1 . 水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。
(1)用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数_____________的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体ta_l、ta₂等，这说明基因突变具有_____________的特点。

(2)突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F₂种子，观察到野生型：突变型=3∶1，说明该性状的遗传遵循基因_____________定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F₂植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于_____________附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。
(3)由ta_l建立稳定品系t，检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。

①补充完成图3育种方案_____。
②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请选择其中一个阶段，预期检测结果并从中选出应保留的植株。______
③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是________。

2 . 学习以下材料，回答下面题。病毒的“逃逸”，植物病毒主要侵染植物细胞，它们的生物学特性和分子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而，这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物细胞。在某些特定情况下，植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。
自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播，这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用，过程如图1。病毒也可以劫持或破坏自噬途径，在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒（SDV）进入白背飞虱（介体昆虫）的肠道上皮细胞，通过血液循环到达其唾液腺，白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究团队发现SDV侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制，如图2。

SDV侵染白背飞虱后，促进Atgs基因的表达激活了自噬，其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合，参与早期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，且病毒外壳蛋白P10可以与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。
这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播，同时为阻断病毒的持久传播提供了新策略。
(1)自噬体具有双层膜结构，白背飞虱中具有双层膜的结构还有______。自噬体与溶酶体融合的过程体现了细胞膜具有______的结构特点。
(2)写出SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程______（用文字和箭头表示）。
(3)依据文中信息，下列叙述正确的是（   ）（多选）

A．SDV与ITGB3结合后以胞吐的方式进入细胞

B．自噬体膜为病毒蛋白P10的大量聚集提供了场所

C．Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV病毒量的下降

D．介体昆虫细胞自噬有利于SDV的增殖和传播

(4)综合文中信息，概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策____。

3 . 镁（Mg）是影响光合作用的重要元素，科研人员进行了相关研究。
(1)镁是构成________的重要成分，水稻细胞内的光合色素还包括_______。
(2)为探究镁对水稻光合作用的影响。将正常培养38天的水稻分别转移到无镁培养液（-Mg²⁺）和正常培养液（+Mg²⁺）中培养15天，对光合作用指标进行连续跟踪检测，测定光合色素含量相对值、Vc max（最大羧化速率，碳固定指标）和An（净光合速率），结果如图1。推测前10天An变化不明显的原因是____；10天后，An显著下降的原因是______。

(3)为进一步探究镁对水稻光合作用的影响，研究者将正常培养38天的水稻在缺镁和正常培养液中培养12天后，每3h检测一次Vcmax的变化，持续跟踪48h，结果如图2。实验结果表明__________，从而影响光合作用。为了验证缺镁前期对光反应的影响，还需要检测的指标有______（至少答出两个）。

(4)已知叶绿体中镁含量存在与Vc max相似的变化，且与叶绿体镁转运蛋白MGT3相关。为验证缺镁处理能够动态抑制MGT3基因的表达，设计实验如下表。请补全表中的检测指标______和图3中的实验结果。

组别	实验材料	实验处理	检测指标
对照组	缺镁培养的水稻植株	缺镁培养液	持续48h检测水稻叶片中的__________
实验组		正常培养液

(5)研究发现，RUBP羧化酶的活性依赖于Mg²⁺，根据上述研究内容解释短期缺镁影响水稻光合作用的机制_____。

4 . 人工孵化饲养幼鱼释放到自然水域是恢复渔业资源的有效措施。但是简单的人工饲养环境导致幼鱼没有足够的野外生存能力。
(1)影响鱼类种群数量特征的因素是_____。
(2)科研人员利用黑鲉（沿海经济鱼种）探究环境丰富对幼鱼生长的影响。环境丰富包括栖息地丰富（人工设置海草、礁石等复杂环境）和社交丰富（加入竞争鱼种）。将幼鱼进行适应性培养后，选择_______的幼鱼在环境丰富不同的条件下人工投喂饵料饲养。7周后测量生长指标，结果如图1.

①结果说明_______。
②研究者进一步评估幼鱼生长相关因子的变化，结果如图2.

根据图中生长相关因子的变化趋势推测黑鲉的体重应该增加，这与①中实验结果相反，请从物质与能量、进化与适应的角度解释_____。
(3)T型迷宫可用于评估动物认知能力。研究者每天对以上四组黑鲉进行了T型迷宫测试，并记录幼鱼到达终点（有食物的人工栖息地）的时间，连续测试7天，结果如图3.

