题目内容

4．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，还可通过诱变育种，获得赖氨酸的高产，它是在紫外线，电离辐射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片段的黏性和平末端．除工具酶外，还需要的工具有运载体或质粒．
（3）将改造后的基因导入玉米时，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（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，通过植物组织培养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线粒体和叶绿体上，而不是染色体．

分析 基因工程技术的基本步骤：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
4、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答 解：（1）可通过诱变育种，获得赖氨酸的高产，它是在紫外线，电离辐射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）T4DNA连接酶可以缝合双链DNA片段的黏性和平末端．除工具酶外，还需要的工具有运载体或质粒．
（3）将改造后的基因导入玉米时，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）进行上述基因改造后的玉米体细胞，通过植物组织培养技术得到高产赖氨酸的玉米植株．将目的基因导人线粒体或叶绿体DNA中，则目的基因就与线粒体或叶绿体绑在一起，随线粒体或叶绿体的遗传而遗传给后代，表现出母系遗传的特点，不会通过花粉传递给后代，导致周围植物受到基因污染．
故答案为：
（1）诱变    紫外线，电离辐射等
（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

点评 本题考查了蛋白质工程和基因工程的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查．

练习册系列答案
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研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材料，通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。

（1）若诱变后某植株出现一个新形状，可通过________________交判断该形状是否可以遗传，如果子代仍出现该突变性状，则说明该植株可能携带________________性突变基因，根据子代________________，可判断该突变是否为单基因突变。

（2）经大量研究，探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径，简图如下。

由图可知，R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能，乙烯与_______________结合后，酶T的活性_______________，不能催化E蛋白磷酸化，导致E蛋白被剪切，剪切产物进入细胞核，调节乙烯响应基因的表达，植株表现有乙烯生理反应。

（3）酶T活性丧失的纯合突变体（1#）在无乙烯的条件下出现_____________（填“有”或“无”）乙烯生理反应的表现型，1#与野生型杂交，在无乙烯的条件下，F1的表现型与野生型相同。请结合上图从分子水平解释F1出现这种表现型的原因：_____________。

（4）R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合个体（2#）仅丧失了与乙烯结合的功能。请判断在有乙烯的条件下，该突变基因相对于野生型基因的显隐性，并结合乙烯作用途径陈述理由：_____________。

（5）番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径，若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变，则这种植株的果实成熟期会_____________。
15．下列有关生物进化的叙述，正确的是（　　）
A．隔离阻断种群间的基因交流，意味着新物种的形成
B．共同进化是生物与环境在相互影响中不断进化和发展
C．自然选择不能决定突变的方向，但能定向地改变种群基因频率
D．超级趣菌的出现是抗生素的滥用诱导细菌发生基因突变的结果
12．我省某经济植物光合作用的研究结果如图．

（1）图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响．叶绿素存在于叶绿体中的类囊体膜（或类囊体，基粒）
上．需先用无水乙醇（填溶剂名称）提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量．据图分析，该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力．
（2）图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度）的日变化趋势．8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小．18：00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有．
（3）实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量减少．
19．下列有关生物进化的叙述，正确的是（　　）
A．地理隔离是新物种形成的必要条件
B．共同进化只存在于生物与生物之间
C．种群基因频率的定向改变就是进化
D．突变和染色体变异产生了进化的原材料
9．下列关于遗传学的基本观点的叙述，正确的是（　　）
A．纯合子自交产生的后代都是纯合子
B．杂合子自交产生的后代都是杂合子
C．不同环境下，基因型相同，表现型不一定相同
D．兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状
16．下列有关实验的说法正确的是（　　）
A．观察DNA和RNA在细胞中的分布，应选用龙胆紫对细胞染色
B．探究温度对酶活性的影响时，最好选用新鲜肝脏中的H2O2酶做实验材料
C．西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，是作还原糖鉴定的理想材料
D．选用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞观察到质壁分离现象时观察不到染色体
13．关于细胞的全能性下列哪个是不正确的（　　）
A．受精卵的全能性很高
B．生殖细胞也具有较高的全能性
C．动物细胞没有全能性是由于细胞核和细胞质都丧失了全能性
D．所有的植物体活的体细胞都具有全能性
14．在人体细胞生命中，不可能发生的过程是（　　）
A．在静息状态下，神经细胞仍进行葡萄糖的跨膜运输
B．多肽合成时，核糖体mRNA上移动
C．正常生理状态下，溶酶体对自身机体的细胞结构分解
D．性激素在载体蛋白的协助下进入受体细胞

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