1 . 母源因子是初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期的后段开始产生并积累的mRNA和蛋白质，其对于调控动物早期胚胎的发育十分重要。为研究不同母源因子的功能，相应母源突变体的培育显得尤为重要。
(1)母源因子由母源效应基因通过基因______过程产生，其产生并积累的时期由于同源染色体未分离，因此只有纯合突变的雌性个体的后代才是母源突变体。
(2)获得母源突变体的传统方法是反复交配与筛选。以母源效应基因A为例，科学家利用基因编辑技术将斑马鱼的一个A基因敲除后获得杂合子，记作（+/-）。如图1是获得母源突变体的杂交方案，请补全下图______。

(3)传统交配筛选的方法存在耗时长、纯合的合子突变体的致死率高等缺陷。为了解决上述问题，科学家在CRISPR/Cas9基因编辑系统的基础上进行了改进。
①sgRNA编码序列能与相应靶基因序列发生碱基互补配对。为构建含有sgRNA编码序列的重组质粒，需对含有特定sgRNA编码序列的DNA用______处理，然后将其插入到经相同酶处理过的质粒上。斑马鱼的卵母细胞与精子受精前停滞在减数分裂Ⅰ前期，此时还未开始合成母源因子，在此阶段前对卵母细胞进行基因敲除可避免母源因子的积累。
②为了实现卵母细胞中基因的特异性敲除，如图2所示，科学家将含有3个不同的但靶向相同基因的sgRNA编码基因的重组质粒组装到具有特殊元件的载体上，形成新的重组质粒后导入卵母细胞。

注：eflap—能够驱动基因广泛表达的启动子；EGFP—增强型绿色荧光蛋白基因；I-SecI一归位内切酶，可将质粒随机插入到斑马鱼的基因组中。
从理论上分析，一个sgRNA便能实现靶基因的敲除，请分析3个sgRNA串联有何优势，请答出2点_____。
(4)I-SecI介导的基因插入率并不能达到100%，请根据上述研究分析如何在斑马鱼早期胚胎中筛选出突变体，并说明理由_____。

2 . 马铃薯块茎繁殖的方式易积累病虫害，用种子繁殖是实现马铃薯育种优化的重要途径。
(1)铃薯种子繁殖曾以同源四倍体为主。其减数分裂时，同源染色体会出现“3+1”、“2+2”、“2+1+1”等多种联会方式，除“2+2”为正常联会外，其余均因______导致结实率低，且染色体组数多，难以获得纯合亲本进行杂交，种子繁殖非常困难。
(2)研究者尝试用二倍体马铃薯繁殖种子，但其自交不亲和的特性限制了育种工作的开展。研究表明，二倍体马铃薯自花传粉时花粉管会在雌蕊花柱中部停止生长。花柱中的S-RNase蛋白和花粉中的SLF蛋白调控了该过程。S-RNase是一种毒性蛋白，过多会引起花粉管生长停滞，特定的S-RNase能被SLF识别并降解。推测SLF______（能/不能）识别并降解同一植株的S-RNase。自交不亲和是植物在长期进化中形成的维持______多样性的一种策略。
(3)研究者发现一株自交亲和的二倍体马铃薯杂合植株，并确定该性状受显性基因A控制，A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase。该杂合植株的自交后代只出现两种基因型：AA和 Aa，比例接近1:1，而不是1:2，结合（2）说明理由______。采取连续自交的办法获得高比例的自交亲和纯合子，育种周期长。
(4)为缩短育种年限，采用单倍体育种方式。研究者获得突变体S，用S给普通二倍体马铃薯授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚乳与二倍体种子的胚乳相同，是由1个精子和2个极核结合成的三倍体，极核的遗传物质同卵细胞相同）。
①将突变体S作为父本与上述杂合的自交亲和马铃薯杂交，根据亲本中某基因的差异（条带位置不同），确定了F₁单倍体胚是由 ______发育而来，理由是______。

②为便于筛选单倍体，研究者向S中转入能在胚和胚乳中表达的红色荧光蛋白基因RFP，得到转基因纯合子S´，用S´进行上述杂交实验。请写出筛选单倍体种子的原理______。
③将筛选出的单倍体种子在萌发阶段用秋水仙素处理，经过筛选，即可得到自交亲和纯合子。

