1 . 蜘蛛丝是自然界中机械性能最好的天然蛋白纤维，其强度高于制作防弹衣的凯夫拉纤维，有广泛的应用前景。但如何大量获取蜘蛛丝的问题一直难以解决。2018年8月，中科院分子植物科学卓越创新中心利用基因工程技术成功在家蚕丝腺和蚕茧中大量表达蜘蛛丝蛋白。回答下列问题：
(1)PCR是获取大量目的基因的一种方法，PCR反应体系的成分中有两种引物，在复性时引物会结合到互补DNA链，对两种引物的设计要求之一是：两种引物之间不能碱基互补配对，试分析原因_____________；从引物设计的角度考虑，如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术_____________（“可以”或“不可以”）为目的基因设置酶切位点。
(2)如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有_____________（填序号：①升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物）。
(3)构建基因表达载体时（如图所示），需要在目的基因前后两端分别引入_____________的酶切位点，该方法比用同一种酶进行酶切的优势是_____________（答出一点即可）。

(4)研究人员发现若将蛛丝蛋白31号位的色氨酸替换为酪氨酸，蛛丝韧性可提高50%，因而设计了与蛛丝蛋白基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按如图方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛛丝蛋白基因。

①改良蛛丝蛋白的技术属于_____________工程。
②图中所示的4次PCR都涉及到引物的选择，其中PCR1选择的引物是_____________，PCR4选择的引物是_____________。（填A、B、C、D）

3 . 在无土栽培生产实践中，氧不足已成为困扰无土栽培技术大规模应用于生产的限制因子，科研人员拟从优化无土栽培营养液配方入手进行改进。钾是植物光合作用必需的矿质元素，他们以南瓜植株为实验材料，采用营养液水培法进行了实验研究，结果如下表所示。请回答下列相关问题：

处理	净光合速率[μmol/（m²·s）]	光补偿点[μmol/（m²·s）]	气孔导度[mol/（m²·s）]	胞间CO₂浓度（μmol/mol）
通气对照	19.58	20.9	0.34	266
低氧胁迫	13.17	25.3	0.29	248
低氧缺钾	8.96	28.7	0.24	226
低氧高钾	19.06	22.5	0.37	270

(1)据以上实验结果，可以得出低氧胁迫导致南瓜植株净光合速率降低的主要原因是____________。比较各组实验结果，可采取____________措施来缓解低氧胁迫造成的影响。
(2)以上实验结果还能说明，在无土栽培生产中若要维持南瓜植株的光合作用与呼吸作用的平衡，需要的光照强度____________（填“较高”或“较低”），理由是____________。
(3)研究表明，钾离子还能促进叶肉细胞中光合产物的运出，说明光合产物积累也是低氧缺钾组净光合速率降低的原因之一。某兴趣小组同学查阅文献得知蔗糖是光合作用的主要末端产物，而基因M能指导细胞膜上蔗糖转运蛋白的合成。请以南瓜植株为实验材料设计实验，证明光合产物积累会导致植物净光合速率下降。（简要写出实验思路及预期结果）________________________。

4 . 植物细胞工程在植物的脱毒及育种等方面有重要应用。回答下列问题
（1）培育脱毒植株时，外植体宜选用_____（填“茎尖”或“叶片”），其原因是___。
（2）某种马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲合性，利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是__________。
（3）避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时，应从______等方面制定措施，减少污染；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制__________等培养条件。
（4）培养某一种杂合体名贵花卉时，若要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法来繁殖，在培养时，_（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_____________。

5 . 酶工程就是将酶或微生物细胞、动植物细胞、细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备、酶的固定化等方面内容。回答下列问题：
(1)酶制剂常用于洗涤剂中，如加酶洗衣粉，目前应用最广泛、效果最明显的是____酶，这些酶不能直接加入洗衣粉中，并请说明原因____。
(2)α-淀粉酶在啤酒生产中具有重要作用，能提高啤酒的品质，降低啤酒生产的成本。为获得大量的α-淀粉酶，科研人员从黄曲霉中提取并制备α-淀粉酶，流程如图所示：

