2024北京高三一模生物汇编：生物技术与工程（非选择题）

2024北京高三一模生物汇编

生物技术与工程(非选择题)

一、非选择题

1.(2024北京顺义高三一模)人在衰老过程中某些性状会发生改变，为寻找衰老的原因，科研人员对染

色质开展了相关研究。

(1)由图1可知，导致个体衰老的原因包括某些染色质区域某些DNA_。

(2)DNA甲基化会抑制转录并引发更紧密的染色质结构的形成，推测衰老染色质结构松散会—(促进/抑

制)基因表iA。

(3)科研人员推测：核内DNA断裂后的修复会导致表观遗传信息紊乱或丢失，加速细胞衰老。为验证该推

测，科研人员基于图2原理，利用以下实验材料构建ICE模型鼠。

LE核酸弹基因绿色荧光蛋白基圜一

T

icE识别序引DNA双链断裂

・T（无）1DNA修复

降解

图2

①Cre酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于DNA上的Lx序列，导致两个Lx间的DNA

片段丢失；

②I-E核酸酶基因：编码的LE核酸前位于细胞核，与诱导剂T、Cre酶形成复合物，切割DNA：

③口服诱导剂T：小分子化合物，可诱导Crc能进细胞核.

请完善技术路线_：

构建含①基因

•受精卵小鼠

的表达较体，I—।

显微悔下观

一修选口察细施核是

导入发育杂交

f标R否出现绿色

构建含②基因英光

的友达貌体且我_L

•受精卵,小K2—▼

体中的终止于两佚湖

伸插入③序列1CEM

（4）染色质上的修复蛋白因子可修复受损DNA,通过对ICE小鼠的检测，发现已修复的DNA未发生碱基序

列的改变。通过检测可知获得的ICE鼠表观遗传信息紊乱；检测细胞的形态结构，可知细胞衰老.

2.（2024北京顺义高三一模）学习以下材料，回答（I）~（5）题。

碳同化途径的工程化改造

烟草是转基因研究的模式生物。烟草的光合速率受RuBP陵化-氧化酶（R酶）催化效率和胞内COz浓度服

制vR酶由大亚基（RL）和小亚基（RS）组成，RL蛋白和RS蛋白分别由叶绿体rl基因和细胞核rs基因

编码,大小亚基在叶绿体中组装形成R酶。R酶既能催化C5竣化形成C3,也能催化C5氧化为C2,进入线

粒体分解为CO2,R陋催化的反应类型取决于其周围的CO2和02浓度。玉米等植物已经进化出CCM机

制，叶绿体中R酶周围积累COz以增强叛化和抑制氧化。研究人员尝试在烟草中替换R酶，并构建CCM

途径。

H+菌是一种自养型细菌。H+菌的段基体由多种蛋白构成，蛋白外壳包裹着R酶和碳酸酢酶（CA）。H菌

的R酶由大亚基（CL）和小亚基（CS）组成，催化效率高，CA可维持CCh和HCO3-的平衡。科研人员构

建了含有H+菌按基体基因的表达载体，将其导入烟草叶绿体中，通过同源重组的方式将原有的rl基因替

换。通过透射显微镜观察到转基因烟草叶绿体中存在完整的叛基体。提取烟草叶绿体总蛋白，电泳结果如

图I。

进一步检测转基因烟草的光合速率远低于野生型。为寻找原因，科研人员检测了转基因烟草的离体拔基体

的竣化效率和CO?亲和力，发现二者均与H菌无显著差异。基于上述研究，科研人员推测需要构建有效的

CO?浓缩途径，进一步完善烟草CCM机制，为提高农作物产量奠定基础。

(1)基于文中信息，解释当氧气浓度高时，烟草光合速率低的原因

(2)请结合文中信息，完善竣基体中的反应式，写出酶①和酶②的名称:_、

WCD版②»