3 . 学习以下材料，回答（1）~（5）题。
RNA-DNA杂合链调控减数分裂的分子机制
减数分裂是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂方式。在减数分裂过程中会发生同源染色体重组和非同源染色体自由组合，从而增加物种的遗传多样性。
同源重组（如图1）是减数分裂的核心事件。程序性DNA双链断裂（DSB）是同源重组的起始，DSB可被细胞内一系列蛋白质识别并切割，最终产生一段约822bp的单链DNA末端。单链DNA末端在单链结合蛋白的保护和引导下入侵到同源染色体的同源区，继而细胞会以同源染色体的双链为模板合成DNA，最终形成两个被称为霍利迪连接体（HJ）的四链DNA中间体。每个HJ都有两个剪接位置（①和②）来进行DNA的拆分，若两个HJ都在同一个位置剪接（都在①或都在②），则得到两个非交换的DNA，即DNA分子重组点两侧基因未重新分配（如甲），若两个HJ一个在①处剪接，另一个在②处剪接，则拆分得到交换产物，即DNA分子重组点两侧基因重新分配（如乙）。

最新研究表明，细胞中RNA-DNA杂合链数目异常会引起同源重组水平下降，使减数分裂出现严重缺陷。RNA-DNA杂合链有两种产生方式：一种是顺式产生，即转录的RNA没有及时与DNA模板分开；另一种是反式产生，即游离的RNA重新与DNA模板链结合。RNA既可结合DNA单链也可结合双链DNA中的模板链（如图2）。

THO复合物可以协助RNA转运至细胞核外，核糖核酸酶H能够特异识别并切割RNA-DNA杂合链中的RNA链。研究者发现THO和H的双突变体酵母菌细胞中RNA-DNA杂合链增加、减数分裂异常。抑制双突变体的DSB产生单链DNA时，几乎检测不到RNA-DNA杂合链；相对于野生型，在双突变体中重组相关蛋白在DSB处的富集显著降低。进一步研究表明，RNA-DNA杂合链过度减少也会导致减数分裂缺陷。
(1)同源重组发生在_____期。
(2)DSB是DNA分子的_____键断裂形成的，入侵链相当于DNA合成的_____。
(3)图1中左侧和右侧HJ均在②处剪接得到甲，_____处剪接得到乙。同源重组不一定导致同源染色体上等位基因的交换，原因是_____。
(4)根据文中信息，双突变体酵母菌细胞中RNA-DNA杂合链增加的原因是_____；推测RNA-DNA杂合链过多导致减数分裂异常的分子机制是_____。
(5)RNA-DNA杂合链过多或过少均不利于减数分裂的进行，这体现了生命的_____观。

4 . R酶是植物光合作用暗反应的关键酶，由大亚基L（叶绿体中L基因编码）和小亚基S（由细胞核中S基因编码）组成。研究人员在一种变形杆菌内发现高活性的R酶，尝试将编码该酶两种亚基的HnL、HnS基因转入烟草，以提升烟草光合速率。
(1)烟草光合作用暗反应发生的场所是______，其中R酶催化______与C₅结合生成两分子C₃，由于该酶催化效率低，往往导致光合速率受限。
(2)构建下图1所示的基因表达载体，转化至烟草细胞内。


①图1中的两个DNA片段两端的部分序列分别相同时，某种酶能从相同序列特定位点切断DNA双链，在修复过程中切口被重新连接，从而实现基因片段的替换，替换下来的游离片段会被降解。据此推断，野生型中的______将被表达载体中的DNA片段替换。
②将转化后的愈伤组织培养在含______的培养基中，得到转基因植株。
③提取野生型与转基因植株DNA，用Spel酶切后进行电泳。根据______设计基因探针，与DNA片段结合后结果如图2，表明______。
(3)提取野生型与转基因烟草叶片总蛋白，将R酶的两种亚基分离后进行电泳，结果如图3。


前人研究发现，核基因编码的S亚基若在烟草叶绿体中没有与L亚基结合，会迅速降解。请判断图3电泳结果是否支持此结论，并阐述理由___________。
(4)进一步研究发现，转基因烟草的R酶活性是野生型的2倍，但其净光合速率仍低于野生型，请推测其原因___________。

5 . （二氮嗪（DZX）是一种线粒体K⁺通道开放剂，为探究其对心肌的影响，研究者展开了系列实验。
(1)在紧急状态下，自主神经系统中的__________神经支配肾上腺髓质分泌肾上腺素，通过__________运输，作用于心脏，使心跳加快。若肾上腺素持续性分泌，能导致心脏持续兴奋，造成心肌缺氧损伤，诱发心肌肥大。
(2)利用肾上腺素构建心肌缺氧损伤模型，研究二氮嗪（DZX）对心肌的影响，主要实验流程如下图1。利用电镜检测大鼠心肌细胞超微结构（下图2），发现ISO处理后，线粒体普遍出现肿胀、破碎的现象。该实验结果表明__________。

