学进去

大麦是自花传粉，闭花授粉的二倍体农作物（2n=14），因杂交去雄工作很不方便，科学家培育出一种如图所示的6号染色体三体新品系，该三体植株在减数第一次分裂后期：染色体Ⅰ和Ⅱ分离，染色体Ⅲ因结构特殊随机分配。含Ⅲ号染色体的花粉无授粉能力；雄性可育（M）对雄性不育（m）为显性（雄性不育指植株不能产生花粉）；椭圆粒种子（R）对长粒种子（r）为显性。请回答下列问题：

（1）控制大麦雄性是否可育和种子形状的两对等位基因_________（填“遵循”、“不遵循”）基因的自由组合定律。
（2）欲测定大麦基因组的序列，需要对________条染色体的DNA进行测序。
（3）该三体新品系自交产生的F₁的表现型及比例为_______________________________。其中形状为________种子种植后方便用来杂交育种。
（4）在大麦群体中由于隐性突变出现一株高产植株，为判断该突变是否发生在6号染色体上，现用题（3）中方便用来杂交育种的植株与高产植株杂交得到F₁，F₁自交得到F₂，单独种植F₂各植株，最后统计F₂的产量。（不考虑交叉互换）。
若F₂普通产量植株：高产植株 =_______________，则高产突变发生在6号染色体上；
若F₂普通产量植株：高产植株 =_______________，则高产突变发生在其他染色体上。

纳米材料为癌症治疗带来了曙光。科研人员利用纳米材料SW诱导肝癌细胞凋亡开展相关实验。
（1）正常情况下，线粒体内膜上的质子泵能够将______________中的H⁺泵到膜间隙，使得线粒体内膜两侧形成__________________，为ATP的合成奠定了基础。
（2）科研人员使用不同浓度的SW溶液与肝癌细胞混合后，置于_________培养箱中培养48小时后，检测肝癌细胞的线粒体膜电位。（已有实验证明对正常细胞无影响）

组别	实验材料	实验处理	实验结果
			线粒体膜电位的相对值	ATP合成酶活性相对值
1	人肝癌细胞	不加入SW	100	100
2		加入SW	59	78

1、2组比较说明SW能______________________________、_____________________________导致肝癌细胞产生ATP的能力下降，__________（填“促进”或“抑制”）肝癌细胞凋亡。
（3）科研人员使用SW处理肝癌细胞，一段时间后，相关物质含量变化如下图所示。

由于细胞中的______________蛋白表达量相对稳定，在实验中可作为标准对照。VADC为线粒体膜上的通道蛋白，SW处理肝癌细胞后，VADC含量____________，促进CYTC_______________________________________________________________，与细胞凋亡因子结合，诱导细胞凋亡。
（4）综上所述，推测SW诱导肝癌细胞凋亡的机理是：一方面________________________________；另一方面___________________________________________________。

蓝藻细胞色素C₆能提高光反应中电子传递效率，SBP酶可促进卡尔文循环中C₅的再生。研究人员为提高植物光合效率，尝试将C₆和SBP两个基因分别导入烟草中。
(1)光合色素吸收的光能，可将H₂O分解为____________和H⁺，产生的电子传递给NADP⁺，转基因烟草细胞中SBP酶发挥作用的场所为____________。
(2)采用____________法将两个目的基因分别导入烟草细胞中，再通过____________技术获得转基因植株T₀代，分别记为C₆和S_B株系。写出利用C₆和S_B株系快速获得纯合双转基因C₆S_B株系的育种方案。（只考虑两个基因导入非同源染色体上的情况，用文字或流程图均可）__________
(3)在温室提供一定浓度CO₂的条件下，检测四种株系的相关指标，结果如下表。

组别	电子传递效率（相对值）	C5再生效率(μmol·m-2·s-l）	光合效率(μmol·m-2·s-l）
野生型	0．118	121．5	24．6
C6株系	0．123	124．8	25．6
SB株系	0．130	128．7	27．0
C6SB株系	0．140	132．0	27．4

①C₆株系的电子传递效率并未高于S_B株系的原因是__________受限导致。
②写出C₆S_B株系光合速率明显提高的原理流程图。（用文字和“→”表示）_________
(4)研究人员还发现C₆S_B植株的气孔开放度小，胞间CO₂浓度低。请据此推测C₆S_B适合推广的地域环境，并说明理由。_________

CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术，科研人员对其进行了一系列改造。
(1)Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体（如图1）。复合体中的sgRNA与目的基因按照________原则特异性结合。复合体在sgRNA引导下结合目的基因，Cas9蛋白切割目的基因造成双链断裂，细胞在修复断裂的DNA时会随机插入、删除或替换部分碱基对，从而引发________。

