限時練15DNA復制與岡崎片段基因修飾、遺傳信息的表達及其調控(選擇題每小題3分)一、選擇題突破點1DNA復制與岡崎片段1.(2025·北京卷)1958年,Meselson和Stahl通過15N標記DNA的實驗,證明了DNA的半保留復制。關于這一經(jīng)典實驗的敘述正確的是()A.因為15N有放射性,所以能夠區(qū)分DNA的母鏈和子鏈B.得到的DNA帶的位置有三個,證明了DNA的半保留復制C.將DNA變成單鏈后再進行離心也能得到相同的實驗結果D.選擇大腸桿菌作為實驗材料是因為它有環(huán)狀質粒DNA2.(2025·陜西寶雞三模)真核生物DNA復制啟動時,由DNA解螺旋后兩條單鏈所形成的Y形結構叫復制叉,兩個復制叉之間的泡狀區(qū)域稱復制泡。圖中可觀察到多個復制泡與復制叉,下列相關敘述錯誤的是()A.多個復制泡的存在說明DNA多起點復制,可提高復制效率B.復制叉的形成需要解旋酶和ATP參與,斷開雙鏈之間的氫鍵C.減數(shù)分裂中復制產生的子代DNA隨同源染色體的分開而分離D.子鏈延伸時,游離脫氧核苷酸的5'端與核苷酸鏈的3'端相連3.(2025·河南駐馬店模擬)下圖為某DNA復制過程的部分圖解,其中rep蛋白具有解旋的功能。下列敘述正確的是()A.rep蛋白的作用是破壞A與C、T與G之間的氫鍵B.推測DNA單鏈結合蛋白可防止DNA單鏈之間重新配對C.子鏈的延伸方向與復制叉的移動方向一致D.岡崎片段連接成子鏈的過程需要RNA聚合酶突破點2基因修飾、遺傳信息的表達及其調控4.(2025·湖南卷)被噬菌體侵染時,某細菌以一特定RNA片段為重復單元,逆轉錄成串聯(lián)重復DNA,再指導合成含多個串聯(lián)重復肽段的蛋白Neo,如圖所示。該蛋白能抑制細菌生長,從而阻止噬菌體利用細胞資源。下列敘述錯誤的是()A.噬菌體侵染細菌時,會將核酸注入細菌內B.蛋白Neo在細菌的核糖體中合成C.串聯(lián)重復的雙鏈DNA的兩條鏈均可作為模板指導蛋白Neo合成D.串聯(lián)重復DNA中單個重復單元轉錄產生的mRNA無終止密碼子5.(2025·湖南卷)基因W編碼的蛋白W能直接抑制核基因P和M轉錄起始。P和M可分別提高水稻抗蟲性和產量。下列敘述錯誤的是()A.蛋白W在細胞核中發(fā)揮調控功能B.敲除基因W有助于提高水稻抗蟲性和產量C.在基因P缺失突變體水稻中,增加基因W的表達量能提高其抗蟲性D.蛋白W可能通過抑制RNA聚合酶識別基因P和M的啟動子而發(fā)揮作用6.(2025·江蘇卷)甲基化讀取蛋白Y識別甲基化修飾的mRNA,引起基因表達效應改變,如圖所示。下列相關敘述正確的是()A.甲基化通過抑制轉錄過程調控基因表達B.圖中甲基化的堿基位于脫氧核糖核苷酸鏈上C.蛋白Y可結合甲基化的mRNA并抑制表達D.若圖中DNA的堿基甲基化也可引起表觀遺傳效應7.(2025·四川卷)為殺死蜜蜂寄生蟲瓦螨,研究人員對蜜蜂腸道中的S菌進行改造,使其能釋放特定的雙鏈RNA(dsRNA)。進入瓦螨體內的dsRNA被加工成siRNA后,能與瓦螨目標基因的mRNA特異性結合使其降解,導致瓦螨死亡。下列敘述正確的是()A.siRNA的嘌呤與嘧啶之比和dsRNA相同B.dsRNA加工成siRNA會發(fā)生氫鍵的斷裂C.瓦螨死亡的原因是目標基因的轉錄被抑制D.用改造后的S菌來殺死瓦螨屬于化學防治8.(2025·廣東肇慶二模)2024年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了發(fā)現(xiàn)微小核糖核酸(microRNA)及其在轉錄后基因調控中的作用的兩位科學家。如圖為真核生物秀麗隱桿線蟲lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因表達的過程。下列有關說法錯誤的是()A.過程①和②都需要RNA聚合酶將DNA的雙鏈解開B.lin-4microRNA和lin-14mRNA的堿基排列順序不同C.lin-4和lin-14至少含有2個堿基排列順序相同的DNA片段D.設計新的microRNA能治療單基因隱性遺傳病二、非選擇題9.(16分)(2025·湖北卷)治療瘧疾的藥物青蒿素主要從植物黃花蒿中提取,但含量低。為培育青蒿素含量高的黃花蒿新品種,科研工作者開展了相關研究,發(fā)現(xiàn)青蒿素主要在葉片的腺毛中合成與積累,并受到如水楊酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的調節(jié)。研究表明,SA和MeJA通過調控miR160的表達量(miR160是一種微小RNA,能與靶mRNA結合,引起后者降解),影響黃花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一種靶mRNA編碼ARF1蛋白,該蛋白影響青蒿素合成關鍵酶基因DBR2的表達。研究結果如圖所示。回答下列問題。(1)青蒿素主要在葉片的腺毛中合成與積累,其根本原因是:。