(3)线粒体体积膨胀时，在波长520nm处吸光值下降。以此为依据，研究人员提取各组大鼠心肌细胞线粒体后，用Ca²⁺诱导线粒体通透性转换孔（mPTP）开放，并检测线粒体吸光值变化，结果如下图3。实验结果表明，二氮嗪可以__________（降低/升高）mPTP对Ca²⁺的敏感性，缓解线粒体由于通透性增加而导致的肿胀，判断的依据是__________。

(4)为进一步明确二氮嗪（DZX）作用机制，研究人员构建了体外心肌细胞的缺氧损伤模型，并检测细胞线粒体内Ca²⁺浓度（图4）。综合题中实验结果概括DZX缓解心肌缺氧损伤可能的机制__________。

6 . 玉米是我国重要的农作物，既可以自交也可以杂交，研究玉米无叶舌性状对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)用5个玉米有叶舌（AA）自交系品种1～5和无叶舌（aa）自交系LG，分别培育出品种1～5的无叶舌近等基因系（指除了控制叶舌性状的基因存在差异之外，其他遗传信息均相同或相近的一组品系）1＇～5＇，操作流程如图1。

分别选择________作为供体亲本和受体亲本，F₁与受体亲本杂交子代BC₁的基因型为________，经自交后，选择出现________的类型与受体亲本回交，如此重复，最终获得无叶舌的玉米自交系1＇～5＇。
(2)研究人员分别提取________的基因组DNA进行测序比对，可确定a基因的位置范围（结果如图2的A～E），以便插入分子标记S序列（可通过检测S序列快速判断a基因的位置）。请在图2中用方框标出可能存在a基因的位置范围__________。

(3)有叶舌品种6具有抗叶斑病、丝黑穗病能力增强等一系列优良性状，有叶舌品种7具有高油酸、抗倒伏等一系列优良性状。如何利用以上品种及S序列快速培育出具有两个品种优势的无叶舌杂交种？请写出主要思路：________（用文字或图示作答均可）。

7 . 阅读以下材料，回答（1）-（5）题。
山绿、水清、人富——渝河流域生态治理工程
渝河流域地处西北干旱地域，年降雨量偏少，水资源匮乏，流域生态脆弱，生物多样性有限，土地资源和水资源利用率低。
20 世纪 50 年代，渝河水流清澈见底，手鞠即饮；21 世纪初，随着流域周边工、农业的快速发展，沿线工业污水及生活垃圾等大肆进入河道，造成河体水质的严重污染；加之沿河居民对河道的占用和乱采乱挖，使水体变黑、变臭，鸟兽绝迹而蚊蝇肆虐，渝河整体生态甚为恶化。
2015年对渝河流域进行了分阶段综合治理。对沿河造成水质污染的企业予以搬迁、关停和取缔。通过清淤清污、堤岸砌护、生态湿地建设等生态修复工程，将沿河打造成生态景观带。通过11年的渝河整治，渝河流域的生态得到了极大的改善和提高，河堤两岸主要除了栽植杨、柳、松、柏等乔木外，还辅以灌木草本类，例如沙棘、红花山竹等，不仅产生生态效益，而且还起到了生物防护的作用。河道中主要人工栽植芦苇、薄荷和菖蒲等植被，利于水体净化和水禽栖居。其他众多矮生适宜水生的本地禾本科、莎草科及菊科植物位居浅滩位置，对水土保持起到重要作用。由于拦河坝使河道蓄水量增加和河道水体的净化，使得河道植被逐渐增加，进而渝河流域的动物种类和数量大幅增加，吸引大量水禽迁徙而来，促使流域内有机农业蓬勃发展，呈现人与自然和谐相处的宜人景观。
在渝河流域的治理中，引进的菖蒲、东方香蒲、千屈菜、柳叶菜和小蓬草等植物都具有极强的生态适应性，在河道中生长非常的繁茂，且茎秆极高，各自在河道中形成了优势种群，已经明显地对当地土著物种芦苇、酸模叶蓼的生存范围造成一定的影响。千屈菜、柳叶菜和小蓬草在陆地的适应性也很强，所以要合理评估、密切监视它们的生长范围，以免造成严重的生态后果。
通过对渝河流域湿地建设，一方面使水资源得到了合理开发利用，草林覆盖率大幅提高，增强了生物多样性；另一方面使农林牧业结构优化，农民收入显著增加，农村社会文明显著进步，人口、资源、环境协调统一，达到了山绿、水清、人富的治理效果。
(1)若要大幅度降低工业污水和生活垃圾中有机物的含量，可利用生态系统成分中的___________。
(2)在渝河流域生态修复过程中，其群落演替的类型属于_________________。据文中信息能够恢复渝河流域这一生态景观的关键环境因素是_______________。
(3)图中从流域内至河堤两岸的植被配置体现了群落的___________结构，简要说明渝河流域生态不同地段栽种不同植物的原因（举两例即可）____________________。
(4)经过生态治理，当“鱼在水中游，鸟在林中戏”的景象再次呈现时，渝河流域生态系统中______（有/没有）食物链的增加或重新出现，理由是_________________。
(5)要维护渝河流域生态系统，从生态安全角度考虑应避免______________；从社会环境因素考虑应禁止_______________________等行为的发生，以避免该生态系统水体的水质再次遭到破坏。

