Question

玉米中赖氨酸的含量较低，原因是赖氨酸合成过程中，天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受细胞内赖氨酸浓度的影响。为此，有人提出，将天冬氨酸激酶第352位苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶第104位天冬氨酸变成异亮氨酸，使玉米叶片和种子游离的赖氨酸分别提高5倍和2倍。请回答：

（1）上述材料中，赖氨酸的高产，是通过蛋白质工程来实现的，它通过基因修饰或合成，对现有蛋白质改造后形成的。除此外，还可通过             育种，获得赖氨酸的高产，它是在             等物理因素或亚硝酸、碱基类似物等化学因素下改变基因的碱基对排列顺序，经选育而得。

（2）在基因改造时，需要用到2种工具酶。其中一种酶，如：E•coli DNA连接酶，T₄DNA连接酶，后者可以缝合双链DNA片段的               末端。除工具酶外，还需要的工具有            。

（3）将改造后的基因导入玉米时，常用             法，它与常见的双子叶植物的导入方法不同。导入目的基因后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，还需要进行检测与鉴定，检测对象有         （填一种合理的对象）。有时还要进行个体生物学水平的鉴定。

（4）进行上述基因改造后的玉米体细胞，通过             技术得到高产赖氨酸的玉米植株。有人认为转基因植物可以通过花粉传播，会使周围植物受到基因污染，为此，他们建议导入的目的基因需整合在受体的           上，而不是染色体。

Answer

（1）诱变 紫外线，电离辐射等（任一） （2）黏性和平（末端） 运载体或质粒 （3）基因枪 DNA或目的基因、目的基因转录出的mRNA、目的基因表达出的蛋白质 （4）植物组织培养 线粒体和叶绿体（任一）

【解析】（1）要想获得现有自然界中不存在的蛋白质，一方面可通过蛋白质工程改造或修饰目的基因；另一方面可通过基因突变的原理进行诱变育种；如果是微生物通常采用物理方法如用紫外线，电离辐射等照射和化学方法如亚硝酸、碱基类似物等处理。（2）基因工程的操作工具中，需要载体和2种工具酶。其中 T4DNA连接酶可以缝合双链DNA片段的黏性末端和平末端，E•coli DNA连接酶只能连接黏性末端。（3）将目的基因导入玉米时，常用基因枪法，它与常见的双子叶植物的导入方法（农杆菌转化法）不同。导入目的基因后，需要用不同的方法进行检测与鉴定DNA或目的基因、目的基因转录出的mRNA、目的基因表达出的蛋白质，有时还要进行个体生物学水平的鉴定。（4）获得转基因的玉米细胞还需要通过植物组织培养技术得到高产赖氨酸的玉米植株。转基因植物可以通过花粉传播，会使周围植物受到基因污染，为此，可以将导入的目的基因需整合在受体的线粒体和叶绿体上。

【考点定位】基因工程和蛋白质工程、诱变育种