必修2 第6单元 热考主题•真题集训(六) 融合新情境深度考查基因表达(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考生物一轮总复习

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因表达调控及基因与性状关系”核心考点，依据高考评价体系梳理转录翻译调控、表观遗传、密码子简并性等考查维度，通过2024-2025年湖北、云南等多省真题分析，明确RNA干扰机制、甲基化调控等高频考点权重，归纳选择（概念辨析）和非选择（调控通路分析）常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题集训+核心素养培养”策略，如以2025年云南高考RNA干扰题为例，运用科学思维解析启动子与氧浓度关系，结合探究实践指导设计血清学诊断实验，帮助学生掌握调控通路构建等答题技巧，教师可据此精准把握命题趋势，提升复习效率。

热考主题·真题集训(六)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并融合大学知识,考查基因表达的调控以及基因与性状的关系。 一、选择题 1.(2025·湖北高考)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 √ 解析:DNA具有可复制性,通过复制可以将数据进行传播,这是DNA作为存储介质的优点之一,A不符合题意。数据存储主要强调信息的储存和传播,DNA转录和翻译是表达遗传信息合成蛋白质的过程,不是DNA作为存储介质的优点,B符合题意。DNA长链中碱基排列具有多样化的特点,不同的碱基排列顺序可以代表不同的数据,为大量数据的存储提供可能,这是DNA作为存储介质的优点之一,C不符合题意。DNA作为存储介质体积小,相比传统的存储方式,为数据携带和保存节约了大量空间,这是DNA作为存储介质的优点之一,D不符合题意。 2.(2025·云南高考)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:PT和PA的启动效率受氧浓度调节,当氧浓度较低时,PT启动转录效率较高,启动asd基因的转录;当氧浓度较高时,PA启动转录效率较高,启动互补链转录。在一定的氧浓度条件下,PT和PA可能同时具有一定活性,则Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态,A正确。由以上分析可知,PT和PA分别启动转录得到的mRNA不同,B错误。有氧环境下,PA启动转录的效率较高,其启动互补链转录形成的mRNA与PT启动基因asd转录形成的mRNA形成互补结构,从而阻断asd基因的翻译,而asd基因是生存必需基因,故PA会使有氧条件下Y菌死亡,C错误。由题意可知,X菌能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞,无特异性;在有氧条件下,改造后得到的Y菌asd基因的翻译被阻断,Y菌死亡;在无氧(或氧气浓度较低)时,Y菌的asd基因可正常表达,进而发挥杀伤缺氧微环境的肿瘤的作用,但其杀伤作用与X菌相比并未增强,故改造X菌的目的是提高靶向性,减少对正常细胞的杀伤,D错误。 3.(2025·湖南高考)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是 (　　) A.蛋白W在细胞核中发挥调控功能 B.敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量 C.在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量能提高其抗虫性 D.蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用 √ 解析:因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始,水稻核基因的转录发生在细胞核中,所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能,A正确;敲除基因W后,就不会有蛋白W抑制核基因P和M的转录起始,P和M能正常表达,有助于提高水稻抗虫性和产量,B正确;在基因P缺失突变体水稻中,没有基因P来发挥提高抗虫性的作用,增加基因W(抑制基因P表达)的表达量无法提高其抗虫性,C错误;转录起始时需要RNA聚合酶识别基因的启动子,蛋白W能抑制核基因P和M转录起始,可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用,D正确。 4.(2025·广东高考)VHL基因的一个碱基发生突变,使其编码区中某CCA (编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸),导致合成的mRNA变短,引发VHL综合征。该突变 (　　) A.改变了DNA序列中嘧啶的数目 B.没有体现密码子的简并性 C.影响了VHL基因的转录起始 D.改变了VHL基因表达的蛋白序列 √ 解析:该突变将DNA中的CCA变为CCG,原互补链GGT变为GGC,嘧啶数目(T→C)未改变,仅种类变化,A错误;突变后CCA(脯氨酸)变为CCG(脯氨酸),不同密码子编码同一氨基酸,体现了密码子的简并性,B错误;转录起始由启动子调控,突变发生在编码区(外显子),不影响转录起始,C错误;由题干信息“VHL基因……导致合成的mRNA变短”,而mRNA为翻译的模板,推测该突变可以改变VHL基因表达的蛋白序列,D正确。 