1 . 为研究夜间白光暴露（光暴露）对小鼠血糖调节的机制，科研人员开展了以下研究。
(1)正常情况下小鼠血糖升高、胰岛素促进组织细胞___________，使血糖浓度降低。
(2)研究者把小鼠置于黑暗和光暴露环境中进行血糖代谢测定，方法如下：将小鼠原始血糖值和实验测定的血糖值做差值，再通过计算每个时间点的相对血糖值绘制曲线，计算曲线与横纵坐标包围的而积数值（AUC），量化小鼠的血糖代谢能力，如下图。

   

图 AUC量化图和不同条件下AUC相对值
①综上分析，AUC数值越大，小鼠血糖代谢能力 ____________。
②依据上图的柱状图分析，说明_____________。
(3)①小鼠视网膜上存在三种感光细胞，分别为Cones，Rods和ipRGCS，为探究是哪种感光细胞介导上述过程，研究者获得了不同细胞功能异常的小鼠进行AUC检测，结果如下表所示，推测小鼠视网膜上感受光暴露刺激的是______________。
功能异常小鼠AUC检测

组别处理	黑暗AUC	光暴露AUC
ipRGCS功能异常小鼠	35	32
Cones，Rods功能异常小鼠	33	57
Cones，Rods，ipRGCS功能异常小鼠	70	69

②已知小体内棕色脂肪细胞可利用血糖进行产热。根据上述结果，补充该研究中光暴露对血糖的调节通路：
光暴露→_________→传入神经→激活下丘脑SON区→传出神经→_________。

2 . 桑蚕的性别决定类型为ZW型，桃蚕食桑少、出丝率高，但在幼蚕阶段不易区分，研究人员利用基因工程技术对桑蚕进行改造，以实现蚕农只饲养雄蚕的愿望。
(1)建构TT’杂合雄蚕品系
研究发现，位于常染色体上的T基因，缺失后（基因型可表示为tt）会导致桑蚕胚胎停育。科研人员构建图1中的载体、应用__________法将其导入雄蚕受精卵中，使载体与T基因两侧的同源区段发生重组，从而实现对T基因区段的替换，得到基因型为TT'的杂合雄蚕品系。

   

(2)构建特异性表达Cre酶的雌蚕品系
Cre酶可以特异性识别LoxP位点，从而将LoxP位点间的DNA片段进行切除。研究人员将胚胎发育后期启动子与Cre酶基因定点整合到W染色体上，构建了基因型为TT且特异性表达Cre酶的雌蚕品系。
①将该品系与TT’杂合雄蚕杂交，当F₁桑蚕胚胎发育至后期时，T’基因存在于__________（选填“雄蚕”“雄蚕”“雌蚕和雄蚕”）中，会表现出绿色荧光的占F₁桑蚕的 _________。
②为对特异性表达Cre酶的雌蚕品系进行保持，科研人员在F₁中筛选出Tt的雌蚕与TT’的雄蚕进行后续杂交，并利用图2中的引物对F₂桑蚕的早期胚胎进行了PCR检测，结果如图3所示。

       

结合以上结果，在1~6号桑蚕的早期胚胎中，会发育为雄性的是 _________,______号桑蚕胚胎可能发生停育。
③科研人员认为，F₂桑蚕发育为幼虫后，仍然只有雄蚕可以呈现绿色荧光，你同意吗?请说明理由。____________________
(3)结合以上桑蚕的分子育种方法，你认为以下说法正确的为     。

A．F1桑蚕的雌蚕幼虫中存在致死个体

B．F2桑蚕中胚胎致死的个体占雌蚕的1/4

C．F2桑蚕中雄蚕有4种基因型

D．该技术可以实现某基因的定点敲除

3 . 学习下面材料，回答（1）~（5）题。
细菌CRISPR-Cas系统
CRISPR-Cas系统是广泛存在于细菌和古细菌中的一种获得性免疫系统。细菌中转入有益基因时，CRISPR基因功能会缺失，当外源基因对细菌生存造成威胁时，CRISPR的表达会发生上调，启动细菌的适应性免疫。其防御机制分为适应阶段、基因表达阶段和干扰阶段。
有害的外源核酸中部分短序列会被细菌整合并插入到其CRISPR序列中（图1）、随后相关基因表达出Cas蛋白、tracrRNA，以及CRISPR序列会表达出一条前体crRNA（Pre-crRNA），Pre-crRNA的某些序列被剪切，形成多个crRNA。

