2027届新高考生物精准冲刺复习：基因表达的调控

同样的DNA，功能迥异？基因的选择性表达？叶肉细胞根尖分生区细胞2027届新高考生物精准冲刺复习基因表达的调控-------从OsDREB1C看基因的多层次调控

探秘·OsDREB1C的“表达谜题基因（

）蛋白质（

）？？转录翻译mRNAA.OsDREB1C的mRNA和蛋白质表达趋势不一致?B.0.5h时mRNA已增加，但蛋白质的量未变？C.2h时蛋白质的量未变但蛋白质活性下降？2022年《Science》中国科学家突破性发现水稻中的OsDREB1C基因被打开✓✓✓氮肥利用率大幅提高它产生的蛋白质是一个产量增加41%~68%早熟13~19天OsDREB1C蛋白（一个"指挥官"）OsDREB1C蛋白"指挥官"光合基因氮利用基因开花基因光合效率↑氮吸收↑抽穗期提前【模型构建】阅读学案中的材料，完成模式图填空并思考以下问题：1从OsDREB1C基因到有活性的蛋白质，除了转录和翻译，还经历了哪些环节？OsDREB1C基因初始mRNA成熟mRNA多肽链有活性OsDREB1C蛋白转录剪接修饰翻译加工转录水平转录后水平翻译水平翻译后水平OsDREB1C基因→？？？→有活性的OsDREB1C蛋白↓调控光合、氮利用、开花基因（2）以下图片中分别属于什么水平的调控？翻译后水平调控转录后水平调控翻译水平调控转录水平调控基因表达的分层调控调控层次作用对象典型机制转录水平转录后水平翻译水平翻译后水平甲基化、组蛋白修饰、转录因子结合、启动子活性、RNA聚合酶招募剪接、加帽加尾、出核运输、miRNA导致降解、RNA编辑、mRNA稳定性起始因子活性、核糖体数量、多聚核糖体、eIF2磷酸化、miRNA抑制翻译（不降解）磷酸化、糖基化、泛素化、蛋白酶体降解、酶切激活、空间结构改变DNA/基因mRNA核糖体/mRNA蛋白质【应对策略——三步走】第1步提取信息作用机制是什么？作用对象是谁？第2步定位层次考的是哪个调控环节？（转录/转录后/翻译/翻译后……）第3步证据推理题干信息图文转换逻辑链条结论1.科研人员研究发现，OsDREB1C基因启动子区域存在多个CpG岛（DNA甲基化位点）。用甲基化抑制剂处理水稻幼苗后，OsDREB1C基因的表达量显著上升。进一步检测发现，甲基化程度与组蛋白去乙酰化水平呈正相关。（1）启动子甲基化水平与OsDREB1C转录活性呈______（正/负）相关，（2）研究发现，甲基化读取蛋白Y可识别甲基化的启动子，并招募组蛋白去乙酰化酶。这一过程属于______（转录/转录后/翻译/翻译后）水平的调控，理由是：

（3）组蛋白去乙酰化会导致染色质______（松散/凝集），从而

（促进/抑制）转录。二、模型应用·真题闯关调控对象是DNA/启动子，影响的是转录起始过程转录负凝集抑制基因甲基化基因表达受抑制组蛋白去乙酰化染色质凝集（重要概念回顾）生物体

保持不变（可发生甲基化等），但

和

发生

变化的现象，叫做表观遗传。表观遗传基因的碱基序列基因表达表型可遗传2.【2023重庆高考改编】某小组以水稻原生质体为材料，研究了组蛋白乙酰化及OsDREB1C基因对下游光合基因RBCS表达的影响。实验结果如下：下列推断正确的是（

）A.组蛋白乙酰化抑制OsDREB1C基因的表达B.OsDREB1C基因的表达受组蛋白乙酰化调控C.组蛋白乙酰化通过改变DNA碱基序列影响基因表达D.组蛋白乙酰化抑制剂对osr突变体的作用更明显二、模型应用·真题闯关（注：osr为OsDREB1C基因功能缺失突变体）B组蛋白乙酰化抑制剂基因表达抑制组蛋白乙酰化促进3.（2025广州高考题改编）研究发现，水稻中存在一种小RNA（命名为Os-miR166），其序列与OsDREB1C的mRNA的3‘UTR区部分互补。为探究Os-miR166对OsDREB1C的调控机制，科研人员进行了以下实验：实验组：将Os-miR166过表达载体导入水稻原生质体对照组：导入空载体检测指标：OsDREB1C的mRNA含量和蛋白含量组别mRNA相对含量蛋白相对含量对照组1.001.00实验组0.320.28（1）根据实验结果，Os-miR166对OsDREB1C的调控属于

