Question

阅读下面的材料，完成（1）~（4）题。

植物生物反应器-植物工厂

传统的生物反应器是利用动物细胞或微生物，在发酵罐里生产蛋白，存在工艺控制、产品安全等问题。植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。

叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。它是以叶绿体为外源DNA受体的一种转化方式。将叶绿体特异性启动子、终止子等序列和外源基因整合作为目的基因，然后将目的基因、标记基因及叶绿体来源的基因片段构建成表达载体，转入叶绿体后使目的基因插入叶绿体基因组，最后筛选获得转基因植株。

与植物细胞核表达体系相比，叶绿体遗传转化体系具有明显优势：叶绿体由双层膜包裹且无蛋白外流，为重组蛋白表达提供了一个相对安全的生物环境；叶绿体有自己独特的DNA复制、转录和翻译体系，在基因转录、翻译等方面具有原核特性；叶绿体基因组拷贝数多，外源基因表达效率高；叶绿体基因组含有多基因可共同表达；可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散。

HIV是获得性免疫缺陷综合征的病原体，目前仍缺乏有效疫苗。2012年，研究人员以HIV病毒包膜蛋白上的V3环和C4结构域序列的基因作为外源基因，在烟草叶绿体中成功表达C4V3抗原蛋白。通过实验证明，烟草叶绿体中表达的C4V3蛋白能够引发免疫反应。

（1）植物生物反应器主要依赖________现代生物学技术，以植物组织或细胞作为生物反应器，生产医药蛋白。

（2）构建叶绿体遗传转化体系时，需要的工具酶有________。构建的基因表达载体中含有________，使得目的基因只能在叶绿体中表达。

（3）植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，原因可能是________。

A．转基因植物与其他植物间不能通过花粉进行基因交流

B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞

C．植物杂交的后代不会出现性状分离

（4）为检验烟草叶绿体中表达的C4V3蛋白能够引发免疫反应，研究人员用缓冲液溶解C4V3蛋白后，每周4次、每次用相同剂量的C4V3蛋白溶液注射小鼠。发现小鼠体内产生抗体反应，T细胞增殖且有淋巴因子生成。请指出该实验设计的不足，并加以修正____________。

Answer

基因工程和细胞工程 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 叶绿体特异性启动子 B 该实验设计缺少对照组；对照组应每周4次、每次用等量的缓冲液注射小鼠，检测小鼠体内的抗体反应，T细胞增殖情况以及淋巴因子的生成。

【解析】

基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）植物生物反应器主要依赖基因工程和细胞工程技术，以植物组织或细胞作为生物反应器，生产医药蛋白。

（2）叶绿体遗传转化体系是以叶绿体为外源DNA受体的一种转化方式。将叶绿体特异性启动子、终止子等序列和外源基因整合作为目的基因，然后将目的基因、标记基因及叶绿体来源的基因片段构建成表达载体，该载体构建过程中需要使用相同的限制性核酸内切酶进行切割，产生相同的黏性末端，再用DNA连接酶将DNA片段连接起来。基因表达需要启动子，启动子具有特异性，使得目的基因只能在叶绿体中表达需要添加叶绿体特异性启动子。

（3）植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，原因是受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，故选B。

（4）实验目的是检验烟草叶绿体中表达的C4V3蛋白能够引发免疫反应，实验中缺乏对照，应该增设一组对照实验，对照组应每周4次，每次用等量的缓冲液注射小鼠，检测小鼠体内的抗体反应，T细胞增殖情况以及淋巴因子的生成。