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(dá)，葉綠體是外源基因表達(dá)的理想受體�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）有學(xué)者認(rèn)為，葉綠體起源于古代藍(lán)藻，是古代藍(lán)藻共生在真核細(xì)胞中并逐漸演化形成的。根據(jù)上述觀點(diǎn)，可推知葉綠體中的遺傳物質(zhì)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(dǎo)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(shí)現(xiàn)抗蟲基因的導(dǎo)入。常用的金屬顆粒有________和_________。

（3）抗蟲基因通常被定點(diǎn)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(guò)葉綠體基因工程獲得的轉(zhuǎn)基因煙草的抗蟲效果比核轉(zhuǎn)化獲得的轉(zhuǎn)基因煙草好，最可能的原因是________________________。

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

Answer 1

【答案】 裸露的環(huán)狀DNA 進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 抗蟲基因表達(dá)載體 金粉 鎢粉 避免葉綠體內(nèi)源基因表達(dá)異常，影響煙草（葉綠體）的正常生理功能 葉綠體轉(zhuǎn)化獲得的轉(zhuǎn)基因煙草中Bt蛋白基因數(shù)量多，其表達(dá)量遠(yuǎn)高于核轉(zhuǎn)化的水平 花粉細(xì)胞中通常不存在葉綠體，導(dǎo)入葉綠體基因組中的抗蟲基因不會(huì)隨花粉擴(kuò)散傳播，從而不會(huì)產(chǎn)生 基因污染

【解析】【試題分析】

本題主要考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。需要考生識(shí)記和理解基因工程的操作步驟和轉(zhuǎn)基因生物安全性的知識(shí)，并用于答題�；�因工程中，將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常用的方法有：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法。當(dāng)今最為普遍的問(wèn)題就是外源基因從轉(zhuǎn)基因作物到雜草的逃逸，這一逃逸主要是通過(guò)花粉的擴(kuò)散，產(chǎn)生超級(jí)雜草或產(chǎn)生和其他作物之間的基因污染。葉綠體基因工程產(chǎn)生的基因逃逸現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于核轉(zhuǎn)化作物，因?yàn)榇蠖鄶?shù)作物中的質(zhì)體DNA都是母系遺傳，這樣就可以避免通過(guò)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(chǎn)上可將外源目的基因?qū)�入植物的葉綠體中。

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

（2）基因槍法又稱微彈轟擊法，該方法是利用壓縮氣體產(chǎn)生的動(dòng)力，將包裹在金屬顆粒表面的(抗蟲基因)表達(dá)載體DNA打入受體，從而實(shí)現(xiàn)目的基因的導(dǎo)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(nèi)源基因表達(dá)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(diǎn)整合到煙草葉綠體DNA的非基因序列中。

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

（5）從環(huán)境保護(hù)和安全性問(wèn)題的角度分析，葉綠體基因工程的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：花粉細(xì)胞中通常不存在葉綠體，導(dǎo)入葉綠體基因組中的抗蟲基因不會(huì)隨花粉擴(kuò)散傳播，從而不會(huì)產(chǎn)生基因污染。