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微专题13 DNA 损伤的修复机制与基因表达调控
考情速览
热点
考情
DNA 损伤的修复机制
2023·辽宁卷，18；2023·浙江6 月选考，16
基因表达调控
2024·湖南卷，10；2023·湖南卷，12；2023·湖北
卷，13
热点1 DNA 损伤的修复机制
【剖析真题】
(2023·辽宁卷，18 改编)DNA 在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤
较小，RNA 聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入
mRNA(如图1)；如损伤较大，修复因子Mfd 识别、结合滞留的RNA 聚合酶，
“招募”多种修复因子、DNA 聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述错误的是(
)
A.图1 所示的DNA 经复制后有半数子代DNA 含该损伤导致的突变基因
B.图1 所示转录产生的mRNA 指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C.图2 所示的转录过程是沿着模板链的5′端到3′端进行的
D.图2 所示的DNA 聚合酶催化DNA 损伤链的修复，方向是从n 到m
【情境应用】
情境素材 细胞会对损伤的DNA 进行修复，如图为DNA 的一种修复机制。
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(1)上述修复损伤DNA 的过程中，是以受损伤的DNA 单链为模板还是以未受损
伤
的
DNA
单
链
为
模
板
？
原
料
是
什
么
？
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(2)过程②③中，母链缺口的产生需要哪一种酶的参与？该酶破坏的化学键叫什
么？_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(3)某受损伤的DNA 进行10 次复制并按图示进行损伤修复，则有损伤的DNA 分
子将占多大比例？_________________________。
【梳理知识】
DNA 受损后的几类重要修复机制
1.光激活修复
2.碱基切除修复
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3.核苷酸切除修复
【巩固训练】
(2023·浙江6 月选考，16)紫外线引发的DNA 损伤，可通过“核苷酸切除修复
(NER)”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER 酶系统存在
缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20 岁后开始发展
成皮肤癌。下列叙述错误的是( )
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A.修复过程需要限制酶和DNA 聚合酶
B.填补缺口时，新链合成以5′到3′的方向进行
C.DNA 有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利
D.随年龄增长，XP 患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释
热点2 基因表达的调控
【剖析真题】
(2023·湖南卷，12)细菌glg 基因编码的UDPG 焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作
用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB 系统的调节。CsrA 蛋白可以结合glg
mRNA 分子，也可结合非编码RNA 分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是(
)
A.细菌glg 基因转录时，RNA 聚合酶识别和结合glg 基因的启动子并驱动转录
B.细菌合成UDPG 焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA 从5′端向3′端移动
C.抑制CsrB 基因的转录能促进细菌糖原合成
D.CsrA 蛋白都结合到CsrB 上，有利于细菌糖原合成
【梳理知识】
1.转录水平的调控
(1)真核基因转录水平的调控
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真核基因的编码区是不连续的，分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的
内含子。真核基因转录时，编码区中内含子和外显子都转录，形成前体
mRNA，然后内含子转录部分被切除，并把外显子转录部分连接起来，加工成熟
的mRNA 方可作为翻译的模板。
(2)原核基因转录水平的调控
以大肠杆菌中某结构基因的表达为例。无诱导物存在时：阻遏蛋白与操纵基因结
合阻止了RNA 聚合酶与启动子(P)的结合，使得结构基因不能正常转录(如图
1)；有诱导物(乳糖)存在时：诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白结构改变，使
之不能与操纵基因结合，则RNA 聚合酶结合到启动子(P)上并启动结构基因的表
达(如图2)。
①结合转录水平的调控可知，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_________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
②当环境中有乳糖时，大肠杆菌结构基因表达的调节过程为
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
β－半乳糖甘酶可以水解乳糖，使上述过程减弱，这种调节机制是________，可
使大肠杆菌避免物质和能量的浪费。
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2.翻译水平的调控——RNA 干扰
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。
【巩固训练】
(2024·湖南卷，10)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S1 蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误
的是( )
A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B.敲除F5 蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C.降低高尔基体内UDPG 量或S2 蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D.激活后的R1 通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
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参考答案
热点1
【剖析真题】
C [DNA 的复制方式为半保留复制，图1 所示的DNA 一条链有损伤，经复制后
有半数子代DNA 含该损伤导致的突变基因，A 正确；图1 所示DNA 损伤较小，
RNA 聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA，
由于密码子的简并，故图1 所示转录产生的mRNA 指导合成的蛋白质氨基酸序
列可能不变，B 正确；转录过程是沿着模板链的3′端到5′端进行的，C 错误；由
题意可知，如损伤较大，修复因子Mfd 识别、结合滞留的RNA 聚合酶，“招
募”多种修复因子、DNA 聚合酶等进行修复，据此推测图2 所示的DNA 聚合酶
催化DNA 损伤链的修复，方向是从n 到m，即从5′端到3′端，D 正确。]
情境探疑·拓展应用
情境素材 (1)提示 未受损伤的DNA 单链；4 种游离的脱氧核苷酸。
(2)提示 限制性内切核酸酶；磷酸二酯键。
(3)提示 (1/2)10。
【巩固训练】
C [修复过程中，限制酶识别双链DNA 分子的特定核苷酸序列并使DNA 在特
定位置断裂，DNA 聚合酶以DNA 链为模板合成新链，A 正确；填补缺口时，新
链合成与DNA 复制相似，以5′到3′的方向进行，B 正确；DNA 有害损伤发生后，
在细胞增殖后进行修复，可能导致有更多的细胞含有损伤的DNA，C 错误；XP
患者的核苷酸切除修复系统存在缺陷，不能修复紫外线引发的DNA 损伤，随年
龄增长，XP 患者细胞积累的损伤DNA 增多，进而发生皮肤癌，这可用突变累
积解释，D 正确。]
热点2
【剖析真题】
C [基因转录时，RNA 聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，
A 正确；基因表达中的翻译过程是核糖体沿着mRNA 的5′端向3′端移动，B 正确；
由题图可知，抑制CsrB 基因转录会使CsrB 的RNA 减少，使CsrA 更多地与glg
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mRNA 结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg 基因编
码的UDPG 焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB 基因的转录能抑
制细菌糖原合成，C 错误；由题图及C 选项分析可知，若CsrA 都结合到CsrB 上，
则CsrA 不能与glg mRNA 结合，从而使glg mRNA 不被降解而正常进行翻译过
程，有利于细菌糖原的合成，D 正确。]
解题建模·触类旁通
1.提示 ①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 ②
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 反馈调节
【巩固训练】
C [由题述和题图可知，糖原合成的中间代谢产物可抑制脂肪酸的合成，体内多
余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成，A 正确；
UDPG 通过F5 蛋白进入高尔基体内，抑制S1 蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪
酸的合成，因此敲除F5 蛋白的编码基因利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂
肪肝的发生率，B 正确；UDPG 进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基
体中UDPG 量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病；蛋白R1
经S1、S2 蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2 蛋白
失活不利于脂肪酸的合成，C 错误；R1 被激活后，会启动脂肪酸合成基因(核基
因)的转录，其属于蛋白质，可通过核孔进入细胞核，D 正确。]
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