Question

4．玉米中賴氨酸的含量較低，原因是賴氨酸合成過程中，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．請回答：
（1）上述材料中，賴氨酸的高產(chǎn)，是通過蛋白質(zhì)工程來實現(xiàn)的，它通過基因修飾或合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)改造后形成的．除此外，還可通過誘變育種，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排列順序，經(jīng)選育而得．
（2）在基因改造時，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，還需要的工具有運載體或質(zhì)粒．
（3）將改造后的基因?qū)�入玉米時，常用基因槍法，它與常見的雙子葉植物的導(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)行檢測與鑒定，檢測對象有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)（填一種合理的對象）有時還要進(jìn)行個體生物學(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)基因植物可以通過花粉傳播，會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 基因工程技術(shù)的基本步驟：
1、目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．
2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等．
3、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．
4、目的基因的檢測與鑒定：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）可通過誘變育種，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排列順序，經(jīng)選育而得．
（2）T₄DNA連接酶可以縫合雙鏈DNA片段的黏性和平末端．除工具酶外，還需要的工具有運載體或質(zhì)粒．
（3）將改造后的基因?qū)�入玉米時，常用基因槍法，它與常見的雙子葉植物的導(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)行檢測與鑒定，檢測對象有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，通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到高產(chǎn)賴氨酸的玉米植株．將目的基因?qū)�人線粒體或葉綠體DNA中，則目的基因就與線粒體或葉綠體綁在一起，隨線粒體或葉綠體的遺傳而遺傳給后代，表現(xiàn)出母系遺傳的特點，不會通過花粉傳遞給后代，導(dǎo)致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
（2）黏性和平（末端）              運載體或質(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

點評 本題考查了蛋白質(zhì)工程和基因工程的相關(guān)知識，意在考查考生的識記能力和理解所學(xué)知識要點，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運用所學(xué)知識，準(zhǔn)確判斷問題的能力，屬于考綱識記和理解層次的考查．