第6单元 微专题14 基因表达的调控(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·生物

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因表达的调控”专题，覆盖转录水平（操纵子机制）、翻译水平（RNA干扰）、翻译后水平（分子伴侣）三大核心考点，依据高考评价体系分析高频考点分布，归纳选择、填空等常考题型，体现备考的系统性和针对性。 课件亮点在于“真题解析+核心素养培养”，如结合2025江苏选择考真题分析lncRNA、miRNA的调控机制，培养科学思维和生命观念。通过乳糖操纵子调节过程等典型实例突破易错点，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此高效指导复习，助力高考冲刺。

微专题14　基因表达的调控 1．转录水平的调控——操纵子 (1)操纵子：原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。操纵子通常由2个以上的编码蛋白质的结构基因与启动子、操纵基因以及其他调节基因成簇串联组成。 专题整合 返回首页 (2)调节过程(以乳糖操纵子为例) ①无诱导物存在时(图一)，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，使得结构基因不能正常转录。②诱导物(乳糖)存在时(图二)，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。 返回首页 2．翻译水平的调控——RNA干扰 (1)RNA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。 返回首页 (2)RNAi具有的特征 ①是转录后(翻译)水平的基因沉默机制。②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。③RNAi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。④RNAi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，且可遗传。⑤dsRNA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。 返回首页 3．翻译后水平的调控——分子伴侣 (1)分子伴侣：是一类协助细胞内分子组装和协助蛋白质折叠的蛋白质，又称为伴侣蛋白。目前主要发现有热休克蛋白和伴侣蛋白两大类。 (2)分子伴侣的主要作用 ①参与新生肽链的折叠与装配。 ②参与蛋白运送。③修复热变性蛋白。 返回首页 1．(2026·西北四省高三模拟)piRNA-Piwi复合物主要通过两种方式实现基因沉默：一是在转录水平上，piRNA-Piwi复合物可以结合到基因的启动子区域，招募一些染色质修饰因子，如组蛋白甲基转移酶等，从而导致染色质结构的改变，使基因转录受到抑制；二是在翻译水平上，piRNA-Piwi复合物可以识别并结合互补的mRNA序列，然后在核酸酶的作用下将mRNA降解，从而阻止mRNA的翻译过程，实现对基因表达的调控。下列相关叙述错误的是(　　) A．piRNA-Piwi复合物引起的基因沉默属于表观遗传的范畴 B．piRNA-Piwi复合物能识别特定序列的mRNA并将其降解 C．piRNA-Piwi复合物可结合在RNA聚合酶识别的DNA区段 D．基因转录而来的RNA上不一定都有编码氨基酸的密码子 专题集训 B 返回首页 解析：piRNA-Piwi复合物引起的基因沉默可导致生物体的性状发生改变，但其遗传信息并未改变，属于表观遗传的范畴，A正确； 将mRNA降解的是核酸酶，而非piRNA-Piwi复合物，B错误； piRNA-Piwi复合物结合的启动子区域为RNA聚合酶识别和结合的DNA区段，C正确； 基因转录而来的tRNA、rRNA和piRNA上没有编码氨基酸的密码子，D正确。 返回首页 2．色氨酸是大肠杆菌合成蛋白质所必需的一种氨基酸。研究发现大肠杆菌有5个与色氨酸合成有关的基因(如下图所示)，但在培养基中有色氨酸的条件下，trpR指导合成的阻遏蛋白能够结合在调控序列，最终抑制与色氨酸合成有关的基因表达。下列说法错误的是(　　)   A．大肠杆菌对色氨酸需求的响应十分高效可能 是因为没有核膜，转录和翻译同时发生 B．培养基中有色氨酸时，阻遏蛋白R与色氨酸不可逆地结合，抑制大肠杆菌合成色氨酸 C．trpE、trpD、trpC、trpB、trpA五个基因的本质区别是碱基排列顺序不同 D．大肠杆菌内色氨酸诱导的调控机制令其能够响应外界代谢物的含量变化，避免了物质和能量的浪费 B 返回首页 解析：大肠杆菌为原核生物，无以核膜为界限的细胞核，边转录边翻译，可有效提高基因表达效率，从而高效响应对色氨酸的需求，A正确； 当培养基中有色氨酸时，阻遏蛋白R与色氨酸结合，抑制大肠杆菌合成色氨酸，随着大肠杆菌对色氨酸的利用，培养基中色氨酸减少，阻遏蛋白R与色氨酸分开，使大肠杆菌自身合成色氨酸，B错误； 基因间的区别体现在碱基排列顺序上，C正确； 色氨酸诱导的调控机制在控制大肠杆菌代谢过程中起到了一种“分子开关”的功能，令其能够响应外界代谢物含量的变化，避免物质和能量的浪费，D正确。 返回首页 3．(2025·江苏选择考)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，图示部分调控过程。请回答下列问题： 返回首页 (1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成__________________。由于核膜的出现，实现了基因的转录和________在时空上的分隔。 解析：细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成染色体(或染色质)。真核细胞由于存在核膜，基因表达的两个步骤(转录和翻译)存在时空上的分隔。 染色体(或染色质) 翻译 返回首页 (2)基因转录时，____________酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和______。分泌蛋白的肽链在____________完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。 解析：基因转录时，RNA聚合酶结合到DNA链上催化合成RNA。翻译的过程需要三种RNA的参与，分别为rRNA、mRNA、tRNA。分泌蛋白的肽链在粗面内质网完成合成，然后运输到高尔基体进行加工。 RNA聚合 tRNA 粗面内质网 返回首页 (3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有__________________________________ ________________________________________________________。 miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有 ______________________________________________________________________________________________________。 在细胞核中，lncRNA与DNA结合影响基因的转录；在细胞质中，lncRNA与mRNA结合影响翻译 miRNA与AGO等蛋白结合后形成的沉默复合蛋白既可以与lncRNA结合，又能与mRNA结合，并引导其发生降解 返回首页 解析：在细胞核中，lncRNA与DNA结合影响基因的转录；在细胞质中，lncRNA与mRNA结合影响翻译。miRNA与AGO等蛋白结合形成的沉默复合蛋白既可以与lncRNA结合，又能与mRNA结合，并引导其发生降解。 返回首页 (4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有________________________________________ ________________________________________________。 解析：根据RNA的特性及作用机理分析，碱基互补配对具有特异性，siRNA可精准沉默害虫的关键基因，抑制害虫关键基因的表达，且RNA易被分解，发挥作用后不会长期留存，避免造成环境污染。 可精准沉默害虫的关键基因，抑制害虫关键基因的表达，且RNA易被分解，避免造成环境污染 返回首页 $