Question

科學家在研究中發(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能轉移到植物細胞內(nèi)，并整合到受體細胞的染色體DNA上表達，正是T-DNA上的三組基因（tms、tmr、tmt）的影響，使植物受傷部位細胞大量分裂與生長，產(chǎn)生“瘤”狀結構．科學家受此啟發(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)�入受體細胞．下圖是通過雙質(zhì)粒導入法研發(fā)一種轉基因抗蟲煙草的過程，請據(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，傷口處的細胞會分泌大量酚類化合物吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞．此外，酚類化合物能激活Vir基因，合成能專切下T-DNA的限制酶．Vir基因表達的產(chǎn)物可以將質(zhì)粒上的

 

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

 

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（3）進一步研究發(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，需要對天然Ti質(zhì)粒進行改造，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，煙草細胞的轉化能否成功？請簡要說明理由

 

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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)粒的過程判斷，科學家所選的限制酶是

 

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（5）目前，農(nóng)桿菌轉化法和其他轉化方法仍然有多個技術缺點不能克服，如目的基因整合到宿主細胞染色體上的位置是隨機的，這對宿主細胞造成的危害可能有

 

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Answer 1

考點：基因工程的應用,植物激素及其植物生長調(diào)節(jié)劑的應用價值

專題：

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

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

點評：本題考查了基因工程、遺傳和變異的相關知識，意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的一些生物學問題的能力．