柑橘是广受欢迎的水果之一，无核是其作为鲜食水果的优良经济性状之一。柑橘为雌雄同株植物。位于线粒体DNA上的雄性不育基因CMS 使植株形成无核果实（传粉受精后，种子不能正常发育导致无核）。位于染色体上的一等位基因R和r 对育性起调控作用，其中R可以让育性恢复使植株产生有核果实，r 无此效应。研究人员通过设计特定的引物对不同品种的柑橘细胞的DNA进行PCR，然后检测细胞中CMS和R 基因的数量，结果如表所示。

注：“+ ”代表有此基因及数量，“-”代表无此基因。

（1）CMS基因的遗传_______________（填“遵循”或“不遵循”）分离定律。利用PCR 技术扩增CMS基因和R基因需要设计__________对引物。

（2）表中所列的六个品种中结无核果实的是___（填字母）。

（3）等量品种C与品种D间行种植，随机授粉。收获C植株上所结的全部F1 ，理论上其体细胞中____（填“有”或“无”）CMS 基因，核基因型为____。D植株上收获的果实中，有核果实所占的比例为_______。

（4）培育三倍体是获得无核品种的另一条有效途径，科研工作者以二倍体柑橘为母本，以四倍体柑橘为父本培育了57株三倍体柑橘。用分子标记技术对亲本及子代群体进行PCR 扩增及凝胶电泳，结果如下图所示。若父本产生配子时染色体随机组合，两两分离，则母本和父本的基因型分别为____________，理论上F1 的基因型及比例为___________________________。

为研究体育锻炼能缓解焦虑的机制，利用慢性束缚应激模型(CRS) 小鼠和正常小鼠做了系列实验，结果见下图。已知SNAP91 为突触蛋白，其发生乳酸化（和乳酸通过共价键结合）后功能改变；DCA 是一种乳酸生成抑制剂。回答下列问题：

（1）图1实验中________组的结果能说明注射乳酸能够缓解CRS 小鼠焦虑行为。为证明运动产生的乳酸能缓解CRS 小鼠焦虑行为，需增设第⑤组，其处理是_______________________________。

（2）测得运动后CRS小鼠大脑前额叶中乳酸化SNAP91 上升，突触小泡的数量增加、突触后膜增厚。乳酸化的SNAP91 使突触后膜动作电位频率提高，其原因是突触小泡的变化使__________________________，与突触后膜的受体结合导致_________________内流产生动作电位。

（3）结合图2分析，将SNAP91 乳酸化位点突变失活后，突触后膜________（填“容易”或“不容易”）兴奋，判断依据是__________________________________________________________________。

豆大蓟马是一种缨翅目昆虫，危害多种植物，尤其偏爱危害花期作物，为加强预防，科研人员对其传播规律进行了下列研究。
实验一：室内转寄主实验研究不同植物对豆大蓟马的引诱效果。
实验方法:将豇豆和丝瓜（均诱导至盛花期）放在养虫笼两侧（如图1所示），并分别接人相同数目的豆大蓟马成虫,此时保持中间通道为开放状态。3d 后，关闭中间通道，再分别记录不同作物上豆大蓟马的数量。结果如图2所示。
实验二：田间扩散实验研究大田中豆大蓟马的迁移现象。
实验方法:寻找豇立田与丝瓜田相邻的区域，在距离豇豆田或丝瓜田的3m起，每隔2m 取一个采样点（如图3所示，采样点均位于两块田之间区域），设置粘虫板进行采样.2d 后，将粘虫板带回实验室，利用体视显微镜对粘附的豆大蓟马进行鉴定并记录数量，结果如图4所示。通过比较不同采样点豆大蓟马的数量，以判断其扩散趋势，实验重复进行多次以确保数据的可靠性。
请回答下列相关问题。
（1）豆大蓟马、豇豆和丝瓜三者之间的种间关系包括________________。
（2）实验一说明__________________________________，实验二的结论和实验一________（填“一致”或“不一致”）。
（3）科研人员第二年交换两块农田种植作物，同一时期进行实验，其结果仍然相同，结合豆大蓟马食性特征，推测最可能的原因是______________________________________________。
（4）为对上述推测进行初步验证，科研人员设置一如实验一中所示养虫笼，分别放入未开花豇豆与盛花期丝瓜各一株，每株植物分别接入15头成年豆大蓟马，保持通道开放，3 d 后关闭通道，分别记录两侧植物上豆大蓟马的数量，若____________________________________________，则上述推测合理。

长叶烯是重质松节油的主要成分，具有木香和龙涎香气，溶于甲苯，不溶于水，是合成香料、合成树脂和高能燃料的重要原料。尽管资源分布广泛，但长叶烯的产量有限，工业化生产受到限制，微生物发酵则为合成长叶烯提供了绿色可持续的途径。现有研究以大肠杆菌内源的MEP途径为基础，以法尼基焦磷酸(FPP) 为直接前体物质，在异源长叶烯合酶(lgfs) 的催化作用下环化合成长叶烯。此过程的调控策略有：①引入经密码子优化的lgfs，②过表达大肠杆菌FPP合成过程中关键酶基因idi、ispA ，提高前体物FPP的供应量，③加强大肠杆菌内源MEP途径2个关键酶基因dxs、dxr 的表达。请回答下列问题：