每条crRNA、tracrRNA与Cas蛋白形成稳定的效应复合物（图2）。在干扰阶段中，复合物中Cns蛋白使外源DNA解旋，RNA①与之互补配对形成特殊结构，随后Cas蛋白构象发生变化并切割该段DNA的特定序列。在此过程中，Cas蛋白有两个主要的功能位点。切割与RNA①互补配对的DNA单链的H位点，以及切割非互补配对链的R位点。

经改造的细菌CRISPR-Cas系统已被广泛应用到基因定点编辑、基因组筛选、基因转录调控等领域、但仍存在许多问题有待深入解决与探索。
(1)细菌将外源DNA整合到CRISPR序列中，是对可遗传变异类型中的________的扩展。
(2)结合图1分析，有害的外源DNA被细菌整合并插入到CRISP R序列中，成为__________序列，CRISPR序列中________序列的转录产物存在核酸酶的识别位点，因此Pre-crRNA被剪切形成crRNA。结合图2分析，tracrRNA和crRNA有________（选填“相同”“互补”）序列，可相互结合，进而与Cas蛋白形成效应复合物。
(3)结合文章分析图2中RNA①是________（选填“crRNA”“tracrRNA”），起到对外源DNA的识别作用，进而将复合物精准定位。
(4)下列说法正确的有        。

A．细菌体内的Cas是具有类似解旋酶和限制酶作用的双功能蛋白

B．Cas剪切外源DNA片段的精准性与RNA①的长度呈正相关

C．可通过CRISPR-Cas技术靶向治疗21-三体综合征患者

D．细菌CRISPR序列中重复序列的种间差异小于间隔序列

(5)从进化观分析，转入有益基因时，细菌CRISPR基因功能缺失的积极意义是________。

4 . 为探究水稻分蘖（分枝）的分子机制，科研人员开展了一系列研究。
(1)水稻细胞产生的细胞分裂素与受体结合，_______________植株的分蘖等生命活动。
(2)水稻细胞中的单糖转运蛋白0sSTP15影响着光合产物的运输和分配，进而影响水稻产量。现获得0sSTP15功能缺失突变体水稻，统计生长及产量，结果如图1。推测0sSTP15蛋白的功能是______________。

(3)为研究0sSTP15蛋白转运光合产物的种类及转运方向，实验过程如下：

①把相同浓度的无标记葡萄糖、果糖和甘露糖分别与¹³C-葡萄糖混合、进行竞争性转运检测、0sSTP15蛋白的转运结果如图2、由此推测0sSTP15蛋白转运六碳糖亲和力由大到小为__________。
②为验证0sSTP15为外排葡萄糖的转运蛋白，请从下列选项中选取所需材料与试剂、实验组方案为________。
a.野生水稻原生质体
b.非洲爪蟾卵母细胞（无其他膜蛋白）
c.转0sSTP15基因水稻原生质体
d.转0sSTP15因非洲爪蟾卵母细胞
e.细胞内外添加等量无标记葡萄糖
f.细胞内外添加等量¹³C-葡萄糖
与结论相应的检测结果应是__________________。
(4)与野生型相比，0sSTP15突变体中细胞分裂素含量显著升高，请推测0sSTP15蛋白对水稻产量影响的分子通路____________。

5 . Cox10基因功能缺失导致线粒体功能异常，进而诱发小鼠患心肌病，随病程发展会导致小鼠死亡。
(1)线粒体是________的主要场所，产生的ATP用以维持心脏功能。
(2)Omal蛋白可以调节线粒体功能。为研究Omal蛋白和Cox10蛋白的关系，科研人员敲除小鼠相关基因、统计其生存率，结果如图1。双敲除组生存率 ___________Cox10基因单敲除组和WT组，说明Omal蛋白可以_________由Cox10蛋白功能异常导致的线粒体心肌病的发病进程。

