Question

【題目】土壤農(nóng)桿菌是一種植物病原菌，它通過(guò)根部傷口侵入植物體，刺激植物在被侵入部位形成根瘤，引發(fā)根癌。根癌土壤農(nóng)桿菌質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)如下圖所示。請(qǐng)回答：

（1）質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌細(xì)胞中，是擬核外能夠自我復(fù)制的小型________，在基因工程中常用作________。

（2）根癌土壤農(nóng)桿菌侵染根細(xì)胞后，質(zhì)粒上的__________能轉(zhuǎn)移并整合到根細(xì)胞基因組中。被侵染的根細(xì)胞增殖形成根瘤，原理是___________。

（3）冠癭堿中含有豐富的碳源和氮源，研究表明，根細(xì)胞及大部分微生物不能利用冠癭堿，因此，在根瘤細(xì)胞中冠癭堿的作用是___________。

（4）基因工程中所用的農(nóng)桿菌質(zhì)粒需要改造，為不破壞轉(zhuǎn)基因植物的激素平衡，同時(shí)又能運(yùn)載更大的目的基因，改造時(shí)應(yīng)刪除農(nóng)桿菌質(zhì)粒上的___________基因。

Answer 1

【答案】環(huán)狀DNA分子 運(yùn)載體 T-DNA 細(xì)胞分裂素基因、生長(zhǎng)素基因在植物根細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，合成的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素促進(jìn)根細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，形成根瘤 為根癌土壤農(nóng)桿菌提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 生長(zhǎng)素基因、細(xì)胞分裂素基因（也可以多答上冠癭堿合成基因）

【解析】

質(zhì)粒DNA分子上有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段插入其中；攜帶外源DNA片段的質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞后，在細(xì)胞中自我復(fù)制，或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制；質(zhì)粒DNA分子上還有特殊的標(biāo)記基因，可供重組DNA的鑒定和選擇，因此常用作基因工程的運(yùn)載體。

將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，根據(jù)這一特點(diǎn)將目的基因插入T-DNA上，就可使目的基因的遺傳特性在受體細(xì)胞中得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。

（1）質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌細(xì)胞中，是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子，在基因工程中常用作運(yùn)載體。

（2）根癌土壤農(nóng)桿菌侵染根細(xì)胞后，質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移并整合到根細(xì)胞基因組中。由圖示可知，根癌土壤農(nóng)桿菌質(zhì)粒上的T-DNA中含有細(xì)胞分裂素基因和生長(zhǎng)素基因，當(dāng)根癌土壤農(nóng)桿菌侵染根細(xì)胞后，細(xì)胞分裂素基因、生長(zhǎng)素基因在植物根細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，合成的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素促進(jìn)根細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，因此能夠形成根瘤。

（3）冠癭堿中含有豐富的碳源和氮源，根細(xì)胞及大部分微生物不能利用冠癭堿，因此，在根瘤細(xì)胞中冠癭堿的作用是為根癌土壤農(nóng)桿菌提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有利于其生長(zhǎng)和發(fā)揮侵染作用。

（4）基因工程中所用的農(nóng)桿菌質(zhì)粒需要改造，由于受體植物本身含有生長(zhǎng)素基因和細(xì)胞分裂素基因，為不破壞轉(zhuǎn)基因植物的激素平衡，同時(shí)又能運(yùn)載更大的目的基因，改造時(shí)應(yīng)刪除農(nóng)桿菌質(zhì)粒上的生長(zhǎng)素基因、細(xì)胞分裂素基因，冠癭堿合成基因也可刪除。