（1）为构建如图甲所示的重组pET28a-lgfs表达载体，需先将经密码子优化的lgfs 基因通过PCR特异性扩增，用于扩增lgfs 基因的引物是指_______________________________________。为使PCR 产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的____________（填“3'端”或“5' 端”）。

注:ori:复制原点;KanR:卡那霉素抗性基因;erg20:酿酒酵母来源的FPP 合酶关键酶基因

（2）除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有_________________________________（答出2个结构即可）。将得到的重组pET28a-lgfs 表达载体、重组pET28a-lgfs-ispA-idi表达载体、重组pET28a-lgfs-erg20-idi 表达载体、重组pET28a-lgfs-ispA-idi表达载体+重组pET28a-dxs-dxr 表达载体，分别转入经______________________________处理的大肠杆菌，构建出重组菌株A、重组菌株B、重组菌株C、重组菌株D。

（3）将各重组菌株分别发酵后，检测不同发酵时长发酵样品中所含长叶烯的产量，结果如图乙所示。

已知生成1 mol FPP 需要2 mol异戊烯基焦磷酸(IPP)和1 mol二甲基烯丙基二磷酸(DMAPP) ，而MEP途径所产生的IPP与DMAPP摩尔比为5:1，过表达基因idi 会使IPP和DMAPP的消耗和形成达到平衡转换，从而直接影响FPP 的合成。另外，为避免IPP与DMAPP的积累对细胞生长产生毒性，需要加强FPP 合酶的表达，在此，采用了2种不同来源FPP合酶，即大肠杆菌ispA和酿酒酵母来源的erg20 进行加强，根据图乙结果推测ispA表达效果要优于erg20 ，判断依据是_______________________________。在采用ispA 的基础上，通过____________________，还可以使长叶烯产量得到显著提高。

（4）为验证代谢途径中各关键酶基因的转录水平能够影响长叶烯的产量，请写出关键实验步骤：①___________________；②_______________；③荧光定量PCR 。

小麦是我国重要的粮食作物之一，开展小麦高产研究是保证国家粮食安全的重要举措。下列是磷肥施用量对小麦叶片光合性能和产量的影响的相关研究。将试验田中的小麦分成3组，分别进行低磷(P₂O₅ 75 kg/hm2,LP) 、中磷(P₂O₅ 225 kg/hm2,MP)和高磷(P₂O₅ 375 kg/hm2,HP)3 种处理。三组小麦从旗叶（麦穗下面的第一个叶片）全展时开始，每隔10 d 测定一次叶片的希尔反应活力和净光合速率(Pn) ，直至叶片黄枯。实验结果如下图所示，回答下列问题：

（1）小麦从磷肥中吸收的磷元素可用于合成叶绿体中的_____________（2种小分子有机物），作为反应物参与光合作用的光反应阶段。

（2）希尔反应活力测定通常是在有光照、_______的条件下，在离体的叶绿体悬浮液中加入Fe³⁺后测定O₂的释放速率。该过程中Fe³⁺ 的作用是：____________________________________________________。

（3）10 d后HP和LP组小麦希尔反应活力均低于MP组，经检测是由于HP和LP 都会导致旗叶中叶绿素b含量减少，若用纸层析法验证该结论，预期结果是：相比于MP组，HP 和LP 组的滤纸条__________________（答2点）。

（4）图2结果表明HP组小麦的净光合速率最高，但研究人员发现产量却低于MP 组，推测原因是旗叶将光合产物输出到秸秆用于营养生长的比例：HP组___（填“> ”“<  ”或“=”）MP 组，这提示人们在实际农业生产中应注意__________。

稻米的直链淀粉是由蜡质基因（waxy）控制合成的淀粉合成酶（GBSS）催化形成，直链淀粉含量高的米饭质地和适口性不高。将 waxy反义基因片段导入水稻细胞抑制内源基因表达，可降低直链淀粉含量。为防止同时导入的标记基因影响，科研人员构建了2种载体，通过共转化以期获得含有目的基因、不含标记基因和报告基因（gus）的转基因水稻，相关流程如下图。请回答下列问题。

(1)waxy反义基因片段导入水稻细胞后可抑制内源基因表达，原因是____。为构建反义基因与gus的融合基因，在利用PCR技术获取反义基因与 gus过程中，需要在设计的两对引物____端分别添加限制酶____、____的识别序列。
(2)过程③中将农杆菌1、2按照1：9比例充分混匀感染水稻愈伤组织，3天后转入含有___的选择培养基筛选抗性愈伤组织。抗性愈伤组织转入再生培养基经____形成胚状体，继而发育成 T₀代植株。
(3)提取T₀代植株的基因组 DNA，根据反义基因和 gus基因部分序列设计引物进行PCR1检测， 同时根据反义基因和终止子的部分序列设计引物进行 PCR2检测，结果如下图，其中M为标准参照，1为阳性对照，2为阴性对照，3~8号为抗性植株 DNA的 PCR产物。其中2 是根据____的DNA 为模板进行 PCR 的结果，据图可以确定____号植株为共转化失败的水稻。