(3)活化的Om al蛋白可将长链Opal(-Opal)切割成短链(s-Opal)，诱导线粒体融合，进而发挥作用。根据图2结果分析，___________组和__________组长链和短链Opal蛋白含量无显著差异，说明正常条件下Omal蛋白的活性很低；Cox10蛋白功能异常时可激活Omal蛋白的依据是 __________。

6 . 镰荚金合欢是东非地区的优势树种，大头蚁自2005年起开始入侵，导致本地生态环境发生了一系列变化。
(1)镰荚金合欢为本土蚂蚁提供花蜜和庇护所，本土蚂蚁释放甲酸来保护树木，使其免受食草动物的侵害。二者之间、呈现___________关系。
(2)为研究大头蚁对镰荚金合欢造成的影响，研究人员在大头蚁入侵地区的边界两侧各设置一对样地、在每对样地中各选择一个样地，使用带电网栏阻隔食草动物，以阻止其捕食镰荚金合欢。连续三年监测该样地的能见度，以反映树木覆盖率，结果如图1所示，

   

综上所述，当大头蚁入侵后，镰荚金合欢的数量会____________，推测原因是________________。
(3)研究人员假设，树木覆盖率的降低还会影响狮子与其主要猎物斑马之间的相互作用。在大头蚁入侵非洲地区期间，科研人员检测了斑马被捕食的情况，如图2所示。

   

由图可知，斑马被捕食的概率与能见度呈_________，且随年份的推移，狮子捕食斑马的比例_________，据此可以推测树木覆盖率的降低可能改变了狮子的取食偏好。
(4)综合以上研究，推测在2005~2020年期间，大头蚁在非洲地区的入侵程度________（选填“逐年增大”“逐年减小”“维持不变”）。

7 . 近年来，蜜蜂等传粉昆虫的数量在全球范围内急剧下降，植物授粉受到限制，研究者对此展开研究。
(1)蜜蜂等传粉昆虫取食植物花蜜的同时为植物授粉，绝大多数传粉昆虫会同时为多种植物授粉，因此植物会竞争传粉昆虫（传粉竞争），正是这些复杂的______将群落中的多种生物联系成有机的整体。
(2)对传粉竞争的影响有两种截然相反的假说：假说—认为传粉竞争可加剧植物的生态位分化，促进植物共存；假说二则认为由于传粉昆虫对某些植物物种的偏爱，导致一些稀有物种被赶出原来所占据的生态位，从而降低本地植物的______，不利于植物共存。
(3)研究者在650㎡的面积内将5种一年生植物分别播种到80个2.25㎡的地块中，模拟一个小型斑块状草甸。每种植物只与一种竞争者相邻，各地块内植物种类和种群密度各不相同，实验组由传粉昆虫授粉，对照组补充______，以减弱传粉竞争的影响，实验结果如下图。

注：每组结果中左侧为对照组，SB组表示S四周的邻居植物为B。
由图可知，植物______在没有邻居植物的情况下表现为花粉受限，对照组的处理使它们的有活力种子数提高了大约三倍。
(4)对照组的传粉竞争来自于______。分析其他组的实验结果，发现传粉竞争显著减少了植物的共存，从而支持假说二，其中______等组（至少写两组）的结果尤其重要。
(5)下列关于此实验研究意义的叙述中正确的有      

