Запятая перед союзом «прежде чем» необходима, так как он вводит придаточную часть сложноподчиненного предложения.

Запятая перед союзным словом как нужна, так как в каждом случае оно вводит придаточное изъяснительное предложение: 1) понимание, как строятся новые модели; 2) знания, как создать новую последовательность. 

Частица тоже свидетельствует о том, что союз и в данном случае вводит присоединительную конструкцию (см. параграф 84 полного академического справочника «Правила русской орфографии и пунктуации» под ред. В. В. Лопатина), перед которой нужна запятая: Это не было похоже на деловую встречу, и на встречу родственников тоже.

Запятая перед словом как в данном случае ставится, поскольку оно вводит придаточную часть: ...не замечает, как теряет дыхание. В этом предложении слово как — союз.

В приведенном примере оборот с сочетанием но не более чем вводит присоединительную конструкцию, которая имеет «характер сведений добавочных, сообщаемых попутно, в дополнение к содержанию основного высказывания» (параграф 84 полного академического справочника «Правила русской орфографии и пунктуации» под ред. В. В. Лопатина). Такие конструкции обособляются: Срок освоения субсидии может быть продлен по решению Министерства, но не более чем на 6 месяцев, в порядке, установленном Министерством.

Добавим, что в данном случае неприменимо правило об однородных членах предложения, поскольку здесь сочинительный союз но соединяет сказуемое (может быть продлен) и обстоятельство (не более чем на 6 месяцев).

Запятая перед союзом чтобы нужна, так как союз вводит придаточное предложение цели. 

Запятая перед союзным словом что нужна: это союзное слово вводит придаточное изъяснительное предложение. 

Основной принцип выбора между прямой или косвенной речью состоит в том, что́ важно для автора — передать чье-то высказывание дословно, со всеми лексическими особенностями формулировок, или изложить только содержание этого высказывания, в отвлечении от формы. Слово типа вводит особую разновидность прямой речи, которую можно обозначтить как «наглядно-примерная». Оформление такой речи специально не оговорено в справочниках по пунктуации, однако это всё-таки прямая речь, поэтому рекомендуем оформлять ее так, как Вы оформили приведенные в вопросе примеры.

Вы правы, хотя — это союз, а после союза запятая не ставится.

Да, запятая перед "чтобы" в данном предложении нужна, так как это сложноподчиненное предложение и союз "чтобы" вводит придаточное предложение цели.