重難點(一)　遺傳信息的表達(dá)及其調(diào)控

精研重難點(一)遺傳信息的表達(dá)及其調(diào)控從“高度”上研究高考[例1]

(2023·湖南高考)細(xì)菌glg基因編碼的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起關(guān)鍵作用。細(xì)菌糖原合成的平衡受到CsrAB系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。CsrA蛋白可以結(jié)合glgmRNA分子，也可結(jié)合非編碼RNA分子CsrB，如圖所示。下列敘述錯誤的是

(

)A．細(xì)菌glg基因轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶識別和結(jié)合glg基因的啟動子并驅(qū)動轉(zhuǎn)錄B．細(xì)菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽鏈時，核糖體沿glgmRNA從5′端向3′端移動C．抑制CsrB基因的轉(zhuǎn)錄能促進(jìn)細(xì)菌糖原合成D．CsrA蛋白都結(jié)合到CsrB上，有利于細(xì)菌糖原合成[答案]

C[解析]

基因轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶識別并結(jié)合到基因的啟動子區(qū)域從而驅(qū)動轉(zhuǎn)錄，A正確；翻譯過程中，核糖體沿著mRNA從5′端向3′端移動，B正確；由題圖可知，抑制CsrB基因轉(zhuǎn)錄會使非編碼RNA分子CsrB減少，使CsrA更多地與glgmRNA結(jié)合形成不穩(wěn)定構(gòu)象，最終核糖核酸酶會降解glgmRNA，而glg基因編碼的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起關(guān)鍵作用，故抑制CsrB基因的轉(zhuǎn)錄能抑制細(xì)菌糖原合成，C錯誤；由題圖及以上分析可知，若CsrA都結(jié)合到CsrB上，則CsrA不能與glgmRNA結(jié)合，從而使glgmRNA不被降解而正常進(jìn)行翻譯，有利于細(xì)菌糖原的合成，D正確。[例2]

(2022·遼寧高考改編)視網(wǎng)膜病變是糖尿病常見并發(fā)癥之一。高血糖環(huán)境中，在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修飾為5′-甲基胞嘧啶，使視網(wǎng)膜細(xì)胞線粒體DNA堿基甲基化水平升高，可引起視網(wǎng)膜細(xì)胞線粒體損傷和功能異常。下列敘述錯誤的是

(

)A.線粒體DNA甲基化水平升高，可抑制相關(guān)基因的表達(dá)B.高血糖環(huán)境中，線粒體DNA在復(fù)制時也遵循堿基互補(bǔ)配對原則C.高血糖環(huán)境引起的甲基化修飾改變了患者線粒體DNA堿基序列D.糖尿病患者線粒體DNA高甲基化水平可遺傳[答案]

C[解析]

線粒體DNA甲基化水平升高，可抑制相關(guān)基因的表達(dá)，可引起視網(wǎng)膜細(xì)胞線粒體損傷和功能異常，A正確；線粒體DNA也是雙螺旋結(jié)構(gòu)，在復(fù)制時也遵循堿基互補(bǔ)配對原則，B正確；甲基化修飾并不改變患者線粒體DNA堿基序列，C錯誤；女性糖尿病患者線粒體DNA高甲基化水平可遺傳，D正確。從“深度”上提升知能1．原核細(xì)胞與真核細(xì)胞中的基因表達(dá)2．遺傳信息表達(dá)的多級調(diào)控(1)真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控真核生物能在特定時間和特定的細(xì)胞中激活特定的基因，從而實現(xiàn)“預(yù)定”的、有序的、不可逆轉(zhuǎn)的分化、發(fā)育過程，并使組織器官在一定環(huán)境條件下保持正常功能。如圖：(2)表觀遺傳調(diào)節(jié)機(jī)制DNA修飾DNA甲基化是目前研究較充分的表觀遺傳修飾形式(如下圖)。DNA甲基化可在空間上阻礙RNA聚合酶與DNA的結(jié)合