A．通过巧妙的实验设计辨析了传粉竞争的两种假说

B．有助于理解生物多样性的维持机制

C．可用于预测全球传粉者数量下降的影响

8 . 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
环境逼出来的“重口味”
植物通常使用根系吸收土壤中的矿质元素，但食肉植物不限于此。这些植物通常生长在土壤营养贫瘠的热带环境中，在长期自然选择过程中，食肉植物被迫产生了吃“荤”的本领，从而扭转了局面，使它们能够茁壮成长并结出更多的果实和种子。
食肉植物如何对猎物进行捕获？以捕蝇草为例，它们通过释放挥发性的化合物来吸引昆虫授粉，一旦被吸引来的猎物不小心触发陷阱，捕虫夹便会闭合。值得注意的是，捕虫夹并不是一被触碰就会闭合：在捕虫夹的中间有3～5根小刺，当猎物第1次触碰到它们时，小刺会产生1个动作电位（AP），于是捕虫夹就被设置成了“准备捕捉模式”，但此时夹子并不会闭合。只有猎物在挣扎过程中短时间内再次碰到任意一根小刺，产生第2次AP时，夹子才会迅速闭合。在这个过程中，捕虫夹内的感觉细胞负责把机械反应转换成电信号，使胞内钙离子瞬间增加。当胞内钙离子浓度超过设定的阈值，会诱发捕虫夹细胞吸水后膨大，从而引起捕虫夹的关闭。
捕蝇草的捕虫夹在捕获猎物后可以从捕获器官转变为消化器官对捕获的猎物进行分解，进而吸收和利用它们的营养。捕虫夹内的消化腺通过消化液中的消化酶来完成消化吸收：腺体细胞内含有大量的高尔基体、粗面内质网、液泡以及突起的细胞膜；受到刺激后，腺体细胞的表面积增加30%，短时间内合成分泌大量消化酶。被刺激的捕虫夹在合成消化酶的同时也在生成营养转运蛋白，它们负责将分解猎物过程中释放的营养物质运入植株体内，用以补充捕蝇草生长繁殖过程中所需养分。
植物之所以食肉，是为了从昆虫那里获取土壤中缺乏的元素，这是在时间长河中所进化出来的充满智慧的机制，这些机制为仿生学、农业、生物医药等很多行业的创新发展提供了新思路。
(1)食肉植物通过捕食小虫等猎物获取营养，其获取的氮元素可以用于合成______等生物大分子。
(2)捕蝇草利用昆虫获得营养的过程可以分为以下四步：______→捕捉昆虫→______→利用吸收到的营养来维持生长。
(3)科学家发现捕虫夹的闭合需要触发两次以上的AP，并且如果没能在闭合后触发更多的AP捕虫夹将会在15分钟后重新张开。请从物质与能量的角度分析此种闭合机制的意义。
(4)结合文中信息及所学知识，请判断下列说法正确的有______。
①食肉植物细胞内缺乏叶绿素，无法进行光合作用，因此只能依靠捕食猎物得以生存
②参与捕蝇草腺体细胞消化酶合成和分泌的细胞器只有高尔基体、内质网和线粒体
③热带环境中微生物多且代谢快，使土壤中有机物被大量分解成无机物后又被植物大量吸收，造成土壤贫瘠
④据文中提及的捕蝇草捕食机制推测施加钙离子通道和水通道阻滞剂能有效抑制捕虫夹关闭
(5)结合文中信息，请写出一项与食肉植物捕食或消化机制相关的应用前景___。

9 . 女性高血糖可能遗传给后代，研究者对其机制进行了相关研究。
(1)胰岛素由______细胞分泌，其含量不足或机体对其不敏感会引起组织细胞摄取、利用葡萄糖减少，造成高血糖。
(2)有人推测：高血糖遗传起源于孕前卵母细胞。为验证这一推测，研究者利用链脲菌素（STZ）构建高血糖母鼠模型，从其体内获得卵母细胞后和正常雄鼠精子进行体外受精，将早期胚胎移植到______（正常/高血糖）代孕母鼠子宫继续发育并产生后代。往后代腹腔注射一定量葡萄糖溶液，检测血糖浓度和胰岛素分泌情况（图1），综合以上信息，表明______

(3)研究者利用不同浓度的STZ构建了正常血糖、中度高血糖、重度高血糖的模型母鼠，并检测了减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中Tet3基因的表达情况，结果表明高血糖引起了Tet3转录水平下降（图2）。实验设置STZ注射的正常血糖模型组的原因是______。

(4)正常情况下，Tet3基因参与受精后DNA的去甲基化过程。追踪高血糖母鼠后代，发现胰岛素分泌相关基因GCK的启动子区域高度甲基化且转录水平降低。研究者设计实验验证了该现象是由Tet3基因表达变化引起（下表）。

组别	实验材料	处理	检测指标：受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度
1	正常母鼠的卵母细胞	与正常雄鼠的精子体外受精	+
2	高血糖母鼠的卵母细胞		++
3	？		+++
4	在高血糖母鼠的卵母细胞中注射Tet3mRNA		？

根据实验总体设计和结果推测表中第3组的实验材料是______，第4组的结果是______。
(5)综上所述，女性高血糖遗传的机理是______

10 . 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_____。