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2026高考生物学第二轮专题复习
限时练15　DNA复制与冈崎片段　基因修饰、遗传信息的表达及其调控
(选择题每小题3分)
一、选择题
突破点1　DNA复制与冈崎片段
1.(2025·北京卷)1958年,Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验,证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是(　　)
A.因为15N有放射性,所以能够区分DNA的母链和子链
B.得到的DNA带的位置有三个,证明了DNA的半保留复制
C.将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果
D.选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA
2.(2025·陕西宝鸡三模)真核生物DNA复制启动时,由DNA解螺旋后两条单链所形成的Y形结构叫复制叉,两个复制叉之间的泡状区域称复制泡。图中可观察到多个复制泡与复制叉,下列相关叙述错误的是(　　)
A.多个复制泡的存在说明DNA多起点复制,可提高复制效率
B.复制叉的形成需要解旋酶和ATP参与,断开双链之间的氢键
C.减数分裂中复制产生的子代DNA随同源染色体的分开而分离
D.子链延伸时,游离脱氧核苷酸的5'端与核苷酸链的3'端相连
3.(2025·河南驻马店模拟)下图为某DNA复制过程的部分图解,其中rep蛋白具有解旋的功能。下列叙述正确的是(　　)
A.rep蛋白的作用是破坏A与C、T与G之间的氢键
B.推测DNA单链结合蛋白可防止DNA单链之间重新配对
C.子链的延伸方向与复制叉的移动方向一致
D.冈崎片段连接成子链的过程需要RNA聚合酶
突破点2　基因修饰、遗传信息的表达及其调控
4.(2025·湖南卷)被噬菌体侵染时,某细菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录成串联重复DNA,再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,如图所示。该蛋白能抑制细菌生长,从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是 (　　)
A.噬菌体侵染细菌时,会将核酸注入细菌内
B.蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C.串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
5.(2025·湖南卷)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是(　　)
A.蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B.敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C.在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D.蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
6.(2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,引起基因表达效应改变,如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A.甲基化通过抑制转录过程调控基因表达
B.图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达
D.若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应
7.(2025·四川卷)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
8.(2025·广东肇庆二模)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。如图为真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因表达的过程。下列有关说法错误的是(　　)
A.过程①和②都需要RNA聚合酶将DNA的双链解开
B.lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的碱基排列顺序不同
C.lin-4和lin-14至少含有2个碱基排列顺序相同的DNA片段
D.设计新的microRNA能治疗单基因隐性遗传病
二、非选择题
9.(16分)(2025·湖北卷)治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取,但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种,科研工作者开展了相关研究,发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,并受到如水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明,SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA,能与靶mRNA结合,引起后者降解),影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白,该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。
回答下列问题。
(1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,其根本原因是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)据图分析可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现　　　　　相关性,并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)基于上述材料,miR160通过直接影响　　　　　　　,调控青蒿素的合成。
(4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进,用“”表示抑制,显示各成员间的调控关系): 　。
(5)请根据上述材料,提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
