而来，基因序列应相同，差异不可能来自乙醛脱氢酶基因序列，A符合题意； B、乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异，导致产生的乙醛脱氢酶含量变化，造成羽色由红到黄的能力改变，进而引起生物性状的变化，B不符合题意； C、不同细胞中乙醛脱氢酶活性可能存在一定的差异，造成羽色由红到黄的能力改变，进而导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，C不符合题意； D、乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，可能是不同部位鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异，所以导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，D不符合题意。 故选A。 15．（2025·甘肃武威·模拟预测）巴西红耳龟是典型的温度依赖型性别决定动物。研究发现Dmrt1基因是参与性别决定的关键基因，低温时个体发育为雄性，高温时个体发育为雌性。该基因甲基化水平与温度的关系如下图。下列分析错误的是（　　） A．低温时Dmrt1基因表达水平比较高 B．Dmrt1是巴西红耳龟雌性决定基因 C．发育早期阶段Dmrl1基因表达水平较低 D．温度对巴西红耳龟性别的影响是可以遗传的 【答案】B 【详解】A、Dmrt1基因在低温时甲基化水平比较低，所以表达水平比较高，A正确； B、Dmrt1基因可以决定巴西红耳龟的雌性和雄性，低温时个体发育为雄性，高温时个体发育为雌性，而且高表达时发育成雄性，所以Dmrt1基因并不是雌性决定基因，是雄性决定基因，B错误； C、Dmrt1基因是雄性决定基因，在发育早期阶段表达水平比较低，如果遇到高温，甲基化水平比较高，表达水平一直比较低就发育为雌性，如果是低温，甲基化水平降低，表达水平提高就会发育为雄性，C正确； D、温度对巴西红耳龟性别的影响是一种甲基化过程，DNA甲基化这种表观遗传修饰在细胞分裂过程中可以稳定遗传，D正确。 故选B。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 遗传的分子基础 四类热门情境创新练 情境命题一 生命健康类 1．（2025·天津·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 近年，我国科研人员发现了一种调节血糖的新激素——肠促生存素。它在禁食条件下由肠道分泌，可与胰岛A细胞上的受体R1结合，激活该细胞内质网的钙通道并释放钙，从而促进胰高血糖素分泌。 在许多Ⅱ型糖尿病患者体内，血液中的肠促生存素异常增高。肠促生存素可以在高血糖时仍促进胰高血糖素分泌，加重糖尿病病情。虽然这些患者口服葡萄糖可以抑制胰高血糖素分泌，但静脉注射葡萄糖却不能抑制。 在某些Ⅱ型糖尿病患者中，发现一种罕见变异，其R1基因编码序列的第193位碱基由C变成T，导致R1蛋白的翻译提前终止，从而使其不能与肠促生存素结合，显著降低胰高血糖素的分泌水平。 （1）关于肠促生存素对血糖的调节，分析错误的是（    ） A．空腹可激活胰岛A细胞 B．肠促生存素可促进肝脏生成葡萄糖 C．抑制受体R1可导致血糖升高 D．肠促生存素对血糖的调节属于体液调节 （2）R1基因的罕见变异可引起（    ） A．R1基因的甲基化水平升高 B．R1基因转录的mRNA变短 C．R1蛋白前体的前64个氨基酸序列改变 D．R1蛋白的空间构象改变 （3）关于肠促生存素信号通路与Ⅱ型糖尿病的关系，分析合理的是（    ） A．胰岛A细胞内质网钙通道的活化能力下降，可成为Ⅱ型糖尿病的病因 B．肠促生存素增高的Ⅱ型糖尿病患者，口服葡萄糖可以抑制肠促生存素分泌 C．肠促生存素的功能类似物可作为治疗Ⅱ型糖尿病的候选药物 D．R1基因的罕见变异，不利于Ⅱ型糖尿病患者血糖水平降低 2．（2024·湖南·高考真题）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（　　） 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 3．（2023·湖南·高考真题）酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛，在乙醛脱氢酶2（ALDH2）作用下再转化为乙酸，最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%，而东亚人群中高达30%。下列叙述错误的是（    ） A．相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高 B．患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物 C．ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过蛋白质控制生物性状 D．饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸，从而预防酒精中毒 4．（2025·重庆·模拟预测）2023年8月，我国科研人员发现肠癌DNA甲基化调控的新机制(如图)，下列叙述正确的是（　　） A．抑癌基因甲基化过程中碱基序列会发生改变 B．TET2 从细胞质进入细胞核需要穿过4层磷脂分子 C．正常人体细胞中可能存在激活的β-catenin 蛋白促进TET2入核的机制 D．DNA 甲基化引起表观遗传现象主要通过影响遗传信息翻译过程实现 5．（2023·广东·高考真题）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___________。 情境命题二 生态与农业应用类 6．（2025·四川·高考真题）为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成单链RNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（    ） A．单链RNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同 B．dsRNA加工成单链RNA会发生氢键的断裂 C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制 D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治 7．（2025·湖北·高考真题）我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是（　　） A．