大池培养的目的是____；提取酶液温度要低于霉菌培养的温度，最可能的原因是____。
(3)黄曲霉素（C₁₇H₁₂O₆）是由黄曲霉产生的，具有极强的毒性和致癌性。研究人员利用黄曲霉素筛选出能高效降解黄曲霉素的菌株，部分实验过程如下图所示，回答下列问题：

①过程③接种后的培养皿不能立即倒置培养的原因是____。
②该降解菌能合成某种酶从而降解黄曲霉素，这种酶可能在细胞内起作用，也可能分泌到细胞外起作用，研究人员将降解菌的培养液进行离心，取适量上清液加入到一定量的黄曲霉素溶液中，一段时间后，黄曲霉素的残留量明显降低，可推测该酶主要在____（选填“细胞内”、“细胞外”）起作用。科学家正在将分离出的该酶分子固定于磁性纳米粒子上，改进生物传感器用于检测黄曲霉素，这种生物酶传感器的优点是____。（答1点）

6 . 马铃薯是重要的经济作物，植物细胞工程在马铃薯的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题：
(1)培育脱毒马铃薯时，外植体宜选用___________(“茎尖”叶片”)，不选另一个的理由是___________。
(2)植物组织培养常用到愈伤组织培养基、生芽培养基和生根培养基。在愈伤组织培养基上，外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是一团___________。在再分化阶段，生长素和细胞分裂素参与了细胞分化方向的调节，与生根培养基相比，一般情况下生芽培养基中___________。
(3)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲合性。利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是___________。
(4)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时，应从___________等方面制定措施，减少污染(至少答出2点)；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制___________等培养条件(至少答出3点)。

7 . 下面是生物兴趣小组研究果蔬中的过氧化氢酶的实验，请回答相关问题。
实验步骤：
1．取等量的不同果蔬洗净、晾干，研磨成浆液，各取5mL装入试管，贴好标签暂时保存。
2．分别取3%过氧化氢溶液3mL，滴入等量的4种果蔬的浆液；
3．采用排水集气法测定氧气产生量；
4．记录实验数据（见下表）

果蔬氧气产生量（mL）时间（s）	马铃薯	胡萝卜	苹果	菠菜
10	——	13	——	——
20	——	15	——	——
30	——	17	——	——
50	15	20	——	13
60	20	20	——	15

（注：表格中“－”代表无明显现象）
（1）对各种果蔬进行研磨处理的目的是___________。
（2）胡萝卜组50s秒后实验数据不发生变化的原因___________。
（3）菠菜组与胡萝卜组相比氧气产生速率慢，可能的原因是___________。
（4）马铃薯和菠菜组实验，在前30秒都没有明显现象，为了使实验现象更明显，需对实验进行改进，请你提出合理的改进措施___________。
（5）有资料显示马铃薯细胞内过氧化氢酶含量非常高，为什么实验结果与资料不一致呢？请推测可能的原因___________。

8 . 从土壤中分离的苯酚分解菌可降解工业污水中的苯酚，净化水体。富集苯酚分解菌的培养基如图所示。请回答：

（1）该培养基中，微生物生长繁殖所需的碳源和氮源依次来自__________，培养基中的K₂HPO₄和KH₂PO₄在微生物的培养过程中所具有的作用是____________________（答出2点）。
（2）在苯酚分解菌的富集培养过程中，需将接种后的培养液在振荡器上做振荡处理，这种处理利于菌体的生长和繁殖，其原理是__________________；苯酚分解菌成为优势菌而其他微生物数量减少，原因是__________________。
（3）在分离苯酚分解菌时，除图中的化学成分外，在培养基中还需添加__________________。接种培养后，在平板上长出的菌落有大有小，一般应选择菌落较大的苯酚分解菌进行纯化培养。进行上述选择培养的理由是__________________。
（4）分解苯酚的关键酶是苯酚羟化酶，它是苯酚分解菌所产生的一种胞内酶。在用海藻酸钠固化苯酚分解菌时，若制作的凝胶珠呈“蝌蚪”状，出现“托尾”现象，此时应采取的改进措施是__________________。苯酚羟化酶的酶活力除受温度，pH和苯酚浓度的影响外，还受海藻酸钠浓度的影响。海藻酸钠浓度过高使苯酚羟化酶的酶活力下降，原因是__________________。