5.(2025·湖南高考)被噬菌体侵染时,某细菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录成串联重复DNA,再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,如图所示。该蛋白能抑制细菌生长,从而阻止噬菌体利用细胞资源。 下列叙述错误的是 (　　) A.噬菌体侵染细菌时,会将核酸注入细菌内 B.蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C.串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 √ 解析:噬菌体侵染细菌时,会将自身的核酸注入细菌内,而蛋白质外壳留在外面,A正确;噬菌体是病毒,没有核糖体,蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质,所以在细菌的核糖体中合成,B正确;对于某个基因而言,在转录过程中,以DNA的一条特定链为模板合成mRNA,进而指导蛋白质的合成,故串联重复的双链DNA的一条特定链可作为模板指导蛋白Neo合成,C错误;因为最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo,说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子,若有终止密码子就会提前终止翻译,不能形成含多个串联重复肽段的蛋白,D正确。 6.(2024·海南高考)某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰。成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除,雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化。下列有关叙述正确的是 (　　) A.卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达,在雄鸟中表达受到抑制 B.卵黄蛋白原基因转录出的mRNA中,含有甲基化区域序列的互补序列 C.该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后,体内均无卵黄蛋白原 D.卵黄蛋白原基因的乙酰化和甲基化均可产生表观遗传现象 √ 解析:由题意可知,成熟雌鸟产生的雌激素可去除卵黄蛋白原基因的启动子的甲基化修饰,故卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达;雄鸟因缺乏雌激素,导致卵黄蛋白原基因的启动子仍保持高度甲基化,故卵黄蛋白原基因在雄鸟中表达受到抑制,A正确。该鸟卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰,启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录,本身不被转录,故在成熟雌鸟体内,卵黄蛋白原基因转录出的mRNA中,不含甲基化区域序列的互补序列;而在成熟雄鸟体内,甲基化的卵黄蛋白原基因无法转录,B错误。该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后,卵黄蛋白原基因在成熟雌性后代中可以表达,成熟雌性后代中有卵黄蛋白原,C错误。DNA的甲基化、组蛋白的甲基化和组蛋白的乙酰化修饰均可产生表观遗传现象,D错误。 二、非选择题 7.(12分)(2025·湖北高考)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ARF1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。 (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分) 解析:青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,其根本原因是与青蒿素合成相关的基因主要在腺毛细胞中特异性表达。 (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分) 解析: 据图分析可知,miR160基因过表达对应的青蒿素含量低,而miR160基因敲除对应的青蒿素含量高,说明miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性。据图可知,与对照组相比,MeJA处理组miR160的表达量较低,可推测外源MeJA处理使青蒿素含量提高。 与青蒿素合成相关的基因主要在腺毛细胞中特异性表达 负 可提高青蒿素含量 外源MeJA处理 (3)基于上述材料,miR160通过直接影响______________________,调控青蒿素的合成。(2分) 解析: miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白,该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达,而miR160能与靶mRNA(如ARF1 mRNA)结合并导致其降解,从而减少ARF1蛋白的含量,因此miR160通过直接影响ARF1蛋白的含量,调控青蒿素的合成。 