1、農桿菌轉化法的過程高中生物學選擇性必修三基因工程中介紹了植物目的基因導 入一個重要方法 農桿菌轉化法o但對于農桿菌介導的轉基因 的過程則語焉不詳。試題解析試題：植物被野生型農桿菌感染后會產生瘤狀結構(類似愈傷組織)，主要原因是農桿菌的ti質粒中 含有生長素合成基因、細胞分裂素合成基因和冠痿堿 合成基因。冠瘦堿是農桿菌生命活動必需的有機物質, 而植物自身不能合成和利用。下列敘述錯誤的是( )a. 去除生長素合成基因，瘤狀結構會生出許多根b. 去除冠瘦堿合成基因，農桿菌在被感染植物體內 不能大量繁殖c. 去除生長素合成基因和細胞分裂素合成基因，不 會產生明顯的瘤狀結構d. 為獲得正常生長的轉基因植

2、物，應去除ti質粒中 的上述3種基因解析：除去生長素合成基因，瘤狀結構會減小，但不會 生根，a錯誤；由題意知，冠瘦堿基因合成的冠瘦堿 是桿菌生命活動必需的有機物質，該有機物植物自身 不能合成，因此去除除冠瘦堿合成基因，農桿菌在植 物體內繁殖受抑制，b正確；由題意知，瘤狀結構的 形成原因是農桿菌的ti質粒中含有生長素合成基因、 細胞分裂素合成基因表達的結果，因此去除生長素合 成基因和細胞分裂素合成基因，不會產生明顯的瘤狀 結構，c正確；要通過基因工程獲得正常生長的轉基 因植物，以農桿菌為運載體時，應去除ti質粒中的 上述3種基因，d正確。故答案為a。試題中產生的疑問：冠瘦堿基因需要去除嗎？如 果

3、去除了那農桿菌不是不能生活了，因為試題中表述 的是“冠瘦堿是農桿菌生命活動必需的有機物質”。據資料，冠瘦堿分為胭脂堿、章魚堿等多種，是 細菌的氮源和碳源。不同類型的菌株分別專性的利用 不同的冠瘦堿作為其唯一的氮源和碳源。也有的資料 認為提供能源物質。而不是試題中籠統的必需物質， 從上述兩種資料的說法可以看出，沒有冠瘦堿農桿菌 也是可以利用相關的營養物質，所以應該要去除冠痿 堿基因。農桿菌介導的轉基因農桿菌引起植物被感染植物產生生長素，誘導形成冠瘦瘤, 冠瘦瘤對于某些農作物是一種嚴重的疾病，如果樹，可引起產量 和健康狀況下降。農桿菌因其可以將自己的一部分基因轉入植物細胞，有時被 看作自然界的遺傳

4、工程師o被轉入植物基因組的是擬核外有環狀 dna,稱為ti質粒（腫瘤誘導質粒）。1. 關于ti質粒ti質粒包含數個毒性基因（vir）及轉移區dna （t-dna）。農桿菌（示ti質粒）t-dnati成粒v/ratw細%普鮑細菌細胞毒性的vir基因對于啟動和執行tdna插入植物細胞必需的。一旦進入植物細胞內，t-dna被隨機插入基因組的某一位 置。t-dna上所攜帶的基因具有兩類功能：(1)在t-dna左右邊界，分別控制植物生長素和細胞分裂素，促使植物創傷組織 無限制地生長與分裂，誘導形成冠瘦瘤，它們為細菌提供寄生環 境；(2)基因產物為非蛋白質氨基酸，稱為冠瘦堿，作為細菌 的代謝能源物質(也有

5、的資料認為是農桿菌生長必需的物質)。由于農桿菌通常是植物病原菌，實驗室內把農桿菌作研究工具時，研究者將改造的ti質粒用于植物轉化，t-dna上的植物 激素和冠瘦堿合成基因被去掉，替換為目的基因。通常具有抗生 素抗性的基因也附帶在t-dna區，用作篩選的標記基因。這樣 經工程改造的ti質粒重新轉入農桿菌體內。位于t-dna區域內 的所有基因都將被細菌遺傳工程插入受感染的植物內。研究者可 利用抗生素抗性基因進行轉化細胞的篩選。tdna改造示意圖野宅型t-dna產生激素南燃斂的基因右邊界(rr)ii,程岐施的tdnah株基因抗性2. 改造的農桿菌轉化過程從植物取下幼嫩的葉片與農桿菌溶液共培養，之后洗

6、脫后的 植物細胞在培養基上培養，然后用植物生長素和細胞分裂素誘導 培養的細胞生根和生芽。這種技術已經成功培育轉化的成體植株。 有些植物更加容易轉化，如擬南芥，將花序浸入農桿菌溶液中就 可在后代中產生足夠多的轉化體。農桿菌轉化植物的過程金 qimxak翻育主m、m. |dg*et村h”<* iltr) ilf 角.就，帝g n«mx <hk)值hr泣 筍工從圖示中可知，受傷的植物細胞分泌廣譜抗菌物質，如對農桿菌無毒的酚類乙酰丁香酮；毒性基因vir表達產物來感知乙酰ci9!1!丁香酮；再激活細菌的感染途徑；t-dna被vir基因表達產物切割并轉移到植物體內；通過一種復合物進入植物細胞核；t-dna 以一種未知的機制插入到寄主細胞的基因組。3. 其他轉化途徑一種方法是將包含