Question

【题目】赖氨酸是人体的必需氨基酸，而玉米等谷类食物中赖氨酸含量却很低。科学家已成功地利用转基因技术改良玉米，提高其赖氨酸含量。回答下列问题。

（1）从基因控制性状的两种方式考虑，提高玉米赖氨酸含量的途径有两种：一是将_______________编码基因导入玉米并进行正常表达；二是_____________以提高细胞中游离赖氨酸含量。

（2）要完成这一精确的转基因工程，获取目的基因后还需借助______________等工具酶构建基因表达载体，再将表达载体导入受体细胞。受体细胞可用已分化的玉米体细胞，原因是______________________。

（3）研究发现，玉米中赖氨酸含量低的原因是赖氨酸合成过程中的关键酶（甲）受细胞内赖氨酸_________________甲的浓度影响。推测，高浓度赖氨酸抑制甲的活性，这属于_________________调节机制。为降低甲对赖氨酸的敏感性，可将甲的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，这属于_______________工程范畴。

Answer 1

【答案】富含赖氨酸的蛋白质 提高赖氨酸合成酶活性（或降低赖氨酸分解酶活性） 限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶 已分化的植物体细胞具有全能性，可通过植物组织培养技术获得转基因植株（植物细胞具有全能性） 抑制 负反馈（反馈） 蛋白质

【解析】

基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得、重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。

（1）基因控制性状通常有两条途径，一条控制蛋白质的合成，一条控制酶的合成。因此，从基因控制性状的两种方式考虑，提高玉米赖氨酸含量的途径有两种：一是将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米并进行正常表达；二是提高赖氨酸合成酶活性（或降低赖氨酸分解酶活性）以提高细胞中游离赖氨酸含量。

（2）限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶等工具酶是构建基因表达载体常用的酶。已分化的植物体细胞具有全能性，可通过植物组织培养技术获得转基因植株（植物细胞具有全能性），故受体细胞可用已分化的玉米体细胞。

（3）赖氨酸合成过程中的关键酶（甲）受细胞内赖氨酸抑制甲的浓度影响，可能导致赖氨酸含量低。高浓度赖氨酸抑制甲的活性，使得赖氨酸的含量下降，这属于负反馈（反馈）调节机制。为降低甲对赖氨酸的敏感性，可将甲的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，这属于蛋白质工程范畴。