ARF1蛋白的含量 (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)。(3分) 解析: SA抑制miR160的表达,miR160可降解ARF1 mRNA,即miR160抑制ARF1蛋白的合成;ARF1基因过表达对应DBR2基因相对表达量较高,说明ARF1对DBR2是促进作用;DBR2是青蒿素合成关键酶基因,可促进青蒿素合成。调控关系见答案。 (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: ________________________________________________________________。(2分)  通过基因工程降低miR160的表达(如敲除miR160基因)(其他答案合理即可) 解析: 培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路:分子水平上,抑制miR160,可以利用基因工程技术敲除miR160基因,或转入miR160的抑制因子,从而培育出青蒿素含量高的黄花蒿新品种。 8.(12分)(2025·江西高考)流行病学调查在传染病防治中具有重要意义。AB基因编码的AB蛋白是致病菌W的一种特异性分泌蛋白。为构建快速检测致病菌W感染的血清学诊断技术(一种抗原抗体特异性反应技术),研究人员从致病菌W中克隆AB基因,构建表达载体,导入原核宿主E,诱导后,分析表达情况(如表)。回答下列问题: 细胞 AB基因的mRNA AB蛋白 致病菌W + + 宿主E - - 工程菌 + - 注:“+”表示有检出,“-”表示未检出。 (1)根据中心法则,结合表中数据判断,AB基因在工程菌中能进行_________,但不能进行有效的_________。(2分) 转录 翻译 解析:在工程菌中能检测到AB基因的mRNA,说明AB基因在工程菌中可进行转录;但在工程菌中不能检测到AB蛋白,说明AB蛋白不能在工程菌内合成,或者合成的量很少,不能被检测到,AB基因在工程菌中没有进行有效的翻译。 (2)分析发现,致病菌W合成AB蛋白时,某些氨基酸使用的部分密码子在宿主E中的使用频率低(称为该物种的稀有密码子,如表中密码子CGG在宿主E中为稀有密码子)。从蛋白质合成条件的角度分析,形成这一现象的原因是宿主E中缺乏_____________________________。(2分) 精氨酸的密码子 密码子使用频率(×10-3) 致病菌W 宿主E CGA 7.2 4.3 CGC 28.5 26.0 CGG 24.7 4.1 CGU 8.5 21.1 AGA 1.3 1.4 AGG 3.2 1.6 稀有密码子对应的tRNA 解析: 从第(1)题可知,稀有密码子不影响AB基因转录,但会影响AB基因的翻译,同时根据tRNA上的反密码子与密码子互补配对,可推测宿主E中稀有密码子对应的tRNA浓度低,是AB基因不能进行有效翻译的主要原因。 (3)进一步分析发现,宿主E缺乏高效表达GC含量过高的外源基因所需要的机制。已知AB基因的GC含量较高,为在宿主E中实现AB蛋白的高效表达,可将精氨酸密码子CGG的使用进行优化,从第(2)题表中选择最佳密码子为_____________。(2分) CGU 解析: 致病菌W表达AB基因使用的CGG密码子在宿主E中是稀有密码子,会影响AB基因在宿主E中的表达。另外,宿主E同时缺乏高效表达GC含量过高的外源基因所需要的机制,故在密码子优化时,需尽量减少基因中的GC含量。综合考虑,优化密码子CGG的最佳密码子是CGU。 (4)现有一位体内未检测到致病菌W的人。为了解此人是否有致病菌W感染史,设计一个直接利用AB蛋白的血清学诊断实验。(6分) ①简要写出实验思路:________________________________________; ②预测实验结果: ___________________; ③分析实验结果: _____________________________________________ ____________________________________________________________ _______________________。 取此人血清,与AB蛋白反应,观察反应情况 阳性或阴性 阳性结果表示有致病菌W感染史,或接种过疫苗;阴性结果表示没有致病菌W感染史,或致病菌W感染后经过较长时间,体内抗体被降解 解析: 流程梳理 具体分析 实验思路 ①目的:要了解体内未检测到致病菌W的人是否有致病菌W的感染史;②原理:可以利用抗原—抗体反应,通过检测其体内的抗体来判断其是否有感染史。抗原:致病菌W表达的AB蛋白;抗体:血清中可能含有能与AB蛋白发生反应的抗体;③操作:取血清与AB蛋白混匀,观察反应,从反应的结果得知此人血清中是否含有AB蛋白的抗体,从而判断其感染史 预测实验 结果 ①阳性,体内含有抗体;②阴性,体内不含抗体 分析实验 结果 阳性,即体内检测出抗体,但不能据此判断此人一定感染过致病菌W,也可能通过接种疫苗等途径获得抗体 阴性,即体内没有检测出抗体,也不能据此判断此人一定没有感染过致病菌W,可能因为感染致病菌W的时间过长,体内抗体被降解 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $