【简答题】驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。

回答下列问题：
(1)研究者优化了培养基的_______（答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。
(2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为_____，理由是________。

(3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为_______________（答两点）。
(4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是_____。
(5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路______。

【简答题】斑点叶突变体是水稻在正常生长条件下在叶片或叶鞘上自发形成斑点的一类突变体，研究斑点叶突变体对揭示水稻的抗病反应机理具有重要意义。对野生型水稻进行诱变处理，获得一个水稻斑点叶突变体S。
【实验一】将突变体S与野生型水稻杂交，F1植株均为野生表型。F₁自交产生的F₂植株中，野生表型与斑点叶表型的比例接近3：1。
【实验二】检测发现，突变体S出现斑点叶表型是水稻中E基因突变所致（记为ES）。再对野生型与突变体S进行PCR扩增测序，测得相关基因和转录剪切后的mRNA的部分序列如图所示。

【实验三】进一步检测野生型和突变体S中E基因的相对表达量，发现突变体S中的表达量相较野生型显著下降。
回答下列问题：
(1)实验一F₂植株出现野生表型与斑点叶表型比例为3：1的原因是_________。
(2)实验二中，与野生型E基因序列相比，突变体S的ES基因中碱基对发生的变化为_____________。
(3)转录过程中通过_______酶的作用合成mRNA。真核生物中转录合成的mRNA在特定位点被识别后，部分序列在此会被剪切掉，其余序列加工形成成熟的mRNA。据此推测，突变体S成熟mRNA序列中只多出“AUAG”4个碱基的原因是_____________________。
(4)E基因表达水平的变化可通过分析水稻叶肉细胞中_______（填“DNA”或“mRNA”）含量得出。科学家发现突变体S表现出对白叶枯病很高的抗性，而白叶枯病是影响水稻产量的主要病害之一。根据实验三，提出一种预防水稻感染白叶枯病的方法为_____________________。

【简答题】

CD3D严重联合免疫缺陷（SCID）是由CD3D基因突变引起的，该突变阻止了T细胞生长发育所需的CD3D蛋白的合成。科研人员对第3代CRISPR/Cas9基因编辑系统进行改造，获得一种超精确的腺嘌呤碱基编辑系统（ABE），该系统主要由向导sgRNA、Cas9切口酶和腺嘌呤脱氨酶组成，作用机制如图1。利用该系统在CD3D-SCID患者的造血干细胞中可以更正约71.2%的致病突变。

(1)研究发现，Cas9切口酶催化双链DNA   键水解，腺嘌呤脱氨酶催化腺嘌呤核苷酸转变成次黄嘌呤核苷酸，次黄嘌呤核苷酸可以和胞嘧啶核苷酸碱基互补配对，据此推测，至少通过   次DNA复制可以完成修复。

(2)sgRNA是人工合成的一段能与靶基因互补配对的特殊序列，由23个连续碱基组成。sgRNA设计是否合理，对于CRISPR/Cas9基因编辑系统的切割有重要影响，否则会导致sgRNA脱靶，试分析其原因是   。

(3)为了对改造后的CD3D基因进行研究，把CD3D基因和His标签基因（His标签由6个组氨酸组成）连接起来构建融合基因，并构建重组基因表达载体，图2为载体、CD3D基因的结构、不同限制酶的识别序列及切割位点，欲将标签基因连接在CD3D基因编码区的末端，已知组氨酸的密码子为CAU，终止密码子为UAG。

①PCR的一般过程为   ，在变性之前通常有预变性，其目的是   。判断是否扩增出DNA片段，判断的依据是在紫外灯下直接观察DNA条带的分布及   来评价扩增的结果。如果电泳鉴定的结果不止一条条带分析可能的原因有   （至少答两点）。

②写出His的基因编码链的碱基序列5′   3′。

③为构建融合基因并将其插入载体，科研人员设计了一对与CD3D基因编码区两端序列互补配对的引物，设计时需在引物   （填“A”或“B”）的5′端增加限制酶   的识别序列和His基因的编码序列，请写出该引物开头的12个碱基序列：5′   3′。

【多选题】

荧光 PCR 法根据化学发光原理可以分为染料法和探针法。染料法中特殊染料本身不发光,但是当PCR 扩增的时候,染料能够与DNA双链结合从而发光,如图1所示。探针法中除了引物外另外设置了一个探针,在探针的两端分别带上发光基团和淬灭基团,此时发光基团并不发光,但是当DNA通过引物合成的时候,探针被酶切降解释放出发光基团和淬灭基团,两种基团分开后产生荧光,如图2所示。下列说法正确的是

A.两种方法均可用于目标 DNA 的定量分析
B.与染料法相比,探针法的特异性更强
C.通过适当延长引物长度和降低复性温度可提高荧光PCR的特异性
D.用荧光 PCR 法检测人体是否感染新冠病毒前需要先进行逆转录

【单选题】临床上可采用PCR和DNA反向点杂交相结合的检测技术对HPV基因进行分型,过程如下:设计出针对已知有致癌风险的23种HPV基因的特异性引物并标记上会发生显色反应的生物素,通过 PCR对待测样本 DNA进行扩增,再将扩增产物直接与固定在膜上的分型基因探针(包括17种高危型和6种低危型)进行杂交。经显色处理后,与固定化探针结合的HPV基因就会在相应位置产生显色反应,从而判断待测样本是否被含有这些HPV基因的病毒感染。有关说法错误的是
A.生物素应标记在引物的5'端
B.该检测技术需要对扩增的DNA样本进行琼脂糖凝胶电泳
C.该检测技术具有高度的特异性,能够准确地区分不同类型的HPV病毒
D.反向点杂交是通过分型基因探针与扩增的目的片段碱基互补配对结合在起的