(4)过程⑤将共转化成功的 T₀代植株进行自交，收获种子，取半粒种子进行 GUS 检测（gus的表达产物能使白色X-Gluc 水解生成蓝色产物）。选择检测结果为____色的种子种植得到T₁代植株。最终还需检测____，才可判断是否改良成功。

土壤盐碱化问题已经成为全球性难题，培育耐盐碱农作物是解决人类粮食安全和农业发展的重要途径。

(1)为研究高粱盐碱响应通路中相关基因AT1的作用，研究人员构建过表达植株（AT1-OE）。以高粱cDNA为模板，利用_____方法获取目的基因。如图1，选取最佳限制酶_____处理目的基因和质粒，构建重组质粒并转入农杆菌。
(2)将转化成功的农杆菌与高粱愈伤组织共培养，为筛选出T-DNA成功转入的愈伤组织，培养基中需加入_____，原因是_____。获得所需愈伤组织后，经_____发育成完整植株。同时构建基因敲除植株（AT1-KO）。
(3)检测植株在高碱土壤中的幼苗长势和作物产量，结果发现：相比野生型植株，AT1-KO植株_____，AT1-OE植株表型相反，说明AT1在高粱碱胁迫的响应过程中起负调控作用。
(4)高碱条件下，植物细胞内H₂O₂含量升高，推测AT1可能与运输H₂O₂的通道蛋白PIP2有相互作用。利用免疫共沉淀方法进行研究，实验原理如图2，若靶蛋白A和待测蛋白B有相互作用，用磁珠偶联抗A抗体使A沉淀，则B也会被沉淀下来。利用抗GFP抗体与磁珠偶联，对实验组和对照组总蛋白进行免疫共沉淀，实验结果如图3。

①检测总蛋白的目的是_____。
②通过条带_____可以判断，AT1与PIP2有相互作用。若想进一步验证该相互作用，可用_____抗体与新磁珠偶联再次进行实验。
(5)细胞内过量的H₂O₂积累会导致氧化应激，从而导致植物细胞死亡，降低植物存活率。研究显示PIP2磷酸化能够促进H₂O₂外排。综合上述信息，解释敲除AT1基因能显著提高植株耐盐碱性的原因_____。

基因工程的关键步骤是基因表达载体的构建，人类γ基因启动子及其上游的调控序列中存在着BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，γ基因的表达被抑制。为了确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置，科研人员用PCR技术扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，相关信息如图所示。请回答下列问题：

(1)为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达,需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知,在F1~F7末端添加的序列所对应的限制酶是___________，在R末端添加的序列所对应的限制酶是_________。本实验中,从产物扩增到载体构建
完成的整个过程共需要________种酶。

(2)将构建的载体导人除去BCL11A基因的受体细胞,成功转化后,含F1~F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白,受体细胞有荧光,含
F7与R扩增产物的受体细胞无荧光。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是______________________。
(3)向培养液中添加适量的雌激素,含F1~F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光
若y基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测,BCL11A蛋白结合位点位于____________________,理由是___________________________________________。

基因工程的关键步骤是基因表达载体的构建，人类γ基因启动子及其上游的调控序列中存在着BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，γ基因的表达被抑制。为了确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置，科研人员用PCR技术扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，相关信息如图所示。请回答下列问题：

(1)基因表达载体包括复制原点、目的基因、             （答出3点）。据图可知，扩增的γ基因上游不同长度的片段中，扩增出最长的片段需要选用的引物组合为             。

(2)由于荧光蛋白基因缺少启动子，为了使荧光蛋白基因正常表达，需要在其             （填“Nhe I”或“Mun I”）侧接入启动子；启动子的作用是                                       。

(3)构建基因表达载体的过程中，除了注意酶切后目的基因和载体露出相同的黏性末端，还需要注意连接方向以便表达。据图分析，为了使荧光蛋白基因正常表达，γ基因启动子及其上游的             （填“R”或“F₁”）调控序列应接在荧光蛋白基因的Mun I端，             （填“R”或“F₁”）调控序列应接在荧光蛋白基因的Xho I端。

(4)引物的合成是PCR成功的关键，PCR扩增时，要有                                       ，以便合成引物。制作引物过程中需要注意             之间不能有互补的序列，同一引物内部也不能有互补的序列。

如图所示为人体内一个细胞进行分裂时发生基因突变产生镰刀型细胞贫血症突变基因（a)的示意图，该基因在杂合体中也能表达，其合成的异常血红蛋白对疟疾具有较强的抵抗力。据图回答向题：

(1）过程①断开的化学键叫______________，过程②所需要的原料是______________
(2）过程④的场所是______________，该过程需要的一种微量元素是______________。
(3)基因a出现的根本原因是碱基对的______________，镰刀型细胞贫血症患者的有氧呼吸第______________阶段受影响最大。
(4)基因a的出现对生活在疟疾猖撅的非洲地区的人生存的有利影响是______________，不利影响是______________