3 . 人类的先天性失明基因在选择上是不利的，但在某些特殊的群体中存在不寻常的高频率现象。据记载，在1780—1790年间，一次飓风袭击了西太平洋上的平格拉普岛，造成人类大量伤亡，存活下来的男性仅9人。这9人中有人携带着“先天性失明”基因。到了1970年，平格拉普岛已增加到1500人，而其中先天性失明的患者约有4%。
该岛上某对夫妇，丈夫先天性失明，丈夫的妹妹和妻子均患红绿色盲，丈夫的父亲也患先天性失明，而母亲色觉正常。研究人员根据先天性失明基因的序列设计了引物，对该家庭成员的基因组进行PCR扩增，并对扩增产物进行电泳获得如下图谱。回答下列问题：

M：标准DNA   1号：丈夫   2号：妻子   3号：父亲   4号：母亲   5号：丈夫的妹妹
(1)造成该岛屿先天性失明频率高的主要原因是_____________。
(2)在PCR扩增前___________（填“需要”或“不需要”）对先天性失明基因或其等位基因进行酶切纯化，为什么?__________。在对扩增产物进行电泳时，因DNA含磷酸基团，故使用pH为____________（填“酸性”或“碱性”）的缓冲溶液，DNA在电泳槽内的移动方向为________________移动。根据电泳结果可知，先天性失明基因是正常基因发生______________而产生的。
(3)据题干信息分析人类先天性失明的遗传方式有__________种可能性，为了能够确定该病的遗传方式，可在凝胶中加入荧光染料，根据_________________就可以确定其遗传方式。
(4)若人类先天性失明的遗传方式为常染色体的隐性遗传，则这对夫妇所生的一个女孩与该岛屿中的某色觉正常男性婚配，生育一个红绿色盲男孩的概率为_________。

4 . PMP22基因在人基因组中有多个拷贝，表达产生的PMP22蛋白在人髓鞘细胞中不可或缺，但PMP22蛋白过量可引发腓骨肌萎缩症（CMT1A），科研人员希望利用CRISPR/Cas9基因编辑系统治疗CMT1A。回答下列问题：
   
(1)CRISPR/Cas9基因编辑系统原理如图1所示，Cas9蛋白可切割特定部位的DNA双链，造成DNA损伤，一次切割过程中会产生____________个游离的磷酸基团。机体修复DNA损伤时，可能会改变碱基序列。图中gRNA的作用有___________。
(2)科研人员本来的基因编辑方案是将gRNA结合位点设计在PMP22基因内部，后改为如图2所示的方案，该方案比起原方案的优点是___________。
   
(3)科研人员希望在人髓鞘细胞中表达CRISPR/Cas9基因编辑系统，构建的基因表达载体如图3所示，请据图回答下列问题：
①在对gRNA对应的DNA片段进行PCR扩增时，需要在上游和下游引物的5'端分别添加碱基序列____________和_____________，保证DNA片段定向插入；
②基因表达载体上，除了图示序列和标记基因外，还需要的序列是____________。
(4)科研人员将人髓鞘细胞分为A、B、C三组进行实验，A组不导入任何表达载体，B组导入不含目的基因的空白载体，C组导入含目的基因的重组载体。
①科研人员提取三组细胞的DNA，用图3中的引物I和引物Ⅱ进行PCR扩增，并对PCR结果进行电泳检测，请在图4中的对应位置补全可能的电泳结果____________；
②科研人员进一步检测三组细胞中____________蛋白的表达量，发现C组最低，能得出的实验结论是____________

7 . 为研究A/a、B/b、D/d3对等位基因在染色体上的相对位置关系，以一只雄果蝇（甲）的若干精子为材料，用以上3 对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR 扩增后，对其产物进行电泳分析，得到了8种不同基因型的精子，精子基因型和比例如图1所示。本研究中不存在致死现象，所选个体的染色体均正常，各种配子活力相同。回答下列问题：

   

(1)图1中等位基因的遗传遵循自由组合定律的有____________，依据是_______________。
(2)根据图1中的数据分析，在图2方框中画出等位基因A/a和基因B/b在染色体上的相对位置关系图_______。（注：用“→ ”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置）。若仅考虑这两对等位基因，一般情况下，雄果蝇（甲）只会产生2 种基因型的精子，但PCR检测结果显示雄果蝇（甲）产生了 4 种基因型的精子，分析其原因是_____________________。
   
(3)基因A/a控制果蝇的长翅与残翅，且长翅对残翅为显性，基因 D、d控制果蝇的刚毛与截毛，刚毛对截毛为显性。用雄果蝇（甲）与残翅截毛雌果蝇杂交，F₁中雌、雄果蝇均表现为长翅：残翅＝1：1，但雌果蝇全表现为截毛，雄果蝇全表现为刚毛，请对此提出一个合理的解释（不考虑变异）：________，请写出雄果蝇（甲）的基因型：________（3对等位基因均写出）。

8 . DNA双链断裂（DSB）是真核生物中一种严重的DNA损伤形式，哺乳动物体内存在相关机制修复DSB。在修复过程中可能会发生改变遗传信息的情况，例如丢失DNA上的甲基化信息（表观遗传信息改变）或发生基因突变，从而对基因的表达产生影响。已知DSB可以导致生物个体衰老，但相关的分子机制尚未明确。回答下列问题：
(1)用I-PpoI酶处理DNA可导致DSB，作用机理见图1。I-PpoI酶由I-PpoI基因编码，能够识别主要存在于非编码区（DNA中不能编码蛋白质的区段）的序列5′-CTCTCTTAAGGTAGC-3′，使第9位A与第10位G之间的___键断开，据此可知该酶属于___酶。科学家选用该酶诱发DSB，可以尽量减少___带来的影响。
   
(2)为了探究DSB是通过表观遗传信息改变还是基因突变导致衰老，科学家以小鼠作为研究材料进行相关实验。该实验的流程大致如图2：
   
①在实验前，利用基因工程技术将I-PpoI基因导入到小鼠细胞中，诱导表达后需通过___法检测细胞内是否产生I-PpoI酶。若产生I-PpoI酶，则会导致实验组小鼠发生___信息的变化。表观年龄是根据整个基因组有多少碱基失去了原有的甲基作为测量依据。实验前，对照组和实验组小鼠的表观年龄应___。
②若实验结果为：与对照组相比，实验组小鼠___；且当实验组出现明显的衰老表型时，对照组依然保持年轻的状态，则证明DSB引起的表观遗传变化导致衰老。
③若出现上述实验结果，科学家还需要对实验组小鼠进行基因治疗，使其恢复年轻时的表观遗传信息。若___，则能确立表观遗传变化与衰老之间的因果关系。