1 . IKK激酶参与动物体内免疫细胞的分化。临床上发现某重症联合免疫缺陷〈SCID）患儿IKK基因编码区第1183位碱基T突变为C，导致IKK上第395位酪氨酸被组氨酸代替。为研究该患儿发病机制，研究人员利用纯合野生鼠应用大引物PCR定点诱变技术培育出SCID模型小鼠（纯合），主要过程如图甲、乙、分析回答下列问题：
   


(1)在图甲获取突变基因过程中，需要以下3种引物：

引物A	5'-CCCAACCGGAAAGTGTCA-3' （下划线字母为突变碱基）
引物B	5'-TAAGCTTCGAACATCCTA-3' （下划线部分为限制酶HindⅢ识别序列）
引物C	5'-GTGAGCTCGCTGCCCCAA-3' （下划线部分为限制酶SacⅠ识别序列）

则PCR₁中使用的引物有______，PCR₂中使用的引物有______和图中大引物的______（填“①”或“②”）链。
(2)将突变基因导入小鼠受精卵最有效的方法是______。
(3)研究人员经鉴定、筛选获得一只转基因杂合鼠F₀，并确认突变基因已经稳定同源替代IKK基因。利用杂交鼠F，通过杂交获得SCID模型鼠，请将实验步骤补充完整；
①杂交亲本：______，杂交得F₁；
②______得F₂；
③提取F₂每只小鼠的基因组DNA，采用分子生物学方法，利用IKK基因探针和突变基因探针进·行筛选，则______的为模型鼠。

2 . 番茄红素可用于保护心脑血管、预防和治疗癌症。酵母菌Y是能合成番茄红素的工程菌，但产量不高。番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。
   
(1)如图1所示，酵母菌Y进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为____________，物质X可跨膜转运至______________，在酶的催化下彻底氧化分解。
(2)科研人员利用转基因技术改造酵母菌Y，得到过表达某些酶，从而使番茄红素积累量提高的酵母菌L。据图1分析，酵母菌L过表达的酶应符合：发挥作用的位置应为____________（选填“细胞质基质”或“线粒体基质”），功能应是将物质X更多地转化为____________。
(3)科研人员利用发酵罐对改造后的酵母菌L进行培养。发酵45h后，以一定的流速补充葡萄糖，定时测定酒精、番茄红素和菌体量，结果如图2和图3。
   
①0~45h，酵母菌L先后利用的有机物有__________________。
②据图2和图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括_________________。

3 . 心脏移植是挽救终末期心脏病患者生命唯一有效的手段，然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图，图2是此研究可能用到的4种限制酶及其切期位点。回答下列问题：

(1)图1中步骤②构建重组质粒需要使用多种工具酶。常用的DNA连接酶有E．coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。图2中____________酶切割后的DNA片段可以用E．coliDNA连接酶连接，图中____________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是____________。
(2)图1中步骤③将重组质粒导入猪的心肌细胞最常用的方法是____________。siRNA对应DNA序列在心肌细胞中表达产生siRNA的步骤④称为_____________。siRNA与RISC组装形成基因沉默复合物，通过抑制基因表达的____________过程，使Caspase8基因沉默，从而降低IRI引起的细胞凋亡。
(3)研究人员根据Caspase8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过过程得到cDNA，再进行PCR扩增，测定PCR产物量，结果如____________图3所示。据此判断最优序列是____________。

(4)选用猪的心肌细胞作受体细胞是因为猪在基因、解剖结构、生理生化和免疫反应等方面与人类极为相似。为了解决心脏移植供体短缺问题，许多科学家正在研究用猪心脏代替人的心脏。你认为将猪心脏移植到人体面临的最大挑战是____________。

4 . 水稻是二倍体雌雄同株植物。袁隆平院士及其团队研发的三系杂交水稻，让“亩产千斤”“禾下乘凉”都已不是梦。三系杂交涉及细胞核中的可育基因（R）、不育基因（r），细胞质中的可育基因（N）、不育基因（S），只有基因型为S（rr）的植株表现为花粉不育（雄性不育），其余基因型的植株的花粉均可育（雄性可育）。请回答下列问题。
(1)科研人员发现S（rr）这种雄性不育性状个体在特定的环境条件下又是雄性可育的，由此说明___。
(2)采用雄性不育系进行杂交育种可省却对母本去雄的繁琐工序。由于雄性不育系不能通过自交来延续，现欲从与育性有关的三个品系水稻N（RR），S（RR），N（rr）中选取一个品系，通过和S（rr）杂交制备雄性不育系，则应该选择的父本是___。
(3)科研人员将三个基因M、P和H（M、P是与花粉育性有关的基因，H为红色荧光蛋白基因）与Ti质粒连接，共同转入雄性不育水稻植株细胞中同一染色体上（不考虑互换），获得转基因植株（见下图），该转基因植株自交后代中红色荧光植株占一半，据此推测M、P基因在育种过程中的功能为___。

