情境突破课5　基因的结构与基因表达的调控一轮复习课件——2026-2027学年高三上学期人教版生物学必修二

情境突破课5　基因的结构与基因表达的调控 基因1 基因2 基因3 DNA片段 放大 基因通常是 。 非编码区 非编码区 编码区 能转录相应的mRNA，进一步编码（翻译）出蛋白质的DNA区段 不直接编码蛋白质，能调控基因表达 不直接编码蛋白质，能调控基因表达 有遗传效应的DNA片段 ——通常能编码特定的蛋白质 在人类基因组中，非编码区占比超过98%，远超编码区（约2%） 命题情境阅读 1、原核细胞的基因结构 编码区（基因） 非编码区 非编码区 启动子 RNA聚合酶识别并结合的位点，驱动基因转录出mRNA 启动子 终止子 本质： 位置： 作用： 是一段有特殊序列结构的DNA片段； 位于基因上游； 也是一段有特殊序列结构的DNA片段； 位于基因下游； 终止转录 本质： 位置： 作用： 终止子 编码区上游 编码区下游 2、真核细胞的基因结构 启动子 前体mRNA 转录 成熟mRNA 汉水丑生侯伟作品 终止子 编码区上游 编码区下游 剪切、拼接 外显子 内含子 外显子 内含子 能转录相应的mRNA，进一步能编码蛋白质的DNA序列。 能转录相应的mRNA，但却不能编码蛋白质的DNA序列。 编码区（基因） 非编码区 非编码区 2.基因表达遗传信息 (1)原核生物基因表达 (2)真核生物基因表达 3.基因表达的调控 (1)转录水平的调控(以乳糖操纵子为例) 图1 图2 由图1可知，当环境中无乳糖时，在转录水平上影响基因的表达的原理是____________ ______________________________。 阻遏蛋白会与操纵基因结合，阻碍RNA聚合酶与P(启动子)结合 由图2可知，当环境中有乳糖时，大肠杆菌结构基因表达的调节过程为：____________ ______________________________________ 乳糖与阻遏蛋白结合，改变其构象，使之不能与操纵基因结合，使得RNA聚合酶可以与P(启动子)结合，使结构基因能够表达 (2)翻译水平的调控——RNA干扰 RNA干扰(RNAi)的机制: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。 对点训练 1.(2026·江苏徐州模拟)人体肝脏和小肠细胞中合成载脂蛋白的方式如图所示,下列叙述错误的是(　　) A.mRNA与核糖体的结合依靠密码子 与反密码子的相互配对 B.翻译过程中核糖体沿着mRNA移动, 遇到终止密码子时翻译自行停止 C.图示编辑具有组织或细胞特异性, 表明同一基因指导合成的蛋白质不一定相同 D.小肠中合成小蛋白的原因是由于mRNA的碱基改变导致终止密码子(UAA)提前出现 A 2.(2025·广东深圳一模)乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统,该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。如图表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程,回答下列问题。 (1)大肠杆菌会优先利用葡萄糖,用同时添加葡萄糖和乳糖的培养基培养大肠杆菌,早期大肠杆菌主要是利用　　　　　(填“①”或“②”)途径调控结构基因。当培养基中的葡萄糖消耗完,大肠杆菌开始利用乳糖进行自身代谢,此时乳糖作为　　　　　为大肠杆菌提供营养,阻遏蛋白主要与 　　　 　　结合,从而调控结构基因表达。  (2)研究人员对传统乳糖操纵子的阻遏蛋白进行分子内的光控化改造,利用蓝光可以改变阻遏蛋白的结构,如图1。用蓝光照射时,GFP基因的表达情况是　　　　　　　　　。根据该原理,研究人员构建了如图2基因表达载体,除未标出终止子外,该表达载体缺少的结构是 　　　 　　　　　　　　　。  ① 碳源 诱导物(乳糖、半乳糖) GFP基因不表达 光控化改造后的调节基因(表达光控化改造后的阻遏蛋白的基因) 图1 图2 (3)为验证阻遏蛋白光控化改造后的调控效果,研究人员用野生型大肠杆菌、IPTG(诱导物)、光控化改造后的大肠杆菌进行验证实验,请完成以下表格中4组实验的设置情况,表格里填“-”和“+”分别表示不处理和处理。 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG         蓝光         - + - - - - + - (4)为验证阻遏蛋白光控化改造后的空间控制效果,将光控化改造后的大肠杆菌涂布在培养基上,蓝光环境下用三角形遮光板遮挡培养基(如图),适宜温度下培养一段时间后,描述紫外灯下培养基的实验现象: 　　　　　　　　　　　。若用成功转化后的大肠杆菌构建其他形状的荧光图案,需要进行的调控是　  　。 培养基遮光示意图 (黑色区域为退光区) 显示三角形的荧光区域　 用相应图案的遮光板遮盖培养基并用蓝光照射 3.究表明,circRNA是细胞内一种环状闭合RNA,可通过miRNA(细胞内一种单链小分子RNA)调控P基因表达,进而影响细胞凋亡,其大致调控机制如图。 (1)图中的DNA片段M基因不能编码蛋白质,但仍把M称作基因,理由是 ___________________________________________________________________________________________________。  M能转录形成circRNA,可通过miRNA调控P基因表达,进而影响生物性状,说明M是具有遗传效应的DNA片段 (2)催化过程①的酶是　　 　　　,与过程②相比,该过程中特有的碱基配对方式是　 。  (3)circRNA是一种环状闭合RNA,是链状RNA的首尾通过磷酸与_______　　　　(填物质名称)连接起来形成的。  (4)图中P基因mRNA的a端为　　　　(填“3'”或“5'”)端,其最终合成的P1、P2、P3三条多肽链的氨基酸序列　　　　(填“相同”或“不同”)。  (5)据图分析,circRNA　　　　(填“促进”或“抑制”)细胞凋亡。  (6)据图分析,miRNA表达量升高也可影响细胞凋亡,其可能的原因是 _____________________________________________________________________________________________________________。  RNA聚合酶 T—A 核糖 5' 相同 抑制 P蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因mRNA结合的概率上升,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡 $