1 . 系统性红斑狼疮（SLE）发病机理复杂。研究发现，SLE和外周血单个核细胞（PBMC）的自噬有关。
(1)PBMC细胞自噬异常时释放的染色体、核糖体等可以作为自身______，刺激机体产生抗体，从而引起_______病。
(2)科研人员对健康人和SLE患者PBMC细胞中的一种小RNA分子含量进行检测，检测结果如下：

实验结果表明：______。
研究发现该小RNA分子能与某mRNA的3’末端结合，阻止该mRNA分子的翻译。为确定该mRNA分子是哪个基因转录的，科学家进行了以下的操作：
①找出SLE患者表达量增加的预测基因
②找出SLE患者表达量减小的预测基因
③构建预测靶基因的表达载体N
④构建该小RNA分子的表达载体N
请完善确定该小RNA分子的靶基因的技术路线：通过Targetscan数据库找出预测的靶基因→比较健康人和SLE患者的PBMC细胞中预测靶基因的表达量→_______→构建融合基因：克隆出预测靶基因的3’末端区段，将其连接在荧光素酶基因的编码区末端→将融合基因构建表达载体M→______→将表达载体M和N一起导入细胞，培养一段时间后提取重组细胞的蛋白质，加入荧光素溶液中→检测溶液的荧光强度。（注：荧光素酶能催化荧光素的氧化作用并发出荧光）与对照组相比，若实验组的____，表明该预测基因是该小RNA分子作用的靶基因。
(3)通过上述方法最终确定该靶基因是基因T，该基因的表达产物能够调控细胞自噬信号通路相关蛋白的表达，导致细胞的自噬功能异常。请说明该项研究的意义_______。

2 . 植物受到盐碱胁迫时会产生并积累对细胞有毒害作用的H₂O₂。
(1)细胞代谢产生的H₂O₂不能及时分解，可导致细胞出现___等衰老现象。
(2)研究者推测植物的耐盐碱能力与Gγ蛋白含量有关，将三组Gγ蛋白含量不同的高粱培养在___土壤中，检测并计算其相对存活率，结果如图1。

该实验还应设___为对照组，记录存活数量。实验结果支持上述推测，依据是___。
(3)后续研究发现Gγ蛋白的作用机理如图2。

G蛋白由β、γ等亚基构成，能够识别PIP2s。据图可知，Gγ能够抑制通道蛋白PIP2s的磷酸化，___，对细胞产生毒害作用；当Gγ含量减少时，PIP2s磷酸化后发挥正常功能，缓解毒害。据此分析，PIP2s可把一定的H₂O₂以___的方式运送到细胞外。
(4)请提出下一步研究的方向：___。

3 . 线粒体DNA（mtDNA）的转录调控对维持线粒体的正常功能至关重要。mtDNA的2条链分别称为重链和轻链。
(1)mtDNA的转录过程与核DNA相似，在______酶的作用下，游离的______依次连接，合成mRNA．
(2)环境变化信号会诱导7SRNA在线粒体中积累，科研人员推测7SRNA可以调控mtDNA轻链转录，并以mtDNA轻链为模板构建体外转录体系来进行实验验证。
①科研人员设置了2组实验，其中A组加入不同浓度的7SRNA，B组加入不同浓度的无关RNA作为____；
②检测体系中mtDNA轻链转录的mRNA生成量，据图1可知，7SRNA______（填“促进”、“抑制”或“不影响”）mtDNA的转录。
   
(3)图2所示为mtDNA轻链的转录起始复合物，由酶POLRMT、转录因子（TFAM和TFB2M）和mtDNA轻链启动子组成。7SRNA可以与转录起始复合物中某种成分结合，诱导其空间结构改变进而影响转录。为确定7SRNA结合的具体成分，科学家进行体外转录实验，检测mtDNA轻链mRNA的生成情况，结果见下表。

实验处理	不用7SRNA处理	用7SRNA处理	用7SRNA处理
			一段时间后加入POLRMT	一段时间后加入TFAM	一段时间后加入TFB2M	一段时间后加入mtDNA
mtDNA轻链mRNA 的生成情况	+	-	+	-	-	-

注：+代表有mtDNA轻链mRNA；-代表无mtDNA轻链mRNA
根据表中结果7SRNA结合的成分应为____，判断的依据是____。该成分在与7SRNA结合时，会聚合形成二聚体。
(4)继续研究发现高浓度的7SRNA会诱导线粒体中mtEXO（RNA降解酶复合体）的形成，从而形成一个完整的mtDNA转录调控系统，维持线粒体基因表达的动态平衡过程。综合题中信息，请完成下图示，阐明mtDNA轻链转录的调控机制______。
   
注：补全图中2处横线和2处方框中的内容

4 . 组织纤维化是很多慢性疾病的最终表现形式，研制针对纤维化细胞的安全疫苗成为近年来医学生物学研究的重要课题，研究发现，A基因在正常细胞中不表达，却在纤维化细胞中检测出了A蛋白成分。
(1)以A蛋白设计疫苗，可以通过抗原呈递细胞激活_____，后者分泌细胞因子促进_____免疫来对针对组织纤维化细胞进行预防和治疗。
(2)科研人员基于上述思路设计了A疫苗，并研究了其对组织纤维化的作用效果。

①已知药物C可引发肝脏纤维化，图中实验组先后注射的物质分别为_____。研究结果显示_____，说明A疫苗对肝脏纤维化具有较好的预防作用。
②为了研究A疫苗的治疗效果，应该进行的实验设计是_____并编号为组①、③、⑤，_____并编号为组②、④、⑥，并从各组小鼠的肝脏中获取_____（免疫细胞）进行体外细胞裂解实验，实验结果如图。

实验中选用淋巴瘤细胞、肝细胞作为材料的原因是_____，实验结果表明_____。
(3)研究人员在前期研究时，发现纤维化细胞能够特异性表达另外一种蛋白FoxdD1，但是以它为靶点设计的疫苗无法达到预防效果，利用免疫学知识分析其原因可能是_____。
(4)研究人员的工作为组织纤维化的预防和治疗工作提供疫苗设计的新靶点，但是还有很多需要进一步的研究来予以支持，其中包括_____（至少说出两个不同方面）。

5 . 青光眼是发病最广泛的视网膜神经退行性疾病，其病因是视网膜节细胞（RGC）及其轴突的退化和死亡。在体外实现RGC再生是青光眼防治的重要方向之一。
(1)RGC等6种视网膜神经元均由多能视网膜祖细胞经__________过程产生。
(2)研究者利用__________技术扩增鼠源的mA基因、mB基因和mI基因，通过表达上述基因组合，将小鼠成纤维细胞直接重编程为鼠源诱导视网膜节细胞（iRGC）。
(3)为检测鼠源基因组合能否将人的成纤维细胞重编程为人源iRGC，研究者将上述基因和人源的hA基因，hB基因和hI基因分别转入人成纤维细胞，一段时间后使用特殊标记物染色以观察是否产生了神经元（若重编程成功，细胞形态会由梭形的扁平细胞转换为有树突、轴突和细胞体的神经元形态），结果见图1。由图可知__________﹐说明只有人源基因组合才能实现人源iRGC的诱导。鼠源基因组合未成功的原因可能是__________。

(4)为探究hA基因、hB基因和hI基因在人源iRGC重编程中的作用，研究者设置五种组合，统计重编程效率，结果如图2。由图可知，__________基因可以启动体细胞重编程。

(5)研究者在转入上述基因组合的同时又转入hS基因，统计重编程效率并观察神经元形态，结果如图3。结合图1信息，推测hS基因的作用是__________。

6 . 植物在与病原菌长期“博弈”的过程中进化出了两层“免疫系统”，科学家对两层“免疫系统”的相互作用进行了一系列研究，请回答下列问题。
(1)在植物防御病原菌的过程中，基因_____（过程）调控、植物激素调节和环境因素调节都参与维持植物体的稳态。
(2)受到病原菌的侵袭，植物可依靠其两层非特异性“免疫系统”引起活性氧爆发，抑制病原菌生长。如图1为植物“免疫系统”示意图。

①第一层“免疫系统”（用PTI表示）：植物通过细胞膜上的__________识别病原菌，促进B蛋白磷酸化。磷酸化的B蛋白一方面通过促进R蛋白磷酸化增加植物细胞外环境的活性氧含量，抵抗病原菌的入侵；另一方面，通过促进相关基因的表达，提高植物细胞内的免疫反应。
②第二层“免疫系统”（用ETI表示）：成功入侵的病原菌通过向植物细胞分泌效应因子抑制植物的免疫反应，作为对策，植物体利用__________感知病原菌的入侵，激发更强烈的免疫反应。
③据图1分析，ETI对PTI存在___________作用。
(3)为验证PTI和ETI的上述相互作用，科学家选用D菌株作为病原菌，利用野生型植株、PTI缺失突变体以及ETI缺失突变体作为实验材料进行实验，结果如图2。

据图2分析可知，该实验结果可以支持PTI和ETI的上述相互作用，依据是__________。
(4)从物质和能量的角度分析，在面对病原菌侵袭时，PTI和ETI合作机制的优点是__________。

7 . 学习以下材料，回答（1）~（4）题。
乳糖操纵子在转基因动物中的应用前景
乳糖操纵子只存在原核生物中，由调节基因（I）、启动子（P）、操纵基因（O）、结构基因（Z、Y、A）组成（如下图）。若诱导物（乳糖/半乳糖）不存在时，Ⅰ在其自身启动子的作用下编码阻遏蛋白，其分子构象能识别О序列并与之结合，阻止RNA聚合酶与Р的结合，使结构基因无法表达相应的酶；若诱导物存在时，诱导物能和阻遏蛋白结合，使其分子构象发生改变，无法识别О序列，RNA聚合酶与Р结合，Z、Y、A可以分别表达3种酶。

玉米-豆粕饲料是畜牧养殖中重要的蛋白质饲料，但饲料中含有半乳糖苷（抗营养因子）等物质，由于畜禽动物胃肠道内缺乏半乳糖苷酶，导致半乳糖苷在肠道内积聚，进而影响营养物质的吸收。半乳糖苷经肠道微生物发酵产生的NH，等气体还使动物产生胀气，甚至腹泻。因此生产能在动物肠道内表达半乳糖苷酶的转基因动物，可提高饲料中营养物质的利用率，但外源半乳糖苷酶基因在转基因动物中出现过量表达的现象，严重影响转基因动物的健康。
近期科学家结合乳糖操纵子的结构和功能，尝试将乳糖操纵子应用于转基因动物，并对其应用效果和前景进行了分析探讨。一旦乳糖操纵子成功应用于转基因动物，对降低转基因动物的健康风险，培育能有效利用半乳糖苷的动物新品种等方面都有重要的应用价值。
(1)将大肠杆菌接种到含乳糖的培养基中，乳糖与阻遏蛋白结合，导致该蛋白的___________发生改变，无法识别О序列，进而启动结构基因的___________过程。由此说明，大肠杆菌可在___________水平上调控相关基因的表达。
(2)乳糖操纵子介导的半乳糖苷酶能降低转基因动物的健康风险，其原因是__________。
(3)若将乳糖操纵子应用于转基因动物，可为其提供技术和理论依据的研究结果包括__________。

A．调节基因整合到动物染色体上易被甲基化而无法表达

B．操纵基因与哺乳动物的启动子整合不影响靶基因的表达

C．突变的调节基因导入小鼠细胞，无法检测到阻遏蛋白

D．半乳糖苷酶基因导入小鼠细胞，半乳糖苷酶活性显著增加

E．将操纵基因和酪氨酸酶基因整合的转基因小鼠，与表达阻遏蛋白的转基因小鼠杂交，饲喂子代小鼠含诱导物的水可调控其皮肤颜色

(4)为了将乳糖操纵子成功应用于转基因动物，科学家还准备做下列科研工作。
①修饰乳糖操纵子的I，使其甲基化程度降低。
②修饰乳糖操纵子的P，使其具有组织特异性。
请选择上述一项科研工作，分析其研究意义__________。

8 . 摄取脂质增多会引发肠道代谢综合征，研究者发现辅助性T细胞Th17在高脂饮食诱发的代谢综合症中发挥预防作用。
(1)Th17细胞通过分泌细胞因子IL-17消除有害肠道菌群，发挥__________功能，并且IL-17对于维持肠道上皮细胞的完整性有着重要作用。
(2)正常饮食饲喂的小鼠更换高脂饮食后，检测肠道Th17细胞比例和粪便中有益菌群SFB含量，结果如下图。

结合实验结果，在下图中补充高脂饮食导致"Th17细胞比例减小”、“SFB含量减少”的先后顺序。

_____
(3)研究发现，在Th17正常表达的小鼠的肠道上皮细胞中，Cd基因（参与小肠细胞脂质摄取和转运）表达下调。研究者推测Cd基因表达的下调依赖于Th17分泌的IL-17，为验证上述推测，在野生型小鼠（WT）体内注射IL-17的抗体，检测肠道上皮细胞中Cd基因的相对表达量。
①小鼠体内注射IL-17抗体的目的是_____。
②若实验结果证实上述推测正确，请在下面坐标图中补充实验结果_____。

(4)根据本研究，解释高脂饮食导致肠道代谢紊乱的原因______。
(5)根据本文研究，提出一条健康膳食的建议______。

9 . 脑缺血时，神经细胞因氧气和葡萄糖供应不足而迅速发生不可逆的损伤或死亡。现有治疗手段仅在脑缺血后很短的时间内起作用，因此寻找新的快速起效的治疗方法十分迫切。
(1)正常情况下，神经细胞进行有氧呼吸，在_______（场所）中将葡萄糖分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底分解为_______。前两阶段产生的[H]通过线粒体内膜上的电子传递链将电子最终传递给O₂，该过程释放的能量将H⁺泵到内外膜间隙。随后H⁺顺浓度梯度通过Ⅴ回到线粒体基质，驱动ATP合成，过程如图1所示。

图1（复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成电子传递链，Ⅴ为ATP合成酶）
(2)研究发现，缺血时若轻微酸化（6.4≤pH＜7.4）可减缓ATP下降速率，在一定程度上起到保护神经细胞的作用。为此，科研人员用体外培养的神经细胞开展相关研究，分组处理及结果如图2所示。

①图2结果能为轻微酸化的保护作用提供的证据是_______。
②药物FCCP能使H⁺直接跨过线粒体内膜的磷脂双分子层回到线粒体基质，消除膜内外的H⁺浓度梯度。根据加入FCCP前后的结果推测，轻微酸化可使缺血神经元的_______（选填“电子传递链”或“ATP合成酶”）功能恢复正常。
③第60min时加入抗霉素A（复合体Ⅲ的抑制剂）的目的是_______。（单选）
a.证明轻微酸化可保护神经细胞       
b.作为对照，检测非线粒体耗氧率
c.抑制ATP合成酶的活性
(3)基于以上研究，医生尝试在病人脑缺血之后的一段时间内给予20%CO₂的吸氧治疗（正常吸氧时添加CO₂的浓度为5%），请评价该治疗方案是否合理并说明理由_______。

10 . 为培育香型抗稻瘟病水稻，研究者利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术（机理如图1），将含有Cas9和gRNA基因的表达载体（如图2）导入水稻，定向敲除香味抑制基因Badh2、感稻瘟病基因Pi21。


(1)CRISPR-Cas9系统能精准敲除靶基因，其作用机理是gRNA与靶基因进行____；Cas9蛋白可催化____（填化学键名称）水解，剪切特定DNA片段，被切割的DNA修复时会引起____（变异类型），导致基因失活。
(2)研究者用农杆菌转化法将CRISPR-Cas9表达载体导入水稻愈伤组织。为筛选成功导入表达载体的水稻愈伤组织，培养基中需加入____。
(3)为研究水稻的靶点突变情况，提取____，并设计____，进行PCR扩增并测序分析，获得Pi21-Badh2双基因突变杂合株系。
(4)将Pi21-Badh2双基因突变杂合株系____，以获得不含转基因成分（无T-DNA）的纯合突变植株。
①子代中，Pi21-Badh2双基因突变纯合子的概率为1/16，则两基因的位置关系为：____。
②对纯合突变植株利用Cas9的引物进行扩增，结果如下图，应选取植株____对突变基因做进一步的功能鉴定。从生物安全的角度，阐明选择的理由：____。