組蛋白修飾真核生物的核DNA被組蛋白組成的核小體緊密包繞，組蛋白上的許多位點都可以被修飾。組蛋白修飾會改變?nèi)旧|(zhì)的疏松和凝集狀態(tài)，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)錄因子等調(diào)節(jié)蛋白與染色質(zhì)的結(jié)合，影響基因表達(dá)從“精度”上拓展訓(xùn)練1．(2023·全國乙卷)已知某種氨基酸(簡稱甲)是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細(xì)菌)中發(fā)現(xiàn)含有該氨基酸的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)這種情況出現(xiàn)的原因是，這些古菌含有特異的能夠轉(zhuǎn)運(yùn)甲的tRNA(表示為tRNA甲)和酶E。酶E催化甲與tRNA甲結(jié)合生成攜帶了甲的tRNA甲(表示為甲tRNA甲)，進(jìn)而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成。已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成。若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，則下列物質(zhì)或細(xì)胞器中必須轉(zhuǎn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的是(

)①ATP

②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖體⑤酶E的基因

⑥tRNA甲的基因A.②⑤⑥

B.①②⑤C.③④⑥

D.②④⑤答案：A

解析：據(jù)題意可知，若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，需要加入特殊的氨基酸——甲作為合成肽鏈的原料；需要加入tRNA甲的基因，該基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄后可產(chǎn)生轉(zhuǎn)運(yùn)甲的tRNA；還需要加入酶E的基因，酶E的基因經(jīng)表達(dá)后可產(chǎn)生酶E，酶E可催化甲與tRNA甲結(jié)合生成甲-tRNA甲，進(jìn)而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成；合成肽鏈過程中所需的能量(ATP)、RNA聚合酶、核糖體均由大腸桿菌提供，故必須加入②⑤⑥，A符合題意。2．(2023·順義二模)抗腫瘤藥物放線菌素D可阻礙DNA作為模板的相關(guān)生物合成過程，下列過程不會被該藥物直接影響的是

(

)A.多肽鏈的合成

B.mRNA的合成C.tRNA的合成

D.子代DNA的合成答案：A

解析：多肽鏈的合成是以mRNA為模板進(jìn)行的，該過程不會受到放線菌素D的直接影響，A符合題意；mRNA、tRNA的合成均是以DNA一條鏈作為模板進(jìn)行的，會受到放線菌素D的直接影響，B、C不符合題意；子代DNA的合成是以DNA兩條鏈作為模板進(jìn)行的，該過程會受到放線菌素D的直接影響，D不符合題意。3．在一個蜂群中，少數(shù)幼蟲一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，而大多數(shù)幼蟲以花粉和花蜜為食而發(fā)育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表達(dá)的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)(如圖所示)。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲將發(fā)育成蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。下列有關(guān)敘述錯誤的是

(

)A．蜂群中蜜蜂幼蟲發(fā)育成蜂王可能與體內(nèi)重要基因是否甲基化有關(guān)B．DNA甲基化后可能干擾了RNA聚合酶等對DNA部分區(qū)域的識別和結(jié)合C．被甲基化的DNA片段中存儲的遺傳信息發(fā)生改變，從而使生物的性狀發(fā)生改變D．如圖所示，胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以與鳥嘌呤(G)配對解析：DNMT3蛋白是一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)，敲除DNMT3基因后，不能翻譯DNMT3蛋白，DNA某些區(qū)域不能被甲基化，蜜蜂幼蟲將發(fā)育成蜂王，因此，蜂群中蜜蜂幼蟲發(fā)育成蜂王可能與體內(nèi)重要基因是否甲基化有關(guān)，A正確；DNA甲基化后可能干擾了RNA聚合酶等對DNA部分區(qū)域的識別和結(jié)合，導(dǎo)致基因表達(dá)過程受阻，使生物表現(xiàn)出不同的性狀，B