Question

【題目】發(fā)根農(nóng)桿菌Ri質(zhì)粒是一種天然存在的植物遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。Ri質(zhì)粒有3個(gè)功能區(qū)：①T-DNA區(qū)是Ri質(zhì)粒上唯一整合到植物基因組的DNA片段；②Vir毒性蛋白區(qū)是發(fā)根農(nóng)桿菌實(shí)現(xiàn)高效侵染所必需的區(qū)域；③Ori區(qū)即復(fù)制起始區(qū)與功能代謝區(qū)。常用的質(zhì)粒載體pCAMBIA1301可以分別在大腸桿菌以及發(fā)根農(nóng)桿菌中進(jìn)行克隆，不需要依賴于同源序列在發(fā)根農(nóng)桿菌進(jìn)行整合即可自行復(fù)制。部分過(guò)程如圖所示：

回答下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)發(fā)根農(nóng)桿菌感染植物時(shí)，菌體本身不會(huì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，只是___________________片段進(jìn)入植物細(xì)胞中，在植物細(xì)胞中進(jìn)行隨機(jī)整合，最終整合至_______________，并利用植物體內(nèi)的酶系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯。

（2）選擇幼嫩的外植體作為受體細(xì)胞轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)高于成熟的外植體，可能原因是_______。

（3）限制性內(nèi)切酶能識(shí)別圖中LB/RB的酶切位點(diǎn)，其能使______________________斷開(kāi)。

（4）應(yīng)用過(guò)程中，只需要將目的片段插入到質(zhì)粒載體pCAMBIA1301中，將構(gòu)建好的質(zhì)粒轉(zhuǎn)入____________中，并通過(guò)pCAMBIA1301上自身攜帶的___________________對(duì)重組DNA鑒定和選擇。

（5）發(fā)根農(nóng)桿菌Ri質(zhì)粒作為一種天然存在的植物遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)其高效侵染所必需的區(qū)域——Vir毒性蛋白區(qū)至關(guān)重要，據(jù)此推斷Vir毒性蛋白區(qū)的具體作用是_______________。

Answer 1

【答案】Ri質(zhì)粒中的T-DNA 受體（植物）細(xì)胞的染色體DNA上（受體細(xì)胞的基因組上） 幼嫩植物細(xì)胞具有旺盛的分裂能力，并且植物細(xì)胞處于分裂期時(shí)更利于與外源DNA整合 （兩個(gè)核苷酸之間的）磷酸二酯鍵 發(fā)根農(nóng)桿菌（感受態(tài)細(xì)胞） （潮霉素）抗性（標(biāo)記）基因 輔助轉(zhuǎn)移作用，將目的基因與Ri質(zhì)粒的T-DNA區(qū)一同導(dǎo)入受體植物細(xì)胞中

【解析】

本題以圖文結(jié)合為情境，考查學(xué)生對(duì)基因工程的基本操作程序等相關(guān)知識(shí)的識(shí)記和理解能力，以及獲取信息、分析問(wèn)題的能力。

(1) 發(fā)根農(nóng)桿菌Ri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)胞的染色體的DNA上。可見(jiàn)，當(dāng)發(fā)根農(nóng)桿菌感染植物時(shí)，菌體本身不會(huì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，只是Ri質(zhì)粒中的T-DNA片段進(jìn)入植物細(xì)胞中，在植物細(xì)胞中進(jìn)行隨機(jī)整合，最終整合至受體細(xì)胞的染色體DNA上，并利用植物體內(nèi)的酶系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯。

(2) 由于幼嫩植物細(xì)胞具有旺盛的分裂能力，并且植物細(xì)胞處于分裂期時(shí)更利于與外源DNA整合，所以選擇幼嫩的外植體作為受體細(xì)胞轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)高于成熟的外植體。

(3) 限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。

(4) 如圖可知：在應(yīng)用過(guò)程中，將目的片段插入到質(zhì)粒載體pCAMBIA1301中，將構(gòu)建好的質(zhì)粒轉(zhuǎn)入發(fā)根農(nóng)桿菌（感受態(tài)細(xì)胞）中。質(zhì)粒載體pCAMBIA1301含有的潮霉素抗性基因?yàn)榛�因工程中的�?biāo)記基因，標(biāo)記基因的作用是供重組DNA的鑒定和選擇。

(5) 已知 Vir毒性蛋白區(qū)是發(fā)根農(nóng)桿菌實(shí)現(xiàn)高效侵染所必需的區(qū)域，據(jù)此可推知，Vir毒性蛋白區(qū)的具體作用是：輔助轉(zhuǎn)移作用，將目的基因與Ri質(zhì)粒的T-DNA區(qū)一同導(dǎo)入受體植物細(xì)胞中。