Question

【題目】在基因工程中，整合到葉綠體基因組中的外源基因能夠高效表達，葉綠體是外源基因表達的理想受體�；卮鹣铝袉栴}：

（1）有學者認為，葉綠體起源于古代藍藻，是古代藍藻共生在真核細胞中并逐漸演化形成的。根據上述觀點，可推知葉綠體中的遺傳物質是以_____________的形式存在，葉綠體具有的功能是_____________。

（2）將抗蟲基因（Bt蛋白基因）導入煙草葉綠體的基因組中常用基因槍法，該方法是將包裹在金屬顆粒表面的_____________打入葉綠體，從而實現(xiàn)抗蟲基因的導入。常用的金屬顆粒有________和_________。

（3）抗蟲基因通常被定點整合到煙草葉綠體DNA的非基因序列中，這樣做的目的是_____________。

（4）科研人員發(fā)觀，通過葉綠體基因工程獲得的轉基因煙草的抗蟲效果比核轉化獲得的轉基因煙草好，最可能的原因是________________________。

（5）與細胞核基因工程相比，葉綠體基因工程具有很多優(yōu)勢。從環(huán)境保護和安全性問題的角度分析，其優(yōu)勢體現(xiàn)在_______________。

Answer 1

【答案】 裸露的環(huán)狀DNA 進行光合作用的場所 抗蟲基因表達載體 金粉 鎢粉 避免葉綠體內源基因表達異常，影響煙草（葉綠體）的正常生理功能 葉綠體轉化獲得的轉基因煙草中Bt蛋白基因數(shù)量多，其表達量遠高于核轉化的水平 花粉細胞中通常不存在葉綠體，導入葉綠體基因組中的抗蟲基因不會隨花粉擴散傳播，從而不會產生 基因污染

【解析】【試題分析】

本題主要考查基因工程的相關知識。需要考生識記和理解基因工程的操作步驟和轉基因生物安全性的知識，并用于答題�；�因工程中，將目的基因導入植物細胞常用的方法有：農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法。當今最為普遍的問題就是外源基因從轉基因作物到雜草的逃逸，這一逃逸主要是通過花粉的擴散，產生超級雜草或產生和其他作物之間的基因污染。葉綠體基因工程產生的基因逃逸現(xiàn)象的風險遠遠低于核轉化作物，因為大多數(shù)作物中的質體DNA都是母系遺傳，這樣就可以避免通過作物和作物、作物和雜草之間的雜交造成的基因污染。因此，為避免基因污染，生產上可將外源目的基因導入植物的葉綠體中。

（1）藍藻屬于原核生物，細胞內的遺傳物質以裸露的環(huán)狀DNA形式存在。葉綠體是古代藍藻共生在真核細胞中并逐漸演化形成的，由此可推知葉綠體中的遺傳物質是以裸露的環(huán)狀DNA的形式存在；葉綠體是進行光合作用的場所。

（2）基因槍法又稱微彈轟擊法，該方法是利用壓縮氣體產生的動力，將包裹在金屬顆粒表面的(抗蟲基因)表達載體DNA打入受體，從而實現(xiàn)目的基因的導入；常用的金屬顆粒有金粉粒子和鎢粉粒子。

（3）為避免葉綠體內源基因表達異常，影響煙草（葉綠體）的正常生理功能，通常將抗蟲基因定點整合到煙草葉綠體DNA的非基因序列中。

（4）通過葉綠體基因工程獲得的轉基因煙草的抗蟲效果比核轉化獲得的轉基因煙草好，最可能的原因是葉綠體轉化獲得的轉基因煙草中Bt蛋白基因數(shù)量多，其表達量遠高于核轉化的水平。

（5）從環(huán)境保護和安全性問題的角度分析，葉綠體基因工程的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：花粉細胞中通常不存在葉綠體，導入葉綠體基因組中的抗蟲基因不會隨花粉擴散傳播，從而不會產生基因污染。