1
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
2
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
3
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( )
4
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。
5
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:
。
6
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。
7
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
8
(3)ARF1 mRNA
(4)SA
miR160
ARF1→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。
