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1、2023北京高三一模生物汇编生物技术与工程（综合题）一、综合题1（2023北京东城统考一模）番茄是重要的农作物，因J基因功能缺失导致的无果茎接缝是一种优良性状，表现为茎干与果实的连接处光滑且牢固，不易落果，提高了番茄的产量。(1)利用诱变育种获得纯合突变体甲，表现出无果茎接缝，但由于花序产生大量分枝，导致产量不高。将甲与野生型番茄杂交，F1为野生型，F1自交获得的F2中，野生型：无果茎接缝且分枝不增加有果茎接缝且分枝增加突变体甲9331，说明无果茎接缝为_性性状；甲中控制花序分枝数量的基因与控制有无果茎接缝的基因间的位置关系是_。(2)在甲的基础上获得了花序分枝未增加的纯合突变体乙。将甲与乙杂
2、交获得F1，F1自交，F2表现为不同程度的分枝。对F2中分枝最多和最少的个体基因组进行测序和比对，发现抑制花序增加的基因可能位于番茄1和3号染色体上，将相关DNA序列分别命名为sb1和sb3。由F2自交获得F3，对F3部分个体进行测序并统计花序分枝数，结果如下图1。由结果可知，对花序增加的抑制作用取决于_，且_的影响更大；F2中与图1的B组表型一致的个体占F2的比例为_。(3)大规模测序发现，突变体甲中J基因功能缺失且sb3序列中有一个突变的E基因，正常及突变E基因序列如下图2（a），突变E基因转录出的两种mRNA序列如下图2（b）。欲利用PCR技术验证突变体甲转录出的EmRNA序列中包含图2
3、（b）的两种序列，应从下图3中选择的两组引物是_。（内含子4序列较长，难以完全扩增）(4)经检测发现，突变体甲的E基因转录出的mRNA中有30%为序列1，突变体乙的一个sb3序列中含有两个与甲相同的突变E基因。综合上述研究，从分子水平推测突变体甲花序分枝多而突变体乙分枝未增加的原因是_。2（2023北京东城统考一模）癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞，克服肿瘤的免疫逃逸，在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位，科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。(1)癌细胞由于_突变导致其表面物质发生改变，如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1，如图lo
4、PD-L1能抑制T细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗，据图1推测，其原因是_。但此种方法对一些肿瘤无效。(2)CD28是T细胞表面受体，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此，科研人员尝试构建既能结合PSMA，还能结合CD28的双特异性抗体PSMACD28，诱导T细胞定向杀伤癌细胞，如下图2。制备过程为：先将_分别注射到小鼠体内，分离出B淋巴细胞，诱导其与小鼠的_细胞融合，筛选得到两种杂交瘤细胞，再诱导两种细胞融合。成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链，由于_而产生多种抗体，因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PS
5、MACD28。(3)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养，加入不同抗体，比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如下图3，结果说明_。(4)共同培养癌细胞和T细胞，经处理形成图4所示的细胞结合部位，再均分为两组，A组中加入非阻断性PD-1单抗（与PD-1结合后，PD-1仍可和PD-L1结合），B组加入正常PD-1单抗，两组均加入蓝色荧光标记的CD28单抗，观察荧光分布，结果如下图4。请据此实验解释（3）中双特异性抗体PSMACD28与PD-1单抗联合使用对T细胞激活的影响_。3（2023北京西城统考一模）人防御素（由H基因编码）是一种抗菌肽，科研人员欲利用酵母
6、对其进行生产。(1)获得H基因的序列信息后，可以其cDNA为模板通过_方法获得该基因。(2)由于人防御素会损伤酵母细胞，组成型表达（持续表达）H的酵母菌最大种群数量偏低，限制了最终产量。科研人员在酵母菌基因组DNA中插入和S基因，使质粒上H基因的表达受到红光控制。红光调控H基因表达的原理如图1所示。P和S基因应为_（填“组成型表达”或“红光诱导表达”）。(3)发酵后菌体和产物分离是发酵工艺的基本环节。定位于细胞表面的F蛋白可使酵母细胞彼此结合，进而沉淀在发酵罐底部。科研人员引入蓝光激活系统（图2），在酵母菌基因组中插入了2个E基因，使F基因的表达受到蓝光控制（图3）。图3中两个E基因作用分别是
7、_。(4)工程菌泄露到环境中可能引发环境问题。科研人员利用两种阻遏蛋白基因（T和L）和调控元件，使酵母细胞在红光和蓝光同时照射时才激活致死基因N的表达，进而诱导工程菌死亡（图4）。图4中应选用的启动子为：_，_。AJubBACTCCYC图4中处结合的阻遏蛋白为：_，_。a、T蛋白b、L蛋白(5)写出利用该工程菌发酵生产人防御素的步骤。_4（2023北京西城统考一模）M蛋白在人体神经发育过程中起重要作用，M基因发生突变或表达异常可导致神经发育紊乱性疾病，如Rett综合征和MDS等。(1)M蛋白可识别并结合甲基化DNA，进而调控靶基因的_。(2)对一位Rett综合征患者进行检测发现，其M基因发生了
