Question

7．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胞內賴氨酸濃度的影響．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，是通過蛋白質工程來實現的，它通過基因修飾或合成，對現有蛋白質改造后形成的．除此外，還可通過誘變育種，獲得賴氨酸的高產，它是在紫外線，電離輻射等等物理因素或亞硝酸、堿基類似物等化學因素下改變基因的堿基對排列順序，經選育而得．
（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）末端．除工具酶外，還需要的工具有運載體或質粒．
（3）將改造后的基因導入玉米時，常用基因槍法，它與常見的雙子葉植物的導入方法不同．導入目的基因后，是否可以穩定維持和表達其遺傳特性，還需要進行檢測與鑒定，檢測對象有DNA或目的基因、目的基因轉錄出的mRNA、目的基因表達出的蛋白質（填一種合理的對象）．有時還要進行個體生物學水平的鑒定．
（4）進行上述基因改造后的玉米體細胞，通過植物組織培養技術得到高產賴氨酸的玉米植株．有人認為轉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技術擴增和人工合成．
2、基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
3、將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法．
4、目的基因的檢測與鑒定：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．（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，它是在紫外線，電離輻射等物理因素或亞硝酸、堿基類似物等化學因素下改變基因的堿基對排列順序，經選育而得．
（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粒．
（3）將改造后的基因導入玉米時，常用基因槍法，它與常見的雙子葉植物的導入方法不同．導入目的基因后，是否可以穩定維持和表達其遺傳特性，還需要進行檢測與鑒定，檢測對象有DNA或目的基因、目的基因轉錄出的mRNA、目的基因表達出的蛋白質．
（4）進行上述基因改造后的玉米體細胞，通過植物組織培養技術得到高產賴氨酸的玉米植株．將目的基因導人線粒體或葉綠體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，表現出母系遺傳的特點，不會通過花粉傳遞給后代，導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）              運載體或質粒
（3）基因槍   DNA或目的基因、目的基因轉錄出的mRNA、目的基因表達出的蛋白質
（4）植物組織培養   線粒體和葉綠體

點評 本題考查基因工程和蛋白質工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節；識記蛋白質工程的基本流程及相關應用，能結合所學的知識準確答題．