(2)據(jù)圖分析可知,miR160的表達量與青蒿素含量間呈現(xiàn)相關性,并且可以推測外源MeJA處理對青蒿素含量的影響是:。

(3)基于上述材料,miR160通過直接影響,調控青蒿素的合成。

(4)請寫出SA、ARF1、miR160和DBR2調控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促進,用“”表示抑制,顯示各成員間的調控關系):

。

(5)請根據(jù)上述材料,提出一種培育青蒿素含量高的黃花蒿新品種的思路:。

參考答案1.B解析15N不具有放射性,A項錯誤。在實驗過程中,兩條鏈均被15N標記的親代雙鏈DNA離心后在離心管中出現(xiàn)一條帶(重帶),將第一代細菌的DNA離心后,在離心管中出現(xiàn)一條帶(中帶),將第二代細菌的DNA離心后,在離心管中出現(xiàn)兩條帶(中帶與輕帶)。該實驗證明了DNA進行半保留復制,B項正確。將DNA變成單鏈后再進行離心時,親代DNA在離心管中僅出現(xiàn)在重帶區(qū),第一代、第二代細菌的DNA在離心管中出現(xiàn)在重帶區(qū)與輕帶區(qū),C項錯誤。本實驗選擇大腸桿菌作為實驗材料是因為其擬核區(qū)DNA可進行復制,其DNA分子幾乎不與組蛋白結合,利于研究,D項錯誤。2.C解析由題意可知,真核生物DNA復制啟動時,由DNA解螺旋后兩條單鏈所形成的Y形結構叫復制叉,兩個復制叉之間的泡狀區(qū)域稱復制泡。因此多個復制泡的存在說明DNA多起點復制,可提高復制效率,A項正確。復制叉是DNA在解旋酶的作用下解旋形成的,兩條鏈解旋需要斷裂氫鍵,需要消耗能量,B項正確。減數(shù)分裂中復制產生的子代DNA是存在于姐妹染色單體上的兩個DNA,在減數(shù)分裂Ⅱ過程中隨著著絲粒的斷裂而分離,C項錯誤。DNA復制時,子鏈只能從5'端向3'端延伸,因此游離脫氧核苷酸的5'端與核苷酸鏈的3'端相連,D項正確。3.B解析rep蛋白的作用是破壞A與T、C與G之間的氫鍵,A項錯誤。DNA結合蛋白纏繞在DNA單鏈上,可防止DNA單鏈之間重新配對而重新螺旋化,B項正確。DNA子鏈延伸的方向是5'端→3'端,兩條子鏈中一條的合成方向與復制叉的移動方向一致,另一條的合成方向與復制叉的移動方向相反,C項錯誤。岡崎片段為DNA鏈,需要在DNA連接酶的作用下連接成子鏈,D項錯誤。4.C解析噬菌體侵染細菌時,會將自身的核酸注入細菌內,而將蛋白質外殼留在外面,A項正確。細菌有核糖體,蛋白Neo是在細菌細胞內合成的蛋白質,所以在細菌的核糖體中合成,B項正確。在轉錄過程中,以DNA的一條鏈為模板合成mRNA,進而指導蛋白質的合成,C項錯誤。由題圖可知,串聯(lián)重復的雙鏈DNA轉錄合成mRNA后,以一整條mRNA翻譯形成含多個串聯(lián)重復肽段的蛋白Neo,說明串聯(lián)重復DNA中單個重復單元轉錄產生的mRNA無終止密碼子,D項正確。5.C解析因為蛋白W能抑制核基因P和M的轉錄起始,轉錄發(fā)生在細胞核中,所以蛋白W在細胞核中發(fā)揮調控功能,A項正確。