8、一个碱基对的替换，细胞内只有截短的M蛋白。一个碱基对的替换导致M基因的mRNA_，翻译后合成了截短的M蛋白。研究者提出，可通过改造tRNA使患者细胞能够合成正常长度的M蛋白。请简述利用该技术治疗此类Rett综合征的基本原理。_(3)图1为一个MDS患者的家系图。采集全部家系成员外周血进行检测，核型分析未发现染色体数目异常，测序发现其M基因均为野生型，M基因表达的检测结果如图2，M基因拷贝数如下表。检测对象M基因拷贝数11231322正常男性1正常女性2根据以上信息推测2患病的原因。_女性体细胞中有一条X染色体是失活的，失活X染色体上绝大多数基因被沉默。用限制酶Hpa剪切2基因组DNA，然后进行
9、PCR扩增及电泳，结果如图3。图3中引物组合应为_。2的M基因拷贝数高于正常女性，但表型正常，请结合以上研究提出合理解释。_5（2023北京海淀统考一模）肿瘤细胞的代谢活动导致肿瘤组织内氧含量低，NH3等代谢废物含量高。科研人员探索利用肿瘤组织微环境的特异性进行免疫治疗。(1)机体的免疫系统具有_功能，能够识别和清除突变细胞。(2)研究表明，L-精氨酸对肿瘤生长有抑制作用。为利用L-精氨酸治疗肿瘤，研究人员拟对非致病性大肠杆菌中利用NH3合成L-精氨酸的途径进行改造，构建能大量合成L-精氨酸的工程菌M。下图为大肠杆菌中相关代谢途径。科研人员拟依据代谢途径，改造图中的A和R基因，构建工程菌M。请
10、写出对A和R基因改造的思路并阐述其目的_。(3)推测工程菌M的抗肿瘤效果依赖于T细胞。为此选择正常小鼠和_小鼠，皮下接种肿瘤细胞和工程菌M，一段时间后检测肿瘤体积大小。支持上述假设的实验结果为_。(4)皮下注射L-精氨酸会导致药物分散于整个内环境中，影响治疗效果，因此对工程菌M进一步改造，用低氧响应启动子替换A酶基因的原有启动子，得到治疗用工程菌X。工程菌X治疗肿瘤的优势是_。6（2023北京海淀统考一模）虎的典型毛色为黄色底黑条纹（黄虎），此外还有白虎、金虎和雪虎等毛色变异。科研人员对虎毛色形成机理进行研究。(1)白虎是由黄虎的单基因突变引起的。科研人员在图1所示家系中选择子代雌雄黄虎相互交
11、配，后代出现_，确定白色由常染色体上隐性基因控制。(2)虎的毛发分为底色毛发和条纹毛发两种，毛发颜色由毛囊中的黑色素细胞分泌的真黑色素和褐黑色素决定。褐黑色素使毛发呈现黄色，真黑色素使毛发呈现黑色。几种虎的毛发颜色如图2。测序发现，白虎常染色体上的S基因突变导致功能丧失。S基因编码的S蛋白是两种毛发的真黑色素或褐黑色素合成的必要蛋白，这无法解释白虎_的现象。进一步研究发现，还存在另一个真黑色素的合成途径，E基因表达产物可激活真黑色素的合成。结合白虎的毛色分析，E基因在底色毛发处_。(3)与毛囊伴生的另一种DP细胞能合成A蛋白，分泌至胞外作用于黑色素细胞，促进真黑色素转化成褐黑色素。金虎的DP细
12、胞中C基因突变导致功能丧失。科研人员推测C蛋白不影响DP细胞中A基因的表达，但能降解胞外A蛋白，导致A蛋白无法作用于黑色素细胞。为验证上述假设，研究者将相关基因导入不表达_的受体细胞，导入基因和部分电泳结果如图3。请在答题卡的虚线框内补充出应有的电泳条带_。(4)研究发现，雪虎为S和C基因双突变纯合子。综合上述信息推测，S和C基因双突变可能导致_，方能解释雪虎的毛色为白色。7（2023北京海淀统考一模）自然界中的光强常在短时间内剧烈变化，影响植物的光合作用效率。科研人员对拟南芥的叶绿体响应光强变化的机理进行了探究。(1)类囊体膜上的蛋白复合物PSI催化水在光下分解，变化的光强会影响这一过程，从
13、而影响光反应产生_，最终影响暗反应过程有机物的合成。(2)PSII复合物的主要部分延伸到类囊体腔中，科研人员推测类囊体腔中的蛋白参与PS的组装。为此，利用农杆菌转化拟南芥，由于农杆菌的_会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体腔内蛋白基因发生突变的突变体。(3)科研人员在所得突变体中观察到，B基因突变体无法编码类囊体腔内的蛋白B，该突变体表现为缺乏PS复合物。科研人员进行实验，处理及结果如图。实验结果a组b组c组d组B基因突变体+野生型+注:“+” 数量多代表生长状况好。据图分析，本实验的自变量是_。依据实验结果推测，PSII复合物的功能是_对变化光强的适应。(4)进一步将b组植株的叶
14、肉细胞置于电镜下观察，结果如图。基于本实验结果推断，B基因参与PSII复合物的组装，PSII复合物帮助植物适应变化的光强。请对观察结果能否证实该推断作出判断，并阐明理由_。8（2023北京海淀一模）2毒素是一种常见的霉菌毒素，可通过污染饲料引起畜禽中毒反应。CYP3A是猪体内降解T-2毒素的关键酶，T-2毒素可诱导其表达水平升高。(1)T-2毒素是一种脂溶性小分子，以_方式进入细胞。(2)CCAAT box和GC box是CYP3A基因启动子上游的两个调控序列，研究者将不同调控序列分别和CYP3A基因启动子及荧光素酶基因（LUC基因）连接构建表达载体，导入猪肝细胞，实验组培养基中加入T-2毒素，对照组的处理是_。24h后检测LUC酶活性，计算启动子活性相对值，结果如图1。据图1可知，这两个调控序列是CYP3A基因响应T-2毒素的核心元件，理由是_。(3)NF-Y和Sp1两种蛋白均参与T-2毒素对CYP3A的诱导。已有研究表明，GC box是Sp1的结合位点。研究者推测，NF-Y通过与CCAAT box