9 . 阅读下面的材料，完成（1）~（4）题。
CAR-T细胞疗法上市2周年了，它改变了癌症治疗吗？
2017年8月30日，美国食品药品管理局宣布由诺华公司制造的CAR-T疗法细胞治疗产品tisagenlecleucel正式获批上市，用于治疗25岁以下急性淋巴细胞白血病的复发性或难治性患者，由此CAR-T细胞治疗正式进入到人们的视线当中。目前CAR-T疗法上市已经超过了2周年，它对癌症的治疗产生了怎样的影响呢？
CAR-T细胞的全称是：

英文	翻译	简写
Chimeric	嵌合	C
Antigen	抗原	A
Receptor	受体	R

CAR-T细胞疗法是嵌合了抗原受体的T细胞疗法。因为癌细胞会表达和正常细胞不同的抗原，所以在实验室里制备可结合这些抗原的受体，让它在T细胞中表达，从而可以直接找到癌细胞并进行杀灭。相当于给T细胞加了一个可以定向导航追踪癌细胞的GPS。
当然在这个过程中，除了需要找到癌细胞的特征信息并传递到T细胞内让它可以识别肿瘤细胞，我们还需要在体外对改造后的T细胞进行培养，使其达到足够的数量，再将其回输到患者体内进行治疗。这就是CAR-T细胞疗法的整个过程。
截止到目前，全球范围内获批的2款CAR-T细胞治疗产品治疗的癌症都属于血液瘤范畴，指的是血液细胞发生癌变引起的肿瘤。最新的研究结果显示：在B细胞急性淋巴瘤患者中，很多患者在接受单次细胞治疗回输后便获得了长期有效的持续缓解；在接受治疗后，总体有60%~93%的患者获得了完全缓解。而传统疗法在血液瘤中仅有不到50%的缓解率。
然而这些并不是CAR-T细胞疗法的最终归宿。血液肿瘤只占恶性肿瘤中的很小一部分，目前对成年人健康危害最大的还是肺癌、胃癌等实体肿瘤。由贝勒医学院主导的一项针对神经母细胞瘤的治疗中，有27%的患者得到了完全缓解；另一项在肝癌、胰腺癌和结直肠癌中的研究中，肿瘤缩小的患者达到了13%，这表明CAR-T细胞疗法在实体肿瘤治疗中也有一定的作用，但仍需要进一步的优化。
相对于血液肿瘤而言，实体肿瘤中CAR-T细胞疗法需要解决的难题主要有：实体瘤特异性靶点数量有限、CAR-T细胞无法有效浸润到实体瘤中、CAR-T细胞的持久性不足等。
（1）CAR-T细胞与人体中原有的T细胞相比，其优越性在于___________________。
（2）CAR-T细胞的制备离不开转基因技术，请简要说出制备CAR-T细胞的基本技术流程_________。
（3）对CAR-T细胞进行体外培养，能否直接用动物细胞培养的方法？请说出理由_________。
（4）根据文中所提到的实体肿瘤治疗效果差的原因，请你提出一条改进措施_________。

10 . 自从孟德尔发现遗传规律后，人工杂交方法被广泛应用于动植物育种。人工诱变技术的应用，使育种方法得到进一步改进。图中的AABB和aabb是两个小麦品种，为培育出优质高产的AAbb小麦，某生物小组同学围绕图示进行了方案讨论。请回答相关问题：

（1）AABB、aabb两个小麦品种经过图中________（用图中序号表示）过程培育出新品种的育种方式称为杂交育种，该育种方式一般从________才能开始选育AAbb个体，此过程的遗传学原理是________________。
（2）由AaBb通过过程④得到Ab个体所采用的是_______技术，在Ab的幼苗期，用____________处理可以得到AAbb个体。与传统的杂交育种相比，过程④⑤最大优势是____________。
（3）图中过程⑥利用γ射线处理生物的育种原理是________________。