敲除基因W后,就不能合成蛋白W,核基因P和M的表達量提高,有助于提高水稻抗蟲性和產量,B項正確。在基因P缺失突變體水稻中,本身就沒有基因P,增加基因W的表達量也無法提高其抗蟲性,C項錯誤。啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位,蛋白W能抑制核基因P和M轉錄起始,可能是通過抑制RNA聚合酶識別基因P和M的啟動子而發(fā)揮作用,D項正確。6.D解析由題圖可知,轉錄產生的mRNA發(fā)生堿基甲基化修飾后可被降解,或被甲基化讀取蛋白Y識別后引起表達效應的改變,因此可通過影響翻譯過程調控基因的表達,A項錯誤。mRNA的基本組成單位是核糖核苷酸,B項錯誤。由題圖可知,蛋白Y可結合甲基化的mRNA并促使其翻譯表達出肽鏈,C項錯誤。DNA的堿基甲基化可通過影響基因的轉錄過程調控基因的表達,引起表觀遺傳效應,D項正確。7.A解析dsRNA為雙鏈RNA,其嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù),即嘌呤與嘧啶之比為1∶1。siRNA是由dsRNA加工而來的雙鏈RNA小片段,其嘌呤與嘧啶之比仍為1∶1,A項正確。siRNA是由dsRNA加工而來的雙鏈RNA小片段,加工過程中需要斷開磷酸二酯鍵,B項錯誤。由題意可知,siRNA能與瓦螨目標基因的mRNA特異性結合使其降解,導致瓦螨死亡,所以siRNA直接抑制的是翻譯過程,C項錯誤。用改造后的S菌來殺死瓦螨屬于生物防治,D項錯誤。8.D解析過程①和②為轉錄,RNA聚合酶可將DNA的雙鏈解開,并以DNA的一條鏈為模板進行轉錄,A項正確。由題圖可知,lin-4microRNA和lin-14mRNA只有部分堿基互補配對,因此,兩者的堿基排列順序不同,B項正確。由于lin-4microRNA和lin-14mRNA的配對區(qū)域有2個,所以可推測lin-4和lin-14中堿基排列順序相同的DNA片段至少有2個,C項正確。microRNA通過與目標mRNA結合來抑制基因表達,但單基因隱性遺傳病的病因是基因突變導致的功能缺失,而microRNA難以直接補充或修復突變的基因,因此不能通過設計microRNA來治療單基因隱性遺傳病,D項錯誤。9.答案(1)基因的選擇性表達,青蒿素相關基因在葉片的腺毛特異性表達(2)負通過降低miR160的表達量提高青蒿素的含量(3)ARF1mRNA(4)SAmiR160ARF1→DBR2→青蒿素合成(5)敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表達解析由圖1可知,SA或MeJA處理后miR160表達量下降。由圖2可知,miR160表達會導致青蒿素含量下降。由圖3可知,ARF1基因表達可以促進DBR2基因的表達。(1)青蒿素在葉片腺毛中合成的根本原因是基因的選擇性表達,青蒿素相關基因在葉片的腺毛特異性表達。(2)由圖2可知,miR