5 . 疫苗接种是当前新冠肺炎疫情防控工作的一项重要举措，我国科学家研发了多种新冠疫苗，其中重组腺病毒疫苗研发策略是：将新冠病毒的S蛋白基因整合到腺病毒DNA中，形成表达S蛋白的重组腺病毒，注射到健康人体内，腺病毒可侵染人体细胞，达到预防新冠病毒感染的效果。
(1)获得S蛋白用作蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S，基因工程的基本操作流程是：_____。与直接将S蛋白注射到体内作为疫苗相比，重组腺病毒疫苗的优点是可以引起人体产生_____免疫，更有效清除病毒。
(2)为了构建重组腺病毒DNA，需要将S蛋白基因插入腺病毒DNA中，由于腺病毒DNA分子较大，传统的限制性核酸内切酶和DNA连接酶处理效率较低，所以采取如图1所示方法获得重组腺病毒DNA。

将质粒1和质粒2共同导入受体细胞中，据图推测，最终重组线性DNA分子上，X所示的原件应该为_____，其功能是_____。以病毒做为基因工程的载体，其优点之一是可以利用病毒_____的特点，将目的基因导入受体细胞。
(3)生产疫苗的过程是将上述重组线性DNA分子（不编码病毒复制必需的E1蛋白）导入到293细胞系（该细胞系可表达人体细胞没有的E1蛋白），最终包装成完整的腺病毒。这种方式生产的疫苗由于重组腺病毒_____，从而提高了疫苗的安全性。
(4)为了检测疫苗的效果，科学家用不同方式给雪貂接种重组腺病毒疫苗后，感染新冠病毒，一段时间后检测新冠病毒含量，结果如图2，说明重组腺病毒疫苗_____。

6 . 研究人员利用转基因技术改造乳酸杆菌，将其添加于饲料中，以提高家禽养殖效率。枯草芽孢杆菌能分泌一种可降解纤维素的酶，这种酶由W基因编码。为在乳酸杆菌中表达W基因，需使用图1中质粒为载体，图2为含W基因的DNA片段。
   
(1)采用________技术可以快速、大量获得W基因。利用该技术扩增目的基因时，要有________________________，以便合成引物，该技术需要______________等作为原料和直接能源物质。
(2)启动子是________________识别和结合的部位。很多启动子具有物种特异性，在图1质粒中插入W基因，其上游启动子应选择________（填写字母）。
A．枯草芽孢杆菌启动子　　B．乳酸杆菌启动子　　C．农杆菌启动子
(3)根据图1和图2，应使用限制酶________________切割图2中含W基因的DNA片段，导入质粒以获得能正确表达W基因的重组质粒。所得重组质粒转化乳酸杆菌后，使用含________________的培养基筛选，以得到转入W基因的乳酸杆菌。
(4)为确定导入重组质粒的乳酸杆菌是否具有分解纤维素的能力，研究人员用液体培养基分别培养下表所示菌种。取部分菌液上清液测定酶活力，实验方案及测定结果如下表所示。表中的X应为________________。

菌种	酶活性相对值
乳酸杆菌	未检出
X	未检出
导入了重组质粒的乳酸杆菌	0.96

9 . 基因工程在农牧业、食品业和医药等方面展示出广阔应用前景
(1)构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人胰岛素，通过________________获得 cDNA，再PCR后获得人胰岛素基因。在PCR过程中温度先上升到90℃以上，后降低到50℃其目的分别是_______、_________。一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环，需要消耗____个引物。构建的表达载体导入的受体细胞是____。
(2)若受体细胞是大肠杆菌，常用Ca^2＋处理大肠杆菌，使其处于感受态，有利于________。理论上用大肠杆菌作为“工程菌株”制备的胰岛素缺乏生物活性，从细胞结构功能的角度分析，原因是_______。
(3)人肺特异性x蛋白（LUNX）基因是某种肺癌诊断的标志物。为研究LUNX基因的增强子是否具有增强基因表达的功能，及其发挥作用的位置是位于启动子的上游还是下游。科研人员利用PCR技术扩增了3种LUNX基因增强子片段（用E1～E3表示）分别定向连接到pGL3载体中荧光素酶报告基因（luc^＋）、SV40启动子的上游和下游，如图1和图2所示。通过相关技术检测荧光素酶的活性，从而对增强子的功能进行判断，luc^＋的表达强度越强，荧光素酶的活性越高。

①以上LUNX基因增强子片段经回收纯化测序正确后，将双酶切后的PCR产物分别定向连接到用_______双酶切和________双酶切的pGL3载体中，构建LUNX基因增强子分别位于报告基因上游和下游的载体。
②利用相关技术对荧光素酶的活性进行检测，结果如图3，能得出结论____________。

10 . 基因工程在医药工业上得到广泛的应用。科学家将人的生长激素基因转入大肠杆菌中，通过发酵生产人的生长激素，基本程序如图1所示；图2为重组质粒，其中Sau3AⅠ和BamHⅠ为两种限制酶。请回答下列相关问题：

(1)图1中快速获得大量的人生长激素基因的技术是_____，获得的产物通常采用_____
技术来鉴定。
(2)分析图1和图2，在构建重组质粒时应使用_____切割质粒；不选择另一种限制酶的原因是_____。
(3)在目的基因的筛选步骤中，培养大肠杆菌的培养基中应加入_____。从培养基用途上看，该培养基属于_____培养基。
(4)利用该工程菌生产时，废弃培养液需要通过_____处理后才能排放到外界环境中。