（转录后/翻译）水平，理由是：实验组中mRNA含量和蛋白含量同步显著下降，说明mRNA本身的数量减少，导致翻译模板减少，进而蛋白产量下降。转录后二、模型应用·真题闯关（1）根据实验结果，Os-miR166对OsDREB1C的翻译过程具有______（促进/抑制）作用。（2）若要判断Os-miR166是通过降解mRNA还是直接抑制翻译来发挥作用，还需要检测哪项指标？预测结果并说明理由4.【2021年重庆高考题改编】为探究Os-miR166是否影响OsDREB1C的翻译过程，科研人员建立了一个蛋白质体外合成体系，该体系含有：

人工合成的OsDREB1CmRNA

除去了DNA和mRNA的水稻细胞提取液

必需的氨基酸和能量物质将体系分为两组，一段时间后，检测OsDREB1C多肽链的合成量，结果如右表：抑制需要检测mRNA的含量二、模型应用·真题闯关5.(2025重庆高考题改编）OsDREB1C是水稻中的转录因子，需要被蛋白激酶OsK1磷酸化后才能进入细胞核启动下游基因转录。研究发现：盐胁迫可激活OsK1激酶活性，细胞中存在一种X蛋白，能特异性结合未磷酸化的OsDREB1C，并阻止其进入细胞,下图为盐胁迫下OsDREB1C入核调控的机制示意图,以下说法错误的是（

）A.敲除OsK1基因会使OsDREB1C持续滞留在细胞质中B.在盐胁迫下过量表达X蛋白可能会降低水稻耐盐性C.X蛋白调控了翻译的过程，从而影响基因的表达D.

正常条件下敲除OsK1基因，可能会抑制下游光合、耐盐等基因的表达二、模型应用·真题闯关C三、解密时刻A.OsDREB1C的mRNA和蛋白质表达趋势不一致B.0.5h时mRNA已增加，但蛋白质的量未变C.2h时蛋白质的量未变但蛋白质活性下降D.6h后三者同步下降，表明该基因的表达不再受调控（2024重庆高考题改编）为研究低氮胁迫对水稻OsDREB1C基因表达及活性的影响，研究小组将水稻幼苗置于低氮培养液中，按时间点检测相关数据，部分结果如表：根据表格数据，下列叙述错误的是（

）D四、命题趋势基因表达的调控情境真实、较复杂多层次考查综合性强表观遗传（甲基化、乙酰化……）基因工程（mRNA疫苗、基因编辑……）实验……能力要求较高（科研论文、医疗实践、农业生产）（转录、转录后、翻译、翻译后水平）（获取信息、模型建构、逻辑推理）感谢各位的聆听！二、模型应用·真题闯关6.(1)下列哪种启动子符合上述要求？（

）B（2）（数据分析——多策略对比）

①比较甲、乙两株系，乙株系蛋白量显著高于甲株系。从调控层次角度分析，可能的原因是什么？

②已知OsDREB1C蛋白需要被蛋白激酶磷酸化后才能进入细胞核启动下游基因转录。丙株系中将第120位丝氨酸替换为天冬氨酸（天冬氨酸带负电，可使蛋白呈现持续“激活态”），请解释这一替换为何能增强OsDREB1C的功能。

（3）（优化设计）

参考甲、乙、丙三种植株的改造策略，请提出一种进一步提高水稻产量的分子育种思路，并简要说明原理。五、课后练习1.（2025河南高考题）构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（）A.组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型B.具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程C.编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率D.组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达2.（2025模拟题）环状RNA是细胞内的一类特殊的非编码的呈封闭环状结构的RNA分子，是RNA领域的研究热点。环状RNA具有多个microRNA的结合位点，发挥着像海绵那样吸收microRNA的作用，而microRNA能与mRNA结合从而参与基因表达的调控。下列叙述错误的是（）BA.环状RNA分子也是基因转录的产物B.环状RNA可能参与基因表达转录水平上的调控C.环状RNA数量和基因表达效率成正相关关系D.microRNA与mRNA结合遵循碱基互补配对原则五、课后练习3.（2025·重庆）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（

）A.M基因和F基因都属于原癌基因B.M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶C.在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖D.在正常细胞中去除F蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡三、习题演练四、真题演练4.（2025·广东·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。下列叙述正确的是（

）A.siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同

B.dsRNA加工成siRNA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5.（2025云南）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三、习题演练四、真题演练6.【2024湖南卷T3】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