(2)将编码Cas9蛋白的基因改造后形成新基因dCas9，与Cas9蛋白相比，dCas9蛋白失去剪切活性，但与sgRNA结合等功能不变。构建能够表达dCas9的质粒A，设计一系列与红色荧光蛋白基因（RFP基因）上游不同部位结合的sgRNA序列（如图2），并以此为依据构建能表达sgRNA的质粒B，将质粒A、B共同导入含有RFP基因的大肠杆菌，测定大肠杆菌红色荧光强度，实验结果如图3所示。

实验结果显示，对照组的红色荧光强度约为sgRNA3组的________倍。由实验结果可以得出：________。
(3)VP64蛋白可结合RNA聚合酶，激活基因的转录，但VP64蛋白无法识别或结合特定的DNA片段。科研人员欲利用上述系统和VP64蛋白促进特定基因表达，请设计促进细胞中已存在的基因X表达的方案_______。
(4)请写出CRISPR/Cas9及其改造产品的在科学研究中的应用_______。

癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞，克服肿瘤的免疫逃逸，在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位，科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。
(1)癌细胞由于______突变导致其表面物质发生改变，如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1，如图PD-L1能抑制T细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗，据图1推测，其原因是______。但此种方法对一些肿瘤无效。
(2)CD28是T细胞表面受体，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此，科研人员尝试构建既能结合PSMA，还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28，诱导T细胞定向杀伤癌细胞，如下图2。

制备过程为：先将______分别注射到小鼠体内，分离出B淋巴细胞，诱导其与小鼠的______细胞融合，筛选得到两种杂交瘤细胞，再诱导两种细胞融合。成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链，由于______而产生多种抗体，因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PSMA×CD28。
(3)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养，加入不同抗体，比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如下图3，结果说明______。

(4)共同培养癌细胞和T细胞，经处理形成图4所示的细胞结合部位，再均分为两组，A组中加入非阻断性PD-1单抗（与PD-1结合后，PD-1仍可和PD-L1结合），B组加入正常PD-1单抗，两组均加入蓝色荧光标记的CD28单抗，观察荧光分布，结果如下图4。请据此实验解释（3）中双特异性抗体PSMA×CD28与PD-1单抗联合使用对T细胞激活的影响______。

动物可通过学习将条件刺激（CS）与非条件刺激（US）有效关联建立条件反射，能够建立条件反射的CS和US间的最长时间间隔称为“一致性时间窗口”，简称“Tm”。研究人员利用果蝇的“气味-电击”学习模型开展研究。
(1)果蝇对气味甲、乙的偏好无差异。利用下图1装置进行实验，探究气味甲与施加电击两种处理的时间间隔对果蝇建立气味与电击关联的影响。先向训练臂通入气味甲并施加电击，置换新鲜空气之后通入气味乙，训练后将果蝇转移至测试臂进行测试。

①电击会引发果蝇的躲避反应，属于______反射。实验中______作为条件刺激。
②检测并计算左右测试臂果蝇数量差值占果蝇总数的比例（PD，绘制曲线如图2.时间间隔为20s时野生型果蝇在测试臂的分布情况为______，表示所有果蝇的学习均失败。以PI＝0.5时的对应时间为果蝇将气味与电击建立关联的Tm，实验结果显示______，说明5-羟色胺（5-HT）水平能够影响Tm。

(2)气味和电击的感受器不同，位于果蝇脑区学习记忆中枢的K细胞可以同时获得这两种信息，释放乙酰胆碱（Ach）作用于传出神经元。利用转基因技术，在果蝇K细胞的细胞膜上特异性表达荧光探针，该探针结合Ach可产生荧光，实验证实建立气味一电击条件反射前后，气味信号使K细胞的乙酰胆碱释放量发生改变。实验的正确操作顺序为：①______（选填下列序号）。
①气味甲刺激②气味乙刺激-10s间隔-电击刺激③气味甲刺激-10s间隔-电击刺激④检测果蝇脑区荧光强度⑤检测果蝇脑区5-HT释放量
(3)果蝇脑区的神经元DPM可以释放5-HT，电镜观察发现K细胞与DPM存在突触。实验研究K细胞与DPM之间的功能关系，结果如下图3。