8 . 阅读以下材料、回答（1）-（4）题
MOTS-c —— 新型“激素”
线粒体是细胞中重要的细胞器，是细胞的代谢中枢，为细胞提供行使生命活动所必需的能量，还能多携带遗传物质，可转录、翻译合成具有生物活性的短肽，人们将这些短肽命名为线粒体衍生肽。研究显示，线粒体衍生肽通过调节线粒体代谢，影响线粒体参与的新陈代谢。作为一组新定义的循环信号分子，具有广阔的研究前景。MOTS-c是在2015年被鉴定出的一种线粒体衍生肽，具有独特的生物活性的新型“激素”，其特别之处在于是由线粒体基因编码，而不是像大多数激素那样由细胞核基因编码。MOTS-c能通过自分泌和旁分泌的方式发挥多种生理作用，参与机体多种重要的代谢过程。
研究发现，MOTS-c能够参与葡萄糖代谢的稳态：MOTS-c通过活化AMPK（腺苷酸活化蛋白激酶）途径，增加细胞膜表面的葡萄糖转运载体的数量，促进细胞摄取葡萄糖。葡萄糖进入细胞后直接氧化脱氢，不经过糖酵解阶段和三羧酸循环（柠檬酸循环），从而为嘌呤的合成提供碳源。MOTS-c可通过促进脂肪细胞AMPK途径、促使葡萄糖转运蛋白表达，抑制脂肪生成相关的基因，减少脂滴沉积，从而减少高脂饮食诱导的内脏脂肪沉积和肝脏脂肪变性，预防高脂饮食诱发的肥胖。MOTS-c还能增加代谢较快的棕色脂肪的活化，减少代谢较慢的白色脂肪的积累，通过增加能量消耗抑制脂肪量扩增、缩小脂肪细胞，增强脂质代谢。
MOTS-c可通过活化AMPK途径将线粒体与运动诱导的信号转导联系起来，导致脂肪酸氧化和线粒体相关物质合成，进而重塑肌肉，改善机体的耐力和代谢，从而参与运动的调节，有益身体健康。
MOTS-c作为线粒体编码的短肽，为研究线粒体与疾病和健康的关系提供了新思路但目前仍需要进一步研究MOTS-c的功能和作用机制，以期为临床应用提供更多的线索。
（1）依据所学知识和本文信息，指出MOIS-c和大多数激素的相同点：_____，_____，二者的区别是MOTS-c是由______编码，大多数激素是由__________编码。
（2）结合本文信息，解释文中“循环信号分子”的含义_______________。
（3）结合所学和本文信息，关于MOTS-c的说法正确的是___________
A．MOTS-c能够通过增加葡萄糖转运蛋白的数量降低血糖
B． MOTS-c诱导的葡萄糖代谢可为DNA合成提供原材料
C． MOTS-c能够促进脂肪分解、抑制脂肪生成
D． MOTS-c与机体分泌的胰岛素之间呈拮抗关系
E． 文中涉及的MOTS-c的调节均涉及了AMPK途径
（4）有人认为：未来可通过摄入外源性MOTS-c，发挥类似“锻炼”的作用，从而起到减肥的目的。请结合所学知识，对上述认识进行评价并写出理由_______________。