1 . 视网膜感光细胞中的R蛋白由R基因编码，在视觉形成过程中有重要作用。为研究R蛋白的功能，科研人员利用基因工程获得R基因敲除的小鼠，并进行了相关实验。
(1)科研人员利用打靶载体敲除小鼠R基因，载体构建及R基因敲除过程如图1所示。①为构建能够敲除R基因的打靶载体，需先设计引物，通过PCR技术扩增R基因。在引物上添加Pst1限制酶识别序列，据图1应选择的引物是_______（选填图1中的a，b，c或d）。将得到的PCR产物酶切后连入打靶空载体，鉴定正确后进行后续实验。
②为将抗生素抗性基因neo（抵抗抗生素G418）从原有载体中切下以插入到R基因中，据图1及下表中限制酶识别位点序列信息，应选择限制酶__________分别对R基因和neo基因进行酶切，并用__________连接，完成打靶载体构建。

限制酶	Kpn I	Mfe I	Hind I	EcoR I	BamH I
识别序列及切割位点

③将构建好的打靶载体导入小鼠受体细胞中。据图1，受体细胞基因组中的R基因通过_______被替换为打靶载体上插入neo的R基因片段。未整合到基因组的外源DNA会被降解。
(2)打靶载体也可能整合到受体细胞基因组DNA的其他部位，引发TK基因表达，使细胞在加入物质G的培养基上无法存活。在选择培养基中除有动物细胞培养的必需成分外，还需加入_________和物质G，可筛选出成功敲除R基因的小鼠受体细胞，其原因是__________。
(3)图2为小鼠视觉形成的部分机理简图，研究发现R蛋白通过图中所示方式参与小鼠视觉形成。

科研人员基于上述方法获得了R基因敲除的纯合小鼠，将野生型小鼠和R基因敲除小鼠都平均分成两组，一组在黑暗中饲养12h，另一组在光照下饲养12h；测定小鼠眼睛中各物质含量，结果如图3所示。

据图2机理，预测并在答题纸中画出图3中在光照条件下两种小鼠全反式视黄醛的含量_____。

2 . 常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。
(1)科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用_______________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。
(2)用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中_______________（选填图1中字母）。

(3)将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂_______________诱导融合，形成的融合细胞经过_______________再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成_______________组织，经过_______________形成完整的再生植株。
(4)科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行解离、_______________、_______________后压片并制成临时装片，显微镜下对_______________期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。
(5)用特定的方法对陆地棉和野生棉基因组DNA进行扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用同样的方法对双亲及再生植株1～6进行扩增的结果。据图特定条带判断，再生植株1～6中确定为杂种植株的有_______________。

(6)对杂种植株可通过观察_______________，筛选出低酚的杂种植物。

3 . 香蕉果实发育初期，果肉细胞积累大量的淀粉。成熟时，果皮由绿变黄，果肉逐渐变软。
(1)香蕉果实成熟过程中乙烯含量增加，促进淀粉彻底水解为___，果肉逐渐变甜。
(2)测定香蕉成熟过程中淀粉水解酶D和乙烯响应蛋白H表达量，结果如图1。   

由图可知，乙烯的作用是___。
(3)为研究乙烯对D基因和H基因表达的调控机制。构建4种表达载体，分别导入香蕉细胞获得转基因植株。将各组香蕉果实分别贮存在有或无乙烯环境中，果肉横切显色结果如下表。（组成型启动子在所有细胞中保持持续活性。GUS基因的表达产物能使无色底物显现蓝色）

分组	表达载体类型	显色结果
		有乙烯	无乙烯
1	组成型启动子+GUS基因	蓝色	蓝色
2	无功能启动子+GUS基因	无色	无色
3	D 基因启动子+GUS基因	蓝色	无色
4	H 基因启动子+GUS基因	蓝色	无色

该实验的对照组为___组。实验结果表明___。
(4)为探究H基因与D基因的关系，科学家筛选获得重组酵母细胞，其操作步骤如下。
①先将载体1导入亮氨酸缺陷型酵母细胞。因无转录因子蛋白作用于D基因启动子，导致AbA'基因（金担子素抗性基因）无法表达，可通过___筛选出重组酵母。
②再将载体2导入①步骤获得的重组酵母，接种到选择培养基上，筛选获得如图2所示重组酵母细胞。培养基上出现菌落说明H基因的表达产物是D基因的转录因子。关于该选择培养基的配方正确是___。   

