Question

14．玉米中賴氨酸的含量較低，原因是賴氨酸合成過(guò)程中，天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性受細(xì)胞內(nèi)賴氨酸濃度的影響．為此，有人提出，將天冬氨酸激酶第352位蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶第104位天冬氨酸變成異亮氨酸，使玉米葉片和種子游離的賴氨酸分別提高5倍和2倍．請(qǐng)回答：
（1）上述材料中，賴氨酸的高產(chǎn)，是通過(guò)蛋白質(zhì)工程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它通過(guò)基因修飾或合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)改造后形成的．除此外，還可通過(guò)誘變育種，獲得賴氨酸的高產(chǎn)，它是在紫外線，電離輻射等物理因素或亞硝酸、堿基類似物等化學(xué)因素下改變基因的堿基對(duì)排列順序，經(jīng)選育而得．
（2）在基因改造時(shí)，需要用到2種工具酶．其中一種酶，如：E•coli DNA連接酶，T₄DNA連接酶，后者可以縫合雙鏈DNA片段的黏性和平末端．除工具酶外，還需要的工具有運(yùn)載體或質(zhì)粒．
（3）將改造后的基因?qū)�入玉米時(shí)，常用基因槍法，它與常見(jiàn)的雙子葉植物的導(dǎo)入方法不同．導(dǎo)入目的基因后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，還需要進(jìn)行檢測(cè)與鑒定，檢測(cè)對(duì)象有DNA或目的基因、目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA、目的基因表達(dá)出的蛋白質(zhì)（填一種合理的對(duì)象）．有時(shí)還要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定．
（4）進(jìn)行上述基因改造后的玉米體細(xì)胞，通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到高產(chǎn)賴氨酸的玉米植株．有人認(rèn)為轉(zhuǎn)基因植物可以通過(guò)花粉傳播，會(huì)使周圍植物受到基因污染，為此，他們建議導(dǎo)入的目的基因需整合在受體的線粒體和葉綠體上，而不是染色體．

Answer 1

分析 基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④目的基因的檢測(cè)與鑒定．其中構(gòu)建基因表達(dá)載體是基因工程的核心步驟，需要限制酶和DNA連接酶．植物組織培養(yǎng)技術(shù)包括脫分化和再分化兩個(gè)重要過(guò)程，而決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，特別是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同作用在組織培養(yǎng)過(guò)程中非常重要．

解答 解：（1）賴氨酸的高產(chǎn)可通過(guò)誘變育種，獲得賴氨酸的高產(chǎn)，它是在紫外線，電離輻射等物理因素或亞硝酸、堿基類似物等化學(xué)因素下改變基因的堿基對(duì)排列順序，經(jīng)選育而得．
（2）在基因改造時(shí)，需要用到2種工具酶．其中一種酶，如：E•coli DNA連接酶，T₄DNA連接酶，后者可以縫合雙鏈DNA片段的黏性和平末端．除工具酶外，還需要的工具有運(yùn)載體或質(zhì)粒．
（3）將改造后的基因?qū)�入玉米時(shí)，常用基因槍法，它與常見(jiàn)的雙子葉植物的導(dǎo)入方法不同．導(dǎo)入目的基因后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，還需要進(jìn)行檢測(cè)與鑒定，檢測(cè)對(duì)象有DNA或目的基因、目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA、目的基因表達(dá)出的蛋白質(zhì)．
（4）進(jìn)行上述基因改造后的玉米體細(xì)胞，通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到高產(chǎn)賴氨酸的玉米植株．導(dǎo)入的目的基因整合在受體的線粒體或葉綠體上，則不會(huì)通過(guò)花粉傳播使周圍植物受到基因污染．
故答案為：
（1）誘變       紫外線，電離輻射等（任一）
（2）黏性和平（末端）     運(yùn)載體或質(zhì)粒
（3）基因槍       DNA或目的基因、目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA、目的基因表達(dá)出的蛋白質(zhì)
（4）植物組織培養(yǎng)      線粒體和葉綠體（任一）

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程和蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，準(zhǔn)確判斷問(wèn)題的能力，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．