H2CO；>CO2c3

(3)结合文中信息，分析图1结果，下列推测错误的是一。

A.转基因烟草叶绿体中n基因全部被表达载体上的基因替换

B.导入含痰基体基因的表达载体可导致叶绿体中RS蛋白含量减少

c.RL和CL蛋白大小相同，可使用特异性抗体区分

D.转基因烟草按基体中R酶的大小亚基分别是CL和CS

(4)CA还可催化CO2和水形成H2cCh产生H+和HCO.v,科研人员进行竣基体CA活性的测定实验：在反应

体系中加入缓冲液(pH=8)并通入CO2,两组实验分别加入竣基体、CA,并设置空白对照，测定pH值，

计算名组pH值变化速率。实验结果是证明狡基体中CA活性不是限制转基因烟草光合速率的原因。

(5)二氧化碳不易通过扩散作用穿过竣基体蛋白外壳。对图2中转基因烟草的叶绿体进行改造，实现提升按

基体中CO?浓度的目的。请写出改造方案

HCCh-我体

图2

3.(2024北京顺义高三一模)灵芝是一种真菌(见图1),生长缓慢，其中的药用成分灵芝酸(A)具有

抗癌作用。为提高A的产量，科研人员进行了系列探索。

图I

（1）传统获得A的方式是从灵芝子实体和抱子中直接提取。近年来，利用菌丝体发酵生产A被广泛应用，

其优势包括一。

A.缩短生产周期B.提高A的产量C.无需提纯处理

（2）科研人员改进了全程振荡培养菌丝的方法，将锥形瓶中振荡培养2天的培养液倒入培养皿中静置培养14

天，检测发现静置培养时A的含量显著高于全程振荡培养；进行显微观察，结果如图2。

①振荡培养2天后，不在锥形瓶中继续静置培养，而是分装到多个培养皿中静置培养的原因是

②结合图2结果推测，A的合成与细胞—密切相关。

（3）在静置培养基中添加（Ca2♦能进一步提高A产量，为验证Ca通过C酹促进A的合成。请选择以下材

料设计实验补充证据（预期结果用“+”的量代表“A”的量）。

a.C施b.C酶抑制剂c.CaCh溶液d.无菌水

组别菌种实验处理检测指标预期结果

1组①—②—

2组d++

野生型菌株A含量

3组③一©_

4组⑤—

（4）经进一步研究，科研人员构建Ca2+促进A合成的机制，如图3。Cr可入核与F、S、L酶基因的启动子

结合调控其表达，图4显示，在不同培养条件下，检测A合成途径中相关酶基因的表达。综合以上研究,

评价构建图3中调控和代谢途径的证据是否充分

2

*

至

知

倚

&

y

4.（2024北京房山高三一模）肠道菌群分泌的胆盐水解酶（BSH）与高脂血症密切相关，研究表明高脂

饮食后小肠BSH活性上升，提高血液中胆汁含量，达到降低血脂的目的。科研人员利用基因工程技术，

对小鼠肠道内相关菌株（B菌）进行改造，以期获得分泌更多BSH的工程菌BS菌。

⑴岛•脂饮食是引起高血脂症的一个主要原因，但脂质也是人体必要的物质，请写出属于脂质的2种化学物

质O

(2)JL程菌的制备：

①X菌的筛选：I6S「RNA基因是鉴定微生物的重要依据，其大小约为l500bp,高产BSH的X菌株的

16SrRNA基因有限制酶Apal的两个酶切位点，其他菌株中只有一个。通过PCR-->->观察,

结果如图1,可知(填图1中序号)为所选目的菌种。

M123456789101112

28o

10^O

75O

50O

25O

10O

图116s基因片段ApaI酶切鉴定图

②表达载体的构建：

科研人员操作如图2,进行同源重组构建表达载体。

图2同源重组示意图

I.将NC质粒用相关的限制酶进行弱切。

I【.在X菌株BSH基因两侧分别添加一段与上述载体同源(碱基排列次序相同)的序列A、B,

HL表达载体同源重组过程如图2所示。如果BSH基因N链B端同源臂的碱基序列为-A-A-A-G-,则NC

质粒M，链的碱基序列为,两者在5~3,外切酶的作用下被降解，在DNA连接酶的作用下，在1、2处

形成键，完成基因表达我体的构建。

③科研人员将表达载体用电击法导入B菌，获得BS菌株。

(3)关于图2所示同源重组构建表达载体的方法，其优点有

A.免去传统方法双能切的繁杂操作

B.同源重组，保证目的片段插入载体时方向正确

c.如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在n的基因内部，该技术可克服传统方法的局

限性

(4)用BS菌株给小鼠灌目，同时给小鼠饲喂高脂饮食，对照组1不做处埋，8周后检测小鼠肠道内容物,

进行体外BSH活性检测，如图3所示，结果说明。

(5)有人认为BS菌株适合开发为人体降脂的功能性菌剂，请辩证地评价该观点

图3BSH活性检测

5.(2024北京朝阳高三一模)研究者从青枯菌中分离得到一种分泌蛋白C,并对其在植物抗青枯病中的

作用进行了探究。

(1)为获得青枯菌的纯培养物，可利用一法将菌种接种在固体培养基上，培养获得一后，再接种到液体培

养某中扩大培养,收集发酵液离心后,从—(填“上清液”或“沉淀物，)分离得到C蛋白。

(2)用等量C蛋白和无菌水处理番茄幼苗根部，检测根部免疫反应的水平，结果如图1。构建C蛋白分泌缺

陷的青枯菌突变菌株，灌根接种番茄幼苗四周后，统计幼苗的存活率如图2。

18-

(

岑一野生菌

75

渊---突变菌

班

仲50-

汨

卷25-

去

轴

0-

O

246810

时间（d）

图2

图I、2结果—(填“支持”或"不支持”)“青枯菌侵染植物时通过分泌C蛋白激发的番茄根部的免疫反应

增强植株生存能力”这一推论，理由是一o

(3)研究发现,青枯菌分泌的C甯白与其分泌的A酹共同参与分解寄主植物的细胞壁.其中A麻可催化果

胶分解为产物甲，而C蛋白则可傕化产物甲进一步分解为产物乙。分别用果胶、产物甲、产物乙处理番茄

根部，检测免疫反应水平，结果如图3。

青

枯

菌

_

A

_产物

/

_

00

80植

60

_物

40细

20

0

_胞

图4

菌

青枯

细胞、

与植物

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中标

图4

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