【生物——选修3：现代生物科技专题】
新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是______，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的______来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是______。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明______（答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明______。
（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，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______。
某研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量，主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。回答下列问题。
（1）为保证调查的可靠性和准确性，选取样方是应注意的主要事项有______（答出3点即可）。
（2）已知调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则该区域的种群数量为______。
（3）与标志重捕法相比，上述调查方法的优势有______（答出2点即可）。
农业生产中，农作物生长所需的氮素可以 的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收 的速率与 浓度的关系如图所示。回答下列问题。
（1）由图可判断 进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是＿＿＿＿＿＿＿。
（2） 浓度大于a时作物乙吸收 速率不再增加，推测其原因是＿＿＿＿＿＿＿。
（3）作物甲和作物乙各自在 最大吸收速率时，作物甲跟细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是＿＿＿＿＿＿＿。
（4）据图可知，在农业生产中，为促进农作物对 的吸收利用，可以采取的措施是＿＿＿＿＿＿＿（答出1点即可）。
天然色素可赋予稻米多样化颜色。为解析红色稻米品种ka的遗传机制，研究人员以连续自交表型均稳定遗传的纯合品种ka（红色）、Dr（白色）和Pu（白色）开展实验（本题涉及的基因名称依次定义为A/a、B/b……）。
回答下列问题：
（1）ka和Dr正反交，获得籽粒（ ），种植后自交获得籽粒（ ）， 自交获得 ，表型如下表，表明其遗传方式为母性影响（子代表型由母本的核基因控制）。完善表中表型数据。
（2）ka和Pu杂交，后代连续自交获得 的表型比例为9红：3棕：4白，表明ka中籽粒颜色由两对基因控制，结出棕色籽粒的 植株基因型为___________或___________。
（3）在定位好的A/a、B/b基因两侧设计PCR引物，引物对1和引物对2分别可扩增A/a、B/b全部序列。下图是对亲本ka、Dr、Pu和第（2）题中 某个体PCR后电泳的结果。已知图中①为ka，②为Dr，可判断a基因由A基因发生___________突变形成；③结出的籽粒颜色是___________或___________。
（4）回收第（3）题图中条带I和Ⅱ中的DNA，以speI（一种限制性内切核酸酶）处理，I中的DNA不能被切割，Ⅱ中的DNA被切割成4个片段，据此推测B基因突变为b基因的过程中至少有___________个碱基发生了突变。
过度捕捞易造成鱼类个体规格变小（小型化）。我国已实施长江十年禁渔（以下简称禁渔），为了探讨禁渔对鱼类生长发育的影响，研究人员以长江特有的J鱼为对象，调查了相关数据（如表）。
回答下列问题：
（1）J鱼是一种杂食性动物，属于长江生态系统组成成分中的___________；J鱼对维持长江生态系统的结构与功能有重要作用，这体现了生物多样性的___________价值。
（2）捕捞强度与持续获得的鱼产量密切相关，其关系可用图___________（选填“甲”“乙”或“丙”）表示。
（3）分析表中数据可知，禁渔前J鱼出现了小型化，实施禁渔后取得明显效果。得出上述结论的依据是___________。
（4）为进一步探究J鱼体长变化的原因，研究人员查阅资料发现，这可能和能量分配与权衡有关。能量分配与权衡是生物体在生长发育和繁殖过程中适应外界环境变化的重要对策。一般情况下，生物体需在可获取能量的生理限制范围内，将能量分配到个体生长和繁殖后代两个方面，由此可以推测J鱼用于生长和繁殖的能量之间呈___________（选填“正”或“负”）相关关系。综合上述材料分析，禁渔后J鱼体长变化的原因是___________。
[选修3：现代生物科技专题]非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线（如图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。
回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有___________。（答出两种即可）
（2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有___________。（答出两种即可）
（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备___________细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有___________。
（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是___________。在分子水平上，可以通过改变___________，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
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