1.B　解析 15N不具有放射性,A项错误。在实验过程中,两条链均被15N标记的亲代双链DNA离心后在离心管中出现一条带(重带),将第一代细菌的DNA离心后,在离心管中出现一条带(中带),将第二代细菌的DNA离心后,在离心管中出现两条带(中带与轻带)。该实验证明了DNA进行半保留复制,B项正确。将DNA变成单链后再进行离心时,亲代DNA在离心管中仅出现在重带区,第一代、第二代细菌的DNA在离心管中出现在重带区与轻带区,C项错误。本实验选择大肠杆菌作为实验材料是因为其拟核区DNA可进行复制,其DNA分子几乎不与组蛋白结合,利于研究,D项错误。
2.C　解析 由题意可知,真核生物DNA复制启动时,由DNA解螺旋后两条单链所形成的Y形结构叫复制叉,两个复制叉之间的泡状区域称复制泡。因此多个复制泡的存在说明DNA多起点复制,可提高复制效率,A项正确。复制叉是DNA在解旋酶的作用下解旋形成的,两条链解旋需要断裂氢键,需要消耗能量,B项正确。减数分裂中复制产生的子代DNA是存在于姐妹染色单体上的两个DNA,在减数分裂Ⅱ过程中随着着丝粒的断裂而分离,C项错误。DNA复制时,子链只能从5'端向3'端延伸,因此游离脱氧核苷酸的5'端与核苷酸链的3'端相连,D项正确。
3.B　解析 rep蛋白的作用是破坏A与T、C与G之间的氢键,A项错误。DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上,可防止DNA单链之间重新配对而重新螺旋化,B项正确。DNA子链延伸的方向是5'端→3'端,两条子链中一条的合成方向与复制叉的移动方向一致,另一条的合成方向与复制叉的移动方向相反,C项错误。冈崎片段为DNA链,需要在DNA连接酶的作用下连接成子链,D项错误。
4.C　解析 噬菌体侵染细菌时,会将自身的核酸注入细菌内,而将蛋白质外壳留在外面,A项正确。细菌有核糖体,蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质,所以在细菌的核糖体中合成,B项正确。在转录过程中,以DNA的一条链为模板合成mRNA,进而指导蛋白质的合成,C项错误。由题图可知,串联重复的双链DNA转录合成mRNA后,以一整条mRNA翻译形成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子,D项正确。
5.C　解析 因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始,转录发生在细胞核中,所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能,A项正确。敲除基因W后,就不能合成蛋白W,核基因P和M的表达量提高,有助于提高水稻抗虫性和产量,B项正确。在基因P缺失突变体水稻中,本身就没有基因P,增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性,C项错误。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,蛋白W能抑制核基因P和M转录起始,可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用,D项正确。
6.D　解析 由题图可知,转录产生的mRNA发生碱基甲基化修饰后可被降解,或被甲基化读取蛋白Y识别后引起表达效应的改变,因此可通过影响翻译过程调控基因的表达,A项错误。mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸,B项错误。由题图可知,蛋白Y可结合甲基化的mRNA并促使其翻译表达出肽链,C项错误。DNA的碱基甲基化可通过影响基因的转录过程调控基因的表达,引起表观遗传效应,D项正确。
7.A　解析 dsRNA为双链RNA,其嘌呤数等于嘧啶数,即嘌呤与嘧啶之比为1∶1。siRNA是由dsRNA加工而来的双链RNA小片段,其嘌呤与嘧啶之比仍为1∶1,A项正确。siRNA是由dsRNA加工而来的双链RNA小片段,加工过程中需要断开磷酸二酯键,B项错误。由题意可知,siRNA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,所以siRNA直接抑制的是翻译过程,C项错误。用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治,D项错误。
8.D　解析 过程①和②为转录,RNA聚合酶可将DNA的双链解开,并以DNA的一条链为模板进行转录,A项正确。由题图可知,lin-4 microRNA和lin-14 mRNA只有部分碱基互补配对,因此,两者的碱基排列顺序不同,B项正确。由于lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的配对区域有2个,所以可推测lin-4和lin-14中碱基排列顺序相同的DNA片段至少有2个,C项正确。microRNA通过与目标mRNA结合来抑制基因表达,但单基因隐性遗传病的病因是基因突变导致的功能缺失,而microRNA难以直接补充或修复突变的基因,因此不能通过设计microRNA来治疗单基因隐性遗传病,D项错误。
9.答案 (1)基因的选择性表达,青蒿素相关基因在叶片的腺毛特异性表达
(2)负　通过降低miR160的表达量提高青蒿素的含量
(3)ARF1 mRNA　
(4)SAmiR160ARF1→DBR2→青蒿素合成
(5)敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表达
解析 由图1可知,SA或MeJA处理后miR160表达量下降。由图2可知,miR160表达会导致青蒿素含量下降。由图3可知,ARF1基因表达可以促进DBR2基因的表达。
(1)青蒿素在叶片腺毛中合成的根本原因是基因的选择性表达,青蒿素相关基因在叶片的腺毛特异性表达。
(2)由图2可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性,结合图1 MeJA可以抑制miR160的表达量,因此MeJA可以提高青蒿素的含量。
(3)由“miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白”可知,miR160直接影响的靶mRNA为ARF1 mRNA。
(4)由图1可知,SA抑制miR160,miR160会降解ARF1 mRNA,ARF1会促进DBR2的表达,DBR2是青蒿素合成关键酶基因。
(5)可以敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表达进而增加青蒿素的含量。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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