综合上述信息，用适当的文字和箭头完善果蝇建立气味-电击关联后的反射弧及其调控机制的示意图______。

(4)自然界中，CS与US之间的间隔是多变的，受5-HT机制调节的Tm是影响条件反射建立的重要因素，请分析动物Tm过短对其适应环境的影响______。

隐花色素2（CRY2）是一种蓝光受体。对野生型和CRY2功能缺失突变体拟南芥在不同光周期诱导下的开花时间进行研究，结果如图，开花时茎基部叶片越多代表开花越迟，下列说法错误的是（       ）

A．长日照条件下CRY2参与拟南芥开花的调控

B．长日照、16℃是最适宜拟南芥开花的条件

C．相对于长日照，短日照下拟南芥开花延迟

D．蓝光、温度都可作为信号调节生命活动

调整根系结构，保障最大限度利用土壤水资源是植物重要的生存策略，这一过程受到多种激素调控。
(1)植物根部横切结构由外层向中心依次为表皮、皮层、中柱鞘和中柱，表皮细胞能够以__________运输的方式从土壤中吸收水分，由中柱鞘发生进而形成的侧根有助于水分的吸收。
(2)利用琼脂培养拟南芥幼苗制备根生长模型开展研究，实验装置如图1。其中设置__________模拟的是根向下生长时接触不到水分的情况。检测拟南芥根生长到不同长度时脱落酸（ABA）的含量，结果如图2，说明ABA是在植物缺水时发挥重要作用的激素，判断依据是__________。

(3)为证实ABA的作用，利用图1实验装置进行实验，检测虚线框内野生型与ABA合成缺陷突变体番茄的侧根生成情况，结果如图3，实验结果说明__________。

(4)研究发现，根部缺水时，水分会通过胞间连丝从中柱向表皮移动，主要产生于中柱的ABA随之运输。利用活细胞探针CFDA进行研究，CFDA在细胞内可被分解为具有荧光的CF，CF难以透过细胞膜，仅可通过胞间连丝运输。利用图1实验装置进行实验，将CFDA施加于野生型拟南芥（WT）和ABA不敏感突变体（snrk）两组幼苗的根尖，CFDA可扩散进入根尖的表皮细胞，一段时间后检测虚线框内根尖荧光分布情况，结果如图4，说明在缺水时根部胞间连丝关闭，此过程依赖于ABA的作用，理由是__________。
(5)生长素（IAA）在中柱鞘的积累是侧根发生的关键因素，根部缺水时IAA会在表皮细胞中异常积累，但缺水并未影响根部IAA转运蛋白的含量和分布，推测ABA引起胞间连丝关闭阻断了IAA由表皮向中柱鞘运输，从而影响侧根形成。利用图1实验装置证实上述推测，请从下表中选择适宜的启动子、目的基因与植株构建转基因拟南芥。实验组、对照组的实验方案及结果分别为__________。（选填下表中字母）

实验方案	启动子	A.植物细胞通用启动子B.响应IAA信号的启动子 C.响应ABA信号的启动子
	目的基因	D.IAA依赖性降解标记一黄色荧光蛋白融合基因 （IAA可促进带有IAA依赖性降解标记的蛋白质降解） E.黄色荧光蛋白基因
	受体植株	F.野生型G.ABA不敏感突变体
虚线框内实验结果		H.甲组与乙组的黄色荧光分布有差异，甲组主要分布于中柱鞘，乙组主要分布于表皮 I.甲组与乙组的黄色荧光分布有差异，甲组中柱鞘荧光分布少，乙组表皮荧光分布少 J.甲组与乙组的黄色荧光分布无显著差异

在岛屿中，大部分植物种子依赖食果鸟类在不同地点扩散，这种食、果互作关系对维持生物多样性和森林群落的更新起着至关重要的作用。科研人员研究了浙江千岛湖地区不同岛屿中鸟类和植物的种类情况，得到如下结果。

   

下列相关说法错误的是（       ）

A．食、果互作关系对鸟类有利，对植物不利

B．应在千岛湖各岛屿上随机设置样方进行调查

C．岛屿的面积大小与物种数呈显著的正相关

D．岛屿与大陆的距离对物种数没有显著影响

新型抗虫棉T与传统抗虫棉R19、sGK均将抗虫基因整合在染色体上，但具有不同的抗虫机制。对三者进行遗传分析，杂交组合及结果如下表所示。以下说法错误的是（　　）

杂交组合	F1	F2
①T×R19	全部为抗虫株	全部为抗虫株
②T×sGK	全部为抗虫株	抗虫株∶感虫株=15∶1

A．T与R19的抗虫基因可能位于一对同源染色体上

B．T与sGK的抗虫基因插入位点在非同源染色体上

C．杂交组合②的F2抗虫株中抗虫基因数量不一定相同

D．R19与sGK杂交得到的F2中性状分离比为3：1