A.加亮氨酸和AbA          B.不加亮氨酸，加AbA
C.不加亮氨酸和AbA   D.加亮氨酸，不加AbA
(5)综合上述实验结果，乙烯调控香蕉果实成熟过程中果肉变甜的具体路径为___。

4 . 炎症性肠病（IBD）是一种易导致结肠癌的慢性疾病，患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且生成量与疾病严重程度正相关。为简化疾病诊断和精确用药，科研人员开发了智能工程菌。
(1)科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接，构建出含图1所示元件的表达载体。先用Ca²⁺处理大肠杆菌细胞，使细胞处于______的生理状态，再将表达载体导入其中，筛选得到菌株E。饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解。选用启动子P的优点是仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且______，在时机和剂量两方面精准治疗IBD．

(2)科研人员拟向菌株E中导入新元件，得到菌株Ec，以通过观察饲喂菌株Ec的小鼠粪便中的荧光情况来诊断IBD严重程度。制备新元件有图2所示两种方案。

①与方案1相比，方案2的主要优势是通过观察红色荧光情况排除不同的小鼠粪便样品中Ec菌的______差异对诊断结果的影响。
②利用方案2所获得的Ec菌饲喂IBD小鼠后，若粪便样品中同时发红色和绿色荧光的菌为x个，仅发红色荧光的菌为y个，则反映IBD发病程度的数学表达式为______。
(3)硫代硫酸盐易被分解，因此Ec菌荧光情况的观察只能反映观察时刻的情况。为了让曾经患过IBD的情况被记录下来，科研人员继续向菌株Ec中导入含图3所示元件的表达载体，得到智能工程菌R。正常的LacZ基因编码的蛋白可使大肠杆菌菌落在含X-gal（无色）的培养基上呈现蓝色。突变基因A-LacZ无法表达LacZ酶，B-sgRNA能使突变基因A-LacZ恢复正常序列。

给小鼠饲喂智能工程菌R后，收集小鼠粪便中的工程菌R，将工程菌R涂布在含______的平板上，若______，则说明小鼠曾患IBD。
(4)为将工程菌R应用于临床医疗实践，请至少从两个不同角度各提出一个需要进一步研究的问题______。

5 . 雌性哺乳动物在早期胚胎发育过程中 1 条 X 染色体会发生整体范围内的沉默（“非逃逸”基因转录活性被抑制），X 染色体失活（XCI），仅有少数“逃逸”基因仍能正常表达。XCI能保证雌、雄间 X 染色体上基因表达水平的一致，也会造成体外受精胎儿性别比例的失衡。
(1)为制备体外受精（IVF）的胚胎，研究人员采用超数排卵方法采集小鼠______期卵母细胞，另一方面，将成年健康公鼠的精子在体外条件下进行______处理，将二者置于适当的培养液中完成体外受精。收集早期胚胎，移植到经过______处理的代孕母鼠中，获得的胚胎含有______（填“单”“双”或“三”）亲的遗传物质。
(2)研究人员对体外受精胎儿性别进行鉴定，表中数据显示正常胎儿性别比例（雄/雌）______自然生产（IVO）胎儿的性别比例。

组别	胚胎数	活仔率（%）	雄/雌
自然生产（IVO）	81	56.25	1.08
体外受精（IVF）	82	45.58	1.48

(3)为进一步揭示体外受精的胎儿性别比例失衡的原因，研究人员剖取第 7.5 天的小鼠胚胎进行胎儿发育情况统计，结果如图 1：

①结果显示 IVO 组形态异常的胎儿的雌、雄比率相当，而在 IVF 组中，__________________。
②研究人员收集不同组别的胚胎细胞，定量检测具代表性的“非逃逸”基因，结果显示这些基因的表达在 IVF 雌性胚胎中显著______（填“低于”“等于”或“高于”）IVO 雌性胚胎，说明 IVF雌性胚胎 XCI 不足。
③已有研究表明，XCI 高度依赖激活因子 RNF12，研究人员利用免疫荧光技术检测 RNF12 蛋白的表达量如图 2，结果为________________________。

(4)综上所述，XCI 造成体外受精的胎儿性别比例失衡的可能原因是________________________。

6 . 科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性内切核酸酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性内切核酸酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—，据图回答：

(1)过程①可获取大量的目的基因，该过程所需要的酶是____，需要的四种原料之一为____。
(2)在构建基因表达载体过程中，最好应用限制性内切核酸酶____切割质粒，用限制性内切核酸酶____切割目的基因。画出用所选限制酶切割目的基因形成的黏性末端：____。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是____如果用限制性内切核酸酶Ⅱ切割重组质粒将最多形成____个大小不同的DNA片段，这些DNA片段可用____分离。
(3)在过程③一般将受体大肠杆菌用CaCl₂处理，其原理是____。
(4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上得到如下图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌中已导入了____反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含____的培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与a对照无菌落的位置）。与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是____，这些细菌中导入了重组质粒。

(5)绘制目的基因在细菌中表达的过程示意图：____。
(6)将人生长激素基因导入大肠杆菌与导入酵母菌相比，两者中生产的生长激素在结构上最可能的不同是空间结构，主要原因是大肠杆菌无____。

8 . 学习科普短文，请回答问题。
精原干细胞的命运
在雄性哺乳动物精子发生中，精原干细胞（SSC）的命运分两种，一种是通过有丝分裂进行自我更新；另一种是在维甲酸（RA）的刺激下启动减数分裂产生精子。SSC有丝分裂与减数分裂之间的平衡与转换的有序进行是精子发生的关键。
SSC在睾丸内各种胞外生长因子和激素作用下，结合SSC胞内关键基因的表达，形成了一个对SSC命运精细而复杂的调控网络（图1）。研究者发现，gdnf基因表达的GDNF蛋白是维持SSC数量的重要因子，该基因广泛表达于睾丸内多种细胞。缺失一个gdnf等位基因的小鼠出现SSC耗竭的现象，gdnf基因过表达的小鼠SSC的数量多于野生型，并且无法响应RA的刺激进入减数分裂。表明GDNF能维持SSC的有丝分裂，并拮抗其进入减数分裂。
雄性哺乳动物性成熟前，睾丸内的支持细胞可以表达RA降解酶来降低睾丸内的RA水平，使减数分裂无法启动。性成熟后，促性腺激素（FSH、LH等）水平上升，作用于支持细胞，促进GDNF、FGF、CSF等因子的分泌，同时还可以促进RA的合成与释放，提高睾丸内RA的水平。RA能诱导多种减数分裂相关基因的表达，合成减数分裂所需蛋白质，如：黏连蛋白复合体REC8和RAD21L，REC8有利于姐妹染色单体的黏连，RAD21L介导同源染色体的非姐妹染色单体之间的黏连，作用效果如图2。
SSC的分裂是人和动物繁衍的重要一环。随着科技的发展，已相继发现了众多与SSC分裂相关的调控基因和功能蛋白，这些基因的作用机制及途径还需进一步探索，以完善其调控网络。

(1)减数分裂过程中与有丝分裂过程相似的是________分裂，该分裂过程与有丝分裂过程的主要区别是__________。
(2)根据REC8和RAD21L两种黏连蛋白的功能推测，Rec8和Rad21L两种基因在减数分裂过程中表达的时期和两蛋白质降解的时期可能的是________。

选项	Rec8基因表达	REC8蛋白降解	Rad21L基因表达	RAD21L蛋白降解
A	MI中期	MII后期之前	MII前期之后	MII后期之后
B	间期	MII后期之前	MI前期之前	MI后期之前
C	间期	MI后期之前	MII前期之后	MII后期之后
D	MI中期	MI后期之前	MI前期之前	MI后期之前

注：MI为减数分裂I；MII为减数分裂II
(3)SSC有丝分裂的进行对GDNF存在剂量依赖性，原文中的依据是：________。
(4)哺乳动物性成熟之后在促性腺激素的作用下SSC启动减数分裂产生成熟的精子。随着该过程持续进行，并不会出现SSC耗竭的现象。请从稳态平衡的角度利用文中信息分析原因_____________。