该研究表明基因与性状是一一对应关系 B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 C．可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路 8．（2025·湖北·高考真题）治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究，发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，并受到如水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等植物激素的调节。研究表明，SA和MeJA通过调控miR160的表达量（miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解），影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARFI蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。 回答下列问题： (1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是：___________。 (2)据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现___________相关性，并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是：___________。 (3)基于上述材料，miR160通过直接影响___________，调控青蒿素的合成。 (4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路（用“→”表示促进，用“—|”表示抑制，显示各成员间的调控关系）：___________。 (5)请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路：___________。 9．（2025·四川雅安·模拟预测）东方果蝇会在瓜果内部产卵，引起果实早落，给果农带来极大的经济损失。研究雌性特异性致死基因系统以减少雌果蝇数量对提高果农经济效益有重要意义。研究发现东方果蝇的常染色体上存在dsx基因，该基因具有性别特异性剪切识别序列（图1），雌性个体中该序列能使dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，而雄性个体无此功能，因而雌雄果蝇会产生不同版本的成熟mRNA。 (1)与mRNA相比，dsx基因特有的化学组成是___________。dsx基因指导合成mRNA的过程称作___________，该过程需要的酶主要有___________。 图1（注：Stop表示终止密码子对应的DNA序列） (2)据图1分析，对雌性个体而言，Stop对应的DNA序列在dsx基因表达过程中不起作用，依据是___________；而在雄性个体中，该序列所起的作用是___________。 (3)蓖麻毒素可通过破坏核糖体导致细胞死亡。科研人员通过基因工程将蓖麻毒素基因（RTA基因）融合到一条染色体的dsx基因上形成融合基因1（图2），并培育出一只雄性果蝇，该过程涉及的可遗传变异类型是___________。若该雄性果蝇与普通雌果蝇杂交，F1中雄性：雌性=2:1，出现该比例的原因是___________。 图2（注：Stop表示终止密码子对应的DNA序列） 情境命题三 科技前沿类 10．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　　） A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 11．（2025·四川雅安·模拟预测）2025年9月世界首个AI设计的病毒（单链DNA病毒）诞生，该病毒能感染并杀死耐药性细菌。该技术展示了AI在设计用于治疗细菌感染方面的潜力。下列有关病毒的叙述,错误的是（　　） A．该病毒能特异性侵染细菌，与细菌表面所含糖蛋白有关 B．病毒用作基因工程的载体时对宿主细胞通常具有致病性 C．病毒的蛋白质外壳是在宿主细胞的核糖体上由自身遗传物质指导合成的 D．该病毒相较于双链DNA病毒，更易发生基因突变，可能导致其治疗效果不稳定 12．（2025·河北衡水·三模）（多选）2024年的诺贝尔生理学或医学奖聚焦于细胞中用于控制基因活性的一个重要调控机制的发现。RNAi（RNA干扰）主要是对基因转录后的调控，起作用的有miRNA和siRNA。miRNA由基因组内源DNA编码产生，可与目标mRNA配对；siRNA主要来源于外来生物，如寄生在宿主细胞内的病毒产生的异源双链RNA（dsRNA），dsRNA经过核酶Dicer的加工后成为siRNA，siRNA与目标mRNA完全配对，导致mRNA被水解，具体过程如图所示。研究发现，RNA介导的基因沉默现象会遗传给子代，属于一种表观遗传现象。下列相关叙述正确的是（    ） A．核酶Dicer的作用是催化siRNA与目标mRNA进行碱基互补配对 B．miRNA基因和前体miRNA中都存在氢键，但二者的碱基对种类不完全相同 C．siRNA与目标mRNA配对，阻断了核糖体移动，导致翻译终止 D．表观遗传在个体的生长发育中普遍存在，具有可逆性 情境命题四 动物生理发育类 13．（2024·浙江·高考真题）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 14．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（    ） A．乙醛脱氢酶基因序列的差异 B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异 C．乙醛脱氢酶活性的差异 D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异 15．（2025·甘肃武威·模拟预测）巴西红耳龟是典型的温度依赖型性别决定动物。研究发现Dmrt1基因是参与性别决定的关键基因，低温时个体发育为雄性，高温时个体发育为雌性。该基因甲基化水平与温度的关系如下图。下列分析错误的是（　　） A．低温时Dmrt1基因表达水平比较高 B．Dmrt1是巴西红耳龟雌性决定基因 C．发育早期阶段Dmrl1基因表达水平较低 D．温度对巴西红耳龟性别的影响是可以遗传的 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $