Question

【题目】土壤农杆菌是一种植物病原菌，它通过根部伤口侵入植物体，刺激植物在被侵入部位形成根瘤，引发根癌。根癌土壤农杆菌质粒的结构如下图所示。请回答：

（1）质粒存在于许多细菌细胞中，是拟核外能够自我复制的小型________，在基因工程中常用作________。

（2）根癌土壤农杆菌侵染根细胞后，质粒上的__________能转移并整合到根细胞基因组中。被侵染的根细胞增殖形成根瘤，原理是___________。

（3）冠瘿碱中含有丰富的碳源和氮源，研究表明，根细胞及大部分微生物不能利用冠瘿碱，因此，在根瘤细胞中冠瘿碱的作用是___________。

（4）基因工程中所用的农杆菌质粒需要改造，为不破坏转基因植物的激素平衡，同时又能运载更大的目的基因，改造时应删除农杆菌质粒上的___________基因。

Answer 1

【答案】环状DNA分子 运载体 T-DNA 细胞分裂素基因、生长素基因在植物根细胞内表达，合成的细胞分裂素和生长素促进根细胞分裂和生长，形成根瘤 为根癌土壤农杆菌提供营养物质 生长素基因、细胞分裂素基因（也可以多答上冠瘿碱合成基因）

【解析】

质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中；携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，在细胞中自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制；质粒DNA分子上还有特殊的标记基因，可供重组DNA的鉴定和选择，因此常用作基因工程的运载体。

将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上，根据这一特点将目的基因插入T-DNA上，就可使目的基因的遗传特性在受体细胞中得以稳定维持和表达。

（1）质粒存在于许多细菌细胞中，是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子，在基因工程中常用作运载体。

（2）根癌土壤农杆菌侵染根细胞后，质粒上的T-DNA可转移并整合到根细胞基因组中。由图示可知，根癌土壤农杆菌质粒上的T-DNA中含有细胞分裂素基因和生长素基因，当根癌土壤农杆菌侵染根细胞后，细胞分裂素基因、生长素基因在植物根细胞内表达，合成的细胞分裂素和生长素促进根细胞分裂和生长，因此能够形成根瘤。

（3）冠瘿碱中含有丰富的碳源和氮源，根细胞及大部分微生物不能利用冠瘿碱，因此，在根瘤细胞中冠瘿碱的作用是为根癌土壤农杆菌提供营养物质，有利于其生长和发挥侵染作用。

（4）基因工程中所用的农杆菌质粒需要改造，由于受体植物本身含有生长素基因和细胞分裂素基因，为不破坏转基因植物的激素平衡，同时又能运载更大的目的基因，改造时应删除农杆菌质粒上的生长素基因、细胞分裂素基因，冠瘿碱合成基因也可删除。