①测试结果表明，环境丰富下饲养的幼鱼认知能力和学习能力都显著增强，依据是____。
②研究者进一步评估幼鱼的认知相关因子的变化，发现环境丰富下饲养的幼鱼的脑源性神经营养因子和神经生长因子均增加，从分子与细胞水平解释幼鱼各项能力均增强的原因____。

5 . 核蛋白UHRF1在有丝分裂期催化驱动蛋白EG5泛素化，进而调控细胞周期转换与细胞增殖，如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）

A．UHRF1蛋白参与调控组装纺锤体和维持染色体正常行为

B．UHRF1蛋白缺失可能会导致细胞有丝分裂期发生阻滞

C．TPX2确保有丝分裂后期EG5在纺锤丝上的精确分布

D．该研究为UHRF1作为潜在抗癌药物靶点提供理论依据

6 . 葡萄糖二酸（GA）可作为原料应用于食品、能源和医药等领域，科研人员通过改造工程菌以实现GA的大量生产。
(1)M酶和U酶是GA合成途径中的两个关键酶，科研人员将图1所示质粒1导入_____________处理的大肠杆菌，改造后的大肠杆菌可合成GA.

   

(2)为实现对工程菌合成GA的实时监测，科研人员设计了质粒2.并进行下表所示两种检测方案。

方案一	质粒1和2共同导入大肠杆菌菌株E中	在液体培养基中培养一段时间	菌液分为5组	每组上清液加入适量GA，检测荧光强度。
方案二	质粒1和2分别导入大肠杆菌菌株E和菌株S中		将E菌液与S菌液混合，混合菌液培养一段时间后分为5组

①据图1分析检测方案的原理为________。
②检测结果如图2，据图对比两种方案，并结合两种质粒适用范围，选择其中一种更优方案并说明理由：____。

   

(3)进一步发现由于产物GA呈酸性影响了大肠杆菌合成GA的能力，因而科研人员尝试以酵母菌为受体细胞导入质粒1，改造后的酵母菌以葡萄糖为原料合成并分泌GA的途径如图3.但M酶的活性远小于U酶，限制了GA产量。为改进M酶的催化效率，将含不同突变的M酶基因分别导入酵母菌，利用上述所选方案菌株监测不同酵母菌的GA产量，操作为________，取等量培养液，测定其荧光值和吸光度（反应菌体浑浊程度），挑选______高的菌株即为GA高产菌株。

   

(4)据图3分析还可以通过_______等方法改造酵母菌以提高GA的产量。

7 . 乳酸是一种需求量较大的工业原料，科研人员欲对酿酒酵母进行改造以进行乳酸生产。
(1)培养基中的葡萄糖可作为_____________为酿酒酵母提供营养。如图1，酿酒酵母导入乳酸脱氢酶基因后，无氧条件下发酵产物为_______，通过敲除丙酮酸脱羧酶基因获取高产乳酸的工程菌。该菌在有氧和无氧条件下均可产乳酸。

(2)为实现对菌体代谢的动态调控，研究人员设计了光感应系统，并导入绿色荧光蛋白（GFP）基因以检测光感应系统的调控能力。
①如图2，系统1在酵母中表达由V、L和H组成的融合蛋白。光照下，融合蛋白空间结构改变，________后启动下游基因表达；在黑暗状态下，融合蛋白自发恢复到失活状态。

②分别检测黑暗和光照下系统1的荧光强度，结果如图3。对照组能持续激活GFP表达。实验结果显示_____________，可知系统1实现了光调控基因表达，但表达量较低。推测可能由于菌体密度高导致透光性差，不利于V-L-H对光照的响应。进一步优化设计出系统2（如图2），同等光照强度下，系统2荧光强度显著高于系统1，分析原因是_____________。

   

③实验中发现黑暗条件下系统2的GFP基因有明显表达，为解决此问题，对系统2增加如图4所示组分，i、ii、iii依次为________（填字母序号）。

   

A．持续表达型启动子             
B．P_c120                    
C．P_GAL
D．G80基因（G80蛋白可结合并抑制GAL4）
E．GAL4基因（GAL4蛋白可结合并激活P_GAL）
F．PSD基因（含有PSD的融合蛋白在光下降解）
(3)将优化后的系统2中GFP基因替换为乳酸脱氢酶基因，应用于酵母菌合成乳酸的发酵生产。发现在“先黑暗-后光照”的模式下乳酸产量显著高于全程光照的模式，请推测“先黑暗-后光照”模式下乳酸产量高的原因_____。

8 . 学习以下材料，回答（1）~（5）题。
黑色素干细胞的动态变化
毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期（毛发脱落），毛发的生长和更新由毛囊的变化所驱动，毛囊的结构如图。毛发呈现出黑色是由于黑色素干细胞（McSC）分化的成熟黑色素细胞产生真黑色素将毛发“染”成了黑色。在人类和大多数动物毛囊中，McSC的耗尽会导致毛发变白。

研究人员构建McSC带有红色荧光标记的模型小鼠，对毛囊持续观察，研究McSC的生命历程。发现在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。研究人员据此提出大胆假设，毛基质区的大部分TA细胞会随着毛囊的生长而分化，McSC数量的维持依赖于TA细胞的分化、这有别于以往对成体干细胞的认知。
进一步研究发现，WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足。McSC和TA细胞在隆起区和毛基质区的移动，使它们能够处于不同的WNT信号水平，从而可逆地走向分化或去分化。
对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，检测到在第七个休止期的毛基质区有显著的McSC丢失，这些小鼠表现出毛发变灰。值得注意的是，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的McSC数量从拔毛前的10%增加到了50%。
小鼠毛发变白机制可能同样存在于人类，对此进行深入研究有望为实现白发变青丝提供依据。
(1)干细胞是动物或人体内保留的少数具有_____________能力的细胞。成熟黑色素细胞由McSC转变而来，请从分子或细胞水平提出可以区分这两种细胞的检测思路_____________（答出2条）。
(2)文中提到对McSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指McSC可来源于______。
(3)综合文中内容，完善McSC在毛发生长周期中的生命历程____。（在实线框中以文字和箭头的形式做答）
(4)根据文中信息，下列与WNT有关的推测合理的是____（多选）。

A．毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期

B．隆起区WNT基因表达在生长期中后期被上调

C．持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化

(5)根据文中研究成果提出有望使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路_____。

9 . 女性更年期雌激素水平下降，糖尿病发病率升高。为研究相关机制，研究者进行了系列实验。
(1)雌激素有助于胰岛素对血糖的调节，胰岛素可促进血糖进入肝、肌肉并合成_______，进而降低血糖。
(2)研究者利用转基因技术获得了雌激素受体（R）基因敲除小鼠。向野生型和R基因敲除小鼠注射葡萄糖，短时间内检测发现两者血液中胰岛素水平的增加量相似。而向两种小鼠注射等量胰岛素5分钟后，检测骨骼肌组织中胰岛素含量，结果如图1.结合以上信息，从胰岛素合成和运输的角度分析，说明雌激素_____。

(3)研究发现，骨骼肌血管内表面的细胞（内皮细胞）表达R蛋白。研究者推测雌激素通过调节内皮细胞相关基因表达，影响胰岛素发挥作用，进行了下列实验。
①为检测内皮细胞中受雌激素调节的基因，研究人员利用转GFP-核糖体蛋白融合基因的小鼠进行如下实验：

施加雌激素引起内皮细胞中______的种类及含量变化。通过分析比对，研究人员认为囊泡运输相关蛋白基因S为内皮细胞中受雌激素调节的重要靶基因。
②为验证上述结果，研究人员以骨骼肌血管内皮细胞为材料，进行了下表所示实验，结果如图3.

组别	注射RNA	转入基因	处理及检测
1	a	无	施加生理盐水或雌激素，检测R蛋白的含量、S基因的转录量
2	与R-mRNA互补的RNA	无
3		b
4		缺失核定位信号序列的R蛋白基因

注：核定位信号序列可引导R蛋白进入细胞核。
a、b处应分别为_______。2~4组注入与R-mRNA互补的RNA的目的是排除_______。在上述细胞培养基中加入荧光标记的胰岛素，施加雌激素后，1、3组的内皮细胞中可观察到荧光，而2、4组几乎无荧光分布。
(4)综合上述信息，完善下列雌激素调控胰岛素发挥作用的机制：雌激素与R结合，使R______→促进S基因的转录→促进胰岛素________→胰岛素作用于骨骼肌细胞。
(5)有人提出通过注射雌激素可以用于治疗糖尿病。综合上述研究，你是否同意这种想法并说明理由_____。

10 . 经甲基磺酸乙脂诱变籼稻，获得黄绿叶突变体y，与野生型相比，突变体y的结实率、千粒重、有效穗数均显著降低。为研究黄绿叶与产量之间的关系，研究者做了系列实验。
(1)水稻叶片叶绿体中含有多种光合色素，实验中常用_____提取，光合色素的功能是_____。
(2)研究者提取野生型及突变体y的光合色素并测定其含量，结果如图1，图1显示_____，表明突变体y黄绿叶表型是叶绿素含量降低导致。

(3)为进一步探究叶片光合色素含量变化对光合速率的影响，研究者分别测定了野生型与突变体y叶片的净光合速率，结果如图2，说明_____。
(4)研究者用透射电镜观察叶片，发现突变体y的叶绿体偏小，类囊体数量少且排列稀疏，淀粉粒数量少。综上，试从结构与功能观、物质观分析突变体y产量降低的机制_____。
(5)研究者推测突变体y表型变化与基因A突变有关，为验证该推测，请简要概括实验设计思路并预期实验结果_____。