Question

科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)，土壤中的農(nóng)桿菌具有使植物患“腫瘤”的特性．農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA能轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞內(nèi)，并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上表達(dá)，正是T-DNA上的三組基因（tms、tmr、tmt）的影響，使植物受傷部位細(xì)胞大量分裂與生長(zhǎng)，產(chǎn)生“瘤”狀結(jié)構(gòu)．科學(xué)家受此啟發(fā)，嘗試將Ti質(zhì)粒作為基因工程中的載體以將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞．下圖是通過(guò)雙質(zhì)粒導(dǎo)入法研發(fā)一種轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)煙草的過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答：

（1）Ti質(zhì)粒上的T-DNA中tms、tmr、tmt三組基因的功能是能控制植物合成

 

 等植物激素，使植物患“腫瘤”．
（2）雙子葉植物受到損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量酚類(lèi)化合物吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞．此外，酚類(lèi)化合物能激活Vir基因，合成能專(zhuān)切下T-DNA的限制酶．Vir基因表達(dá)的產(chǎn)物可以將質(zhì)粒上的

 

 （填“A”或“B”）段切下并整合到植物細(xì)胞中．一般情況下，農(nóng)桿菌不能將T-DNA轉(zhuǎn)移到單子葉植物中，如想采取措施讓農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化單子葉植物，比較簡(jiǎn)便的辦法是

 

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（3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，天然的Ti質(zhì)粒往往因分子太大而使整合失敗，為此，需要對(duì)天然Ti質(zhì)粒進(jìn)行改造，盡最大可能減小重組質(zhì)粒的大�。畧D中的重組質(zhì)粒并不含有Vir基因，那么，煙草細(xì)胞的轉(zhuǎn)化能否成功？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由

 

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（4）圖乙是已經(jīng)改造后的Ti質(zhì)粒．根據(jù)圖中制作重組質(zhì)粒的過(guò)程判斷，科學(xué)家所選的限制酶是

 

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（5）目前，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和其他轉(zhuǎn)化方法仍然有多個(gè)技術(shù)缺點(diǎn)不能克服，如目的基因整合到宿主細(xì)胞染色體上的位置是隨機(jī)的，這對(duì)宿主細(xì)胞造成的危害可能有

 

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Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的應(yīng)用,植物激素及其植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用價(jià)值

專(zhuān)題：

分析：據(jù)圖乙分析可知：外源基因插入到T-DNA上，由于EcoRI的切割位點(diǎn)在T-DNA中間和外側(cè)，有兩個(gè)切割位點(diǎn)，不可取，所以只需要HindIII限制酶切割即可．農(nóng)桿菌在受到酚類(lèi)化合物刺激后，才可以將T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體上．要想讓農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化單子葉植物，只需要在單子葉植物的傷口處加入酚類(lèi)化合物即可．重組質(zhì)粒中含有兩個(gè)質(zhì)粒，一個(gè)不含有Vir基因，另一個(gè)不含有Vir基因，但是在農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)依然可以有Vir基因表達(dá)產(chǎn)物生成，因此煙草細(xì)胞轉(zhuǎn)化依然可以．

解答： 解：（1）細(xì)胞大量分裂與生長(zhǎng)與細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素是有關(guān)的．Ti質(zhì)粒上的T-DNA中tms、tmr、tmt三組基因，使植物受傷部位細(xì)胞大量分裂與生長(zhǎng)，說(shuō)明能控制植物合成生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素，使植物患“腫瘤”．
（2）Vir基因被雙子葉植物傷口部位細(xì)胞分泌的酚類(lèi)化合物所激活，并能合成專(zhuān)切下T-DNA的限制酶．因此，Vir基因表達(dá)的產(chǎn)物可以將質(zhì)粒上T-DNA，即圖中的B．農(nóng)桿菌在受到酚類(lèi)化合物刺激后，才可以將T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體上．要想讓農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化單子葉植物，只需要在單子葉植物的傷口處加入酚類(lèi)化合物即可．
（3）圖中的重組質(zhì)粒并不含有Vir基因，但是在農(nóng)桿菌體內(nèi)含有另一個(gè)被改良的質(zhì)粒含有Vir基因，依然可以表達(dá)出只切T-DNA的限制酶．因此煙草細(xì)胞的轉(zhuǎn)化依然能夠成功．
（4）改造后的Ti質(zhì)粒時(shí)，外源基因加入到T-DNA中間，HindIII切割位點(diǎn)在T-DNA中間．EcoRI的切割位點(diǎn)在T-DNA中間和外側(cè)，有兩個(gè)切割位點(diǎn)，所以不可取．只需要HindIII 切割Ti質(zhì)粒，插入外源基因．
（5）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和其他轉(zhuǎn)化方法仍然有多個(gè)技術(shù)缺點(diǎn)不能克服，如農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中目的基因整合到宿主細(xì)胞染色體上的位置是隨機(jī)的，這會(huì)造成將宿主細(xì)胞相應(yīng)的基因結(jié)構(gòu)破壞或者引起突變．
故答案為：
（1）生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素
（2）B    在單子葉植物的傷口處加入酚類(lèi)化合物    
（3）另一個(gè)質(zhì)粒含有Vir基因，仍能表達(dá)出產(chǎn)物切下T-DNA
（4）HindIII  
（5）可能會(huì)引發(fā)插入部位基因突變、可能會(huì)是插入部位基因失效等

點(diǎn)評(píng)：本題考查了基因工程、遺傳和變異的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中的一些生